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Woran Wissenschaftler glauben Willenlos glücklich

2. Teil: Freeman Dyson: Gibt es unbeweisbare Wahrheiten?

Als Mathematiker möchte ich eine präzise Antwort auf diese Frage geben. Dank Kurt Gödel wissen wir, dass es wahre mathematische Aussagen gibt, die sich nicht beweisen lassen, doch schwebt mir etwas mehr vor – eine Aussage, die sowohl wahr als auch unbeweisbar, als auch einfach genug ist, um für Nichtmathematiker verständlich zu sein. Hier ist sie.

Der Autor
Freeman Dyson ist emeritierter Physikprofessor des Princetoner Institute for Advanced Study. Er hat mehrere allgemein verständliche wissenschaftliche Bücher veröffentlicht, darunter "Die zwei Ursprünge des Lebens" und "Die Sonne, das Genom und das Internet. Wissenschaftliche Innovation und die Technologien der Zukunft".
Wir haben die Zweierpotenzen 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 und so fort, und die Fünferpotenzen 5, 25, 125, 625 und so fort. Nehmen wir nun eine Zahl wie 131.072 (die zufällig ebenfalls eine Zweierpotenz ist) und ihr spiegelverkehrtes Gegenstück 270.131, so behaupte ich Folgendes: Die Umkehrung einer Zweierpotenz kann nie eine Fünferpotenz sein.

Die Ziffern großer Zweierpotenzen scheinen regellos, ohne geordnetes Muster, aufeinanderzufolgen. Wenn jemals die Umkehrung einer Zweierpotenz eine Fünferpotenz wäre, so läge ein unwahrscheinlicher Zufall vor, und die Wahrscheinlichkeit wird bei wachsenden Zahlen stets geringer – bei Zweierpotenzen größer als eine Milliarde betrüge sie weniger als eins zu eine Milliarde. Bei Zweierpotenzen kleiner als eine Milliarde ist das leicht nachzuprüfen, so dass die Wahrscheinlichkeit insgesamt weniger als eins zu eine Milliarde beträgt. Aus diesem Grund halte ich die Aussage für wahr.

Doch die Annahme, dass die Ziffern in großen Zweierpotenzen regellos auftreten, schließt die Unbeweisbarkeit der Aussage ein, denn jeder Beweis müsste auf einer Nichtregellosigkeit der Ziffern beruhen. Die Annahme der Regellosigkeit bedeutet, dass die Aussage lediglich deshalb zutrifft, weil die Umstände für sie sprechen. Sie lässt sich nicht beweisen, da es keine tieferen mathematischen Gründe für ihre Wahrheit gibt. (Anmerkung für Fachleute: Dieses Argument gilt jedoch nicht, wenn wir Dreier- anstelle von Fünferpotenzen verwenden. In diesem Fall ist die Aussage leicht zu beweisen, weil die Umkehrung einer durch drei teilbaren Zahl ebenfalls durch drei teilbar ist. Die Teilbarkeit durch drei ist zufällig eine nichtregellose Eigenschaft der Ziffern.)

Man findet mühelos weitere Beispiele für Behauptungen, die wahrscheinlich wahr, aber nicht beweisbar sind. Man braucht im Wesentlichen eine unendliche Reihe von Ereignissen, die je für sich zufällig eintreten könnten, aber auch einzeln eine geringe Gesamtwahrscheinlichkeit haben. Dann ist die Aussage, dass keines der Ereignisse jemals eintreten wird, wahrscheinlich wahr, lässt sich aber nicht beweisen.

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insgesamt 15 Beiträge
Jerry Paloma 25.09.2008
...als auch einfach genug ist, um für Nichtmathematiker verständlich zu sein. dazu gehoere ich also. Ich hatte wirklich gehofft dass jetzt ein einfaches Beispiel kommt, dem ich wirklich folgen kann. Folgen kann ich wohl aber [...]
...als auch einfach genug ist, um für Nichtmathematiker verständlich zu sein. dazu gehoere ich also. Ich hatte wirklich gehofft dass jetzt ein einfaches Beispiel kommt, dem ich wirklich folgen kann. Folgen kann ich wohl aber zwingend ist es fuer mich als Laien immer noch nicht. Dyson schreibt, dass: "...die Annahme, dass die Ziffern in großen Zweierpotenzen regellos auftreten, schließt die Unbeweisbarkeit der Aussage ein, denn jeder Beweis müsste auf einer Nichtregellosigkeit der Ziffern beruhen." Koennte es nicht sein, dass der Mathematiker im allgemeinen die in aufeinanderfolgeneden 2er Potenzen verborgene Regel einfach noch nicht kennt? Oder kann man die Nichtregelhaftgkeit und somit Unbeweisbarkeit beweisen? Kann das jemand dem Nichtmathematiker erklaeren? Danke!
Jandokar 25.09.2008
In der Zahlentheorie gibt es eine Menge von Vermutungen, die bisher noch nicht bewiesen sind und die vielleicht auch nie beweisbar sein werden. Dyson behauptet nun Diese Behauptung aber auch ihr Gegenteil ist bisher [...]
Zitat von DysonDie Umkehrung einer Zweierpotenz kann nie eine Fünferpotenz sein.
In der Zahlentheorie gibt es eine Menge von Vermutungen, die bisher noch nicht bewiesen sind und die vielleicht auch nie beweisbar sein werden. Dyson behauptet nun Diese Behauptung aber auch ihr Gegenteil ist bisher (wahrscheinlich) nicht bewiesen worden. Auf Grund von Wahrscheinlichkeiten behauptet er nun, daß seine Behauptung wahrscheinlich (!) wahr ist. Er kann aber keineswegs ausschließen, daß es bei einer genügend großen Zahl möglich ist. Zur Beweisbarkeit zunächst ein anderes einfaches Beispiel: Eine gerade Zahl ist niemals eine ungerade Zahl oder etwas mathematischer: die Menge der geraden Zahlen und die Menge der ungeraden Zahlen ist disjunkt. Das läßt sich relativ einfach beweisen. Die Menge der geraden Zahlen wird mit Hilfe von 2*n und die der ungeraden Zahlen mit Hilfe von 2*n-1 gebildet; n nimmt die Werte von 1,2,3,.... an. Hier gibt es nun Regeln zur Bildung der Zahlenmengen und der Beweis ist deshalb ganz einfach. Dyson und andere Mathematiker haben bisher keine Regel zur Bildung der Ziffern von Zweierpotenzen gefunden. Auch hier gibt es zwei Möglichkeiten: Es kann so eine Regel geben, dann wäre die Aussage oder ihr Gegenteil beweisbar. Wenn es aber keine Regel gibt, dann ist die Aussage nicht beweisbar. Lediglich ihr Gegenteil wäre beweisbar, wenn sich ein Computer auf die Suche macht und irgendwann eine 5-er Potenz findet. Findet er keine, bleibt die Aussage unbeweisbar, da es unendlich viele natürliche Zahlen gibt, der Computer also niemals aufhört zu suchen. Dieses Vorgehen ist eine gängige Praxis zur Beweisbarkeit in logischen (mathematischen) Systemen. Anmerkung: Ich halte das Beispiel von Dyson für die Mathematik an sich völlig uninteressant, da es nämlich auf die Darstellung von Zahlen im Dezimalsystem abhebt. Aussagen der Mathematik sollten sich allein auf abstrakte Zahlen beziehen, unabhängig, ob sie im Dezimal-, Dual- oder sonstigen Systemen dargestellt sind. Viel interessanter, auch für Laien halte ich die Goldbach-Vermutung, die Collatz-Folge oder auch den Großen Fermatschen Satz. Darüber gibt es auch ein Buch von Singh (Fermats letzter Satz).
sam clemens 25.09.2008
Das Mathematiker-Beispiel ist schon schräg genug, aber Blackmore schlägt dem Fass den Boden aus. Man möchte meinen, typisch für eine Journalistin/einen Journalisten, die/der sich in der angemaßten Wissenschaft nicht zurechtfindet. [...]
Das Mathematiker-Beispiel ist schon schräg genug, aber Blackmore schlägt dem Fass den Boden aus. Man möchte meinen, typisch für eine Journalistin/einen Journalisten, die/der sich in der angemaßten Wissenschaft nicht zurechtfindet. Mal ganz böse: Bin ich auch ein Evolutionstheoretiker, wenn ich so für mich über mich und die Affen nachdenke? Oder muss ich erst einen Verlag finden, der das druckt? So interessant die neuen Erkenntnisse der Neurowissenschaften zweifellos sind - wir sollten doch in den letzten tausend Jahren gelernt haben, nicht vorschnell zu urteilen. Auch der Geozentrismus war mal eine allgemein akzeptierte Theorie (und wenn man nachsieht, wo die Sonne auf- und wo sie untergeht, könnten schlichte Gemüter annehmen, sie gelte tatsächlich.)
Heiner Prahm 25.09.2008
Ich halte es für wahr, das mindestens 99,9999 % der Weltbevölkerung nicht mal im Ansatz die heute bekannten Erkenntnisse und die Gedanken der großen Philosophen und Denker nachvollziehen, geschweige denn nach diesen leben können [...]
Ich halte es für wahr, das mindestens 99,9999 % der Weltbevölkerung nicht mal im Ansatz die heute bekannten Erkenntnisse und die Gedanken der großen Philosophen und Denker nachvollziehen, geschweige denn nach diesen leben können und schon gar nicht in der Lage sind aus der Masse der richtigen und auch falschen Erkenntnisse dieser wenigen Menschen, die sich in den letzten Jahrtausenden angesammelt haben, eigene Schlüsse zu ziehen oder gar eigene Erkenntnisse zu gewinnen, um dadurch zu einem eigenem Welt- und Menschenbild zu kommen, das der Realität entspricht und das ein Handeln und Denken ermöglicht, welches dem Namen unserer Gattung Homo sapiens (lat. für „der weise, kluge Mensch“) gerecht werden würde. Den restlichen vielleicht 10.000 Menschen, die das eventuell können und der Handvoll die ihre Gedanken dann darüber hinaus auch noch nach Außen kommunizieren könnten, ist es dagegen heute, anders als in den vorangegangenen Jahrtausenden, nicht mehr möglich zu den anderen Menschen durchzudringen, denn durch die Informations- und Reizüberflutung der modernen Welt bleibt keine Zeit und kein Raum in den Köpfen der Menschen, sich mit diesen Themen zu befassen. Und somit ist es auch wahr, das die Menschheit sich heute, trotz aller wissenschaftlicher Forschung in Sachen Mensch und vermeintlicher Bildung nicht auf dem Weg in die Zukunft befindet, sondern in einer intellektuellen Duldungsstarre verharrt und es heute mehr den je um die Befriedung niederer Triebe geht. Menschen wie Pythagoras, Demokrit, Sokrates, Platon, Aristoteles, Diogenes, Konfuzius, Laotse, Cicero, Seneca, Mark Aurel, Thomas von Aquin, Hildegard von Bingen, Leonardo da Vinci, Nikolaus von Kues, Machiavelli, Martin Luther, Nikolaus Kopernikus, Paracelsus, Giordano Bruno, Galileo Galilei, Johannes Kepler, René Descartes, Spinoza, Leibniz, Thomas Hobbes, Voltaire, Immanuel Kant, Lessing, Goethe, Schiller, Marx, Engels, Schopenhauer, Nietzsche, Plank, Einstein hätten es heute weit aus schwerer, als sie es zu ihren Zeiten schon hatten und das nicht weil sie, wie damals zu ihren Zeiten, wegen ihrer Ansichten zum Teil mit Leib und Leben bedroht würden, nein, denn würden Sie in der heutigen Welt leben und publizieren, dann würden ihre Schriften, vielleicht in Form eines Internetblogs, einfach ignoriert und wenn sie überhaupt wahrgenommen würden, dann maximal wahrscheinlich nur belächelt. Die Gedanken und Überlegungen dieser Menschen haben sicherlich auch Einzug gehalten in die Organisation heutiger gesellschaftlicher Prozesse, aber die Zeiten großer kultureller Entwicklungsschritte sind vorbei, weil Menschen zwar immer mehr Erkenntnisse erlangen, aber auch gleichzeitig immer weniger bereit und in der Lage sind, diese Erkenntnisse auch in einem größeren Zusammenhang anzuwenden. Gibt es Hoffnung, dass sich daran etwas ändern wird? Vielleicht, aber wenn dann nur über sehr lange Umwege, denn die Wahrscheinlichkeit, das es jemandem gelingt alle bisherigen Erkenntnisse zu bündeln, diese auf die heutige Menschheit zu projizieren und dann am Ende auch noch die Menschheit zu einem fortschrittlichen Denken und Handeln zu bewegen, welches die massiven sozialen, ökologischen, ethnischen, ökonomischen Probleme, die wir derzeit haben und die jetzt vermehrt auf uns zukommen, ohne die üblichen Katastrophen zu bewältigen, ist sehr gering. Eine andere Frage hier war, ob ich das, was ich hier aufgeführt habe auch beweisen kann? Ich denke das muss ich nicht, das ist offensichtlich.
hjg 25.09.2008
Sie mögen das ja interessant finden aber den Laien ins gleichen Boot zu ziehen, halte ich - gelinde gesagt - für Mummpitz. Ich glaube, ohne es beweisen zu können, dass bei einer repräsentativen Umfrage herauskäme, dass min. 90 [...]
Zitat von Jandokar...Viel interessanter, auch für Laien halte ich die Goldbach-Vermutung, die Collatz-Folge oder auch den Großen Fermatschen Satz. Darüber gibt es auch ein Buch von Singh (Fermats letzter Satz).
Sie mögen das ja interessant finden aber den Laien ins gleichen Boot zu ziehen, halte ich - gelinde gesagt - für Mummpitz. Ich glaube, ohne es beweisen zu können, dass bei einer repräsentativen Umfrage herauskäme, dass min. 90 Prozent der befragten Nichtmathematiker keine Ahnung haben, was das für Probleme sind, die Sie hier angeführt haben. PS. Ich erhöhe auf 95%. :-)
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