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Debatte über Weltformel: Warum wir niemals alles wissen werden

Die Wissenschaft hat den Ursprung des Universums entdeckt, komplexe Phänomene wie die Krümmung der Raumzeit beobachtet - aber sie wird nie eine Weltformel finden, die alles erklärt. Schon eine winzige Schneeflocke ist zu diffizil dafür.

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Schneeflocken: Wissenschaftler sind noch nicht einmal in der Lage, etwas scheinbar so Banales wie die Bildung von Eiskristallen zu erklären
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Schneeflocken: Wissenschaftler sind noch nicht einmal in der Lage, etwas scheinbar so Banales wie die Bildung von Eiskristallen zu erklären

Wir alle glauben an irgendetwas, und die Wissenschaft selbst basiert auf einer ganzen Reihe von Überzeugungen, vor allen Dingen auf der, dass die Welt verständlich ist und dass wir mit unserem Einfallsreichtum und der Erfindung immer feinerer Geräte am Ende alles wissen werden.

Doch ist das All überhaupt bis ins Innerste erkennbar? Ich glaube, kann aber nicht beweisen, dass es immer Dinge geben wird, die wir nicht wissen – Kleines, Großes, Interessantes, auch Wichtiges.

Wenn die theoretische Physik als Richtschnur gelten kann, so dürfen wir annehmen, dass sich die Wissenschaft an einem festen Ziel orientiert. Seit einigen Jahrzehnten suchen theoretische Physiker nach einer sogenannten Theorie von Allem (Weltformel) – die der Nobelpreisträger Steven Weinberg als "endgültige Theorie" bezeichnet hat. Diese ultimative Ansammlung von Gleichungen würde die heute unter Physikern anerkannten Grundkräfte Gravitation, Elektromagnetismus und Kernkraft miteinander verbinden. Doch eine solche Theorie würde, auch wenn wir sie aus den heutigen Modellen ableiten könnten, nichts darüber besagen, wie sich Proteine bilden oder wie die DNA entstand. Noch weniger würde sie die Geschäftigkeit einer lebenden Zelle oder die Wirkungsweise des menschlichen Geistes beleuchten. Eine Theorie von Allem würde nicht einmal erklären, wie Schneeflocken zustande kommen.

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In einem Zeitalter, in dem wir den Ursprung des Universums entdeckt und die Krümmung der Raumzeit beobachtet haben, mag es ernüchternd wirken, dass Wissenschaftler nicht einmal in der Lage sind, etwas scheinbar so Banales wie die Bildung von Eiskristallen zu erklären, doch genau so verhält es sich. Der Caltech-Physiker Kenneth Libbrecht ist ein weltweit anerkannter Fachmann auf diesem Gebiet und betreibe sein Projekt seit rund zwanzig Jahren genau deshalb: "Auf diesem Planeten leben sechs Milliarden Menschen, und ich dachte, wenigstens einer von uns sollte wissen, wie sich Schneekristalle bilden."

Nach zahlreichen Experimenten in speziell aufgebauten Druckkammern meint Libbrecht jetzt besser zu verstehen, wie Eis am Rand der alle Eisstrukturen umgebenden quasi flüssigen Schicht kristallisiert. Seiner Theorie hat er den Namen "strukturabhängige Bindungskinetik" gegeben, betont indes, noch weit von der endgültigen Lösung entfernt zu sein. Der Übergang von Wasser zu Eis ist ein unglaublich komplexer Prozess, an dem sich schon so brillante Denker wie Johannes Kepler und Michael Faraday versucht haben. Libbrecht hofft, dass ihm der nächste kleine Schritt zum Verständnis der wunderbaren Substanz gelingen wird, die für das Leben selbst eine zentrale Rolle spielt.

Daneben gehört Libbrecht zum Kreis der Physiker, die am Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) arbeiten, um die mutmaßlich von Schwarzen Löchern und anderen kosmischen Massen abgestrahlten Gravitationswellen aufzuspüren. Physiker glauben deshalb an die Existenz solcher Wellen, weil sie aus der Allgemeinen Relativitätstheorie folgt. Damit hat ihr Glaube eine Investition von einer halben Milliarde Dollar begründet. Eine erfolgreiche Theorie von Allem wird die Gravitation erklären müssen, die sich ebenso wie die drei anderen Kräfte letzten Endes sowohl in Wellen- als auch in Teilchenform manifestieren müsste. LIGO soll nun den Wellenaspekt dieser äußerst rätselhaften Kraft nachweisen, sofern es sie wirklich gibt.

Vor einigen Jahren stellte der Fachjournalist John Horgan die provokative These auf, dass die Wissenschaft sich ihrem Ende nähere, da alle großen Theoriebauwerke stünden. In gewissem Sinne traf das zu, denn die Hochenergiephysik könnte tatsächlich bald ihre endgültige Einheit erreichen. Doch in so vielen anderen Gebieten findet die Wissenschaft gerade erst ihren Weg.

Zum Beispiel schafft sie heute erst die nötigen Instrumente und Techniken, um zu erforschen, wie unsere Atmosphäre und wie Ökosysteme funktionieren, wie Gene Proteine erzeugen, wie sich Zellen entwickeln und wie das Gehirn arbeitet. Zwar hat einerseits gerade der Erfolg der "Grundlagenforschung" Türen aufgestoßen, die früheren Generationen verschlossen blieben – doch andererseits scheint es heute mehr denn je zu geben, was wir nicht wissen. Zu einer Zeit, in der Physikmagazine am laufenden Band Theorien darüber veröffentlichen, wie man ganze Universen im Labor erzeugen kann, entsteht nur zu leicht der Anschein, die Wissenschaft sei bereits im Besitz der Wahrheit. Doch in Wirklichkeit wissen wir fast nichts – und ich glaube, dies wird immer so bleiben.

Kurz vor dem Aufblühen der wissenschaftlichen Revolution plädierte Kardinal Nikolaus von Kues, der große frühe Fürsprecher einer mathematisch orientierten Naturwissenschaft, für die von ihm so bezeichnete "gelehrte Unwissenheit", also nicht Allwissenheit, sondern ein immer mehr verfeinertes, einsichtsvolles Nichtwissen. Die schlichten Schneeflocken Ken Libbrechts eignen sich als Metapher für diese anregende Sichtweise: Zwar schmelzen sie auf der Zunge, aber jedes winzige Eiskristall umfasst ein Universum, dessen Grundregeln wir gerade erst zu verstehen beginnen.

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Forum - Diskussion über diesen Artikel
insgesamt 133 Beiträge
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1. Wer weiss...?
archelys, 01.11.2008
Zitat von sysopDie Wissenschaft hat den Ursprung des Universums entdeckt, komplexe Phänomene wie die Krümmung der Raumzeit beobachtet - aber sie wird nie eine Weltformel finden, die alles erklärt. Schon eine winzige Schneeflocke ist zu diffizil dafür. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,586844,00.html
Diese Behauptung ist anmaßend, ich weiß allerdings nicht, warum sie gemacht worden ist.
2. Gott und Raumzeit
Religionen 01.11.2008
Zitat von sysopDie Wissenschaft hat den Ursprung des Universums entdeckt, komplexe Phänomene wie die Krümmung der Raumzeit beobachtet - aber sie wird nie eine Weltformel finden, die alles erklärt. Schon eine winzige Schneeflocke ist zu diffizil dafür. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,586844,00.html
Aus der Verpaarung von Igeln mit Bandwürmern entsteht Stacheldraht. Paaren sich Schweine mit Hunden, werden echte Schweinehunde geworfen. Das wissen wir sicher. Die Krümmung der Raumzeit ist ebenso wenig bewiesen wie die Existenz von Gott Jehova oder Allah. Glauben und Wissenschaft werden immer 2 verschiedene Schuhe bleiben.
3. Symmetriebruch
immediator 01.11.2008
Fast alle bekannten Paradoxa - auch die Probleme mit der "Theorie über alles" führen auf den Symmetriebruch und eine winzigkleine Unbestimmtheit und Unbestimmbarkeit: das Universum ist zwar ohne Menschen vorstellbar - aber eben nicht zu haben. Empfehlung für die Lektüre: "Der menschliche Kosmos" von Immo Sennewald http://www.immediator.de/53310897841239f0c/533108978614ab63e/index.html#533108978714e7105
4. Dimensionen und Selbst-Referenzialität
FXRichter 01.11.2008
Lisa Randall, die erste Harvard-Physikprofessorin beschreibt in ihrem Buch "Verborgene Universen. Eine Reise in den extradimensionalen Raum" (Originaltitel: "Warped Passages - Unraveling the Mysteries of the Universe's Hidden Dimensions") sehr eindrucksvoll, warum es notwendig ist, dass unser Weltbild um eine oder sogar mehrere Dimensionen erweitert wird. Wenn ich ein eigenes Bild hinzufügen darf: Die Erkenntnis einer weiteren Dimension könnte man mit der Erkenntnis vergleichen, dass man eine zweidimensionale Buchrolle auch in ein dreidimensionales Buch umorganisieren kann. Dann sind es vom Anfang bis zum Happy End nur noch 3 cm und nicht mehr 15.000 cm. Vielleicht stellt sich dann auch heraus, dass andere Galaxien doch nicht ganz so weit weg sind. Und vielleicht stellt sich auch heraus, dass die DNA, das Gehirn und die Schneeflocken sich sehr viel leichter erklären lassen, wenn man weitere Dimensionen zu Hilfe nimmt. Eine weitere Voraussetzung für eine Weltformel, die auch den Physiker mit einschließt, ist die Selbst-Referenzialität bzw. die Selbst-Interaktion (die Randall leider nicht erwähnt). Auf die Dimensionen bezogen würde das heißen, dass jede Dimension letztlich auf sich selber zurück gekrümmt ist. Eine Gerade ist eigentlich ein großer Kreis, eine Fläche ist eine Kugel etc. Da unser Bewusstsein eine Größe ist, die zur Selbst-Referenzialität bzw. zur Selbst-Interaktion fähig ist, kann es durchaus sein, dass wir in einem Bewusstseinsuniversum leben, wie es in Asien, z.B. in den indischen Veden und Upanishaden, grandios beschrieben wird. Das Universum wäre dann Software, die Hardware wäre ganz soft, nämlich selbstinteragierendes Bewusstsein, die Raumzeit (bzw. die Sinne) wären der Monitor, auf dem die Programme ("Prozesse") laufen, die durchaus Freiheitsgrade enthalten können. Die Programme transzendieren jedoch die Prozesse, die jeweils in der (Raum-)Zeit laufen. Sie wären die platonischen "Ideen", die griechischen "Götter", die "Allerheiligen".
5. Die einzige Wahrheit!
pascal 66, 01.11.2008
Wenn in einer breiten Öffentlichkeit der Eindruck entsteht, dass in geraumer Zeit so ziemlich alles entdeckt und erforscht sein wird, es ja praktisch nur eine Frage der Zeit wäre, bis es soweit ist, tragen wohl die größte Schuld daran - *die Medien selbst!* Weil sie gelesen bzw. gesehen und verkauft werden wollen, bringen sie immer häufiger Meldungen von erfolgversprechenden Ansätzen in Medizin, Technik etc., ohne gleichzeitig dabei auf seriöse Art ernsthaft zu warnen vor überzogenen Hoffnungen und Wünschen, die bei Laien dann automatisch sehr schnell aufkommen. Besser wäre es oft, in Massenpublikationen viel mehr zu schweigen und erst dann an die Öffentlichkeit zu treten, wenn Anwendung und Erfolg wirklich gesichert ist. Da dies aber wohl Illusion bleiben wird, ist ein Artikel wie dieser hier eine wohltuende Ausnahme gegen eine blinde Fortschrittsgläubigkeit, die selbst bei der jüngst geplatzten Bankenkrise, geschürt auch von vielen (neoliberalen?) Politikern, beobachtbar war. Also eine gehörige Portion Skepsis ist, glaube ich, die einzige Wahrheit, die wohl immer angebracht sein wird...
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