Kwaku Ananse

Als ich das Buch bei einem Bekannten sah, erinnerte ich mich dunkel an den Namen des Autors und borgte mir das Buch aus. Paul Davies ist Professor für Theoretische Physik und hat es 1988 geschrieben. Inzwischen ist er Verfasser von einer ganzen Reihe weiterer populärwissenschaftlicher Bücher. Im Vorwort heißt es:

Gewöhnlich stellt man sich unter der Erschaffung des Universums ein weit zurückliegendes plötzliches Ereignis vor. Diese Vorstellung wird von der Religion, aber auch von der Wissenschaft bestätigt, die Anhaltspunkte für einen »Urknall« besitzt. Doch durch diese schlichte Vorstellung wird verdeckt, daß die Erschaffung des Universums nie aufgehört hat.

Nach Ansicht der Kosmologen befand sich das Universum unmittelbar nach dem Urknall in einem vollkommen gestaltlosen Zustand, und erst später entstanden all die Strukturen und die Mannigfaltigkeit, die wir heute beobachten. Es gibt offenbar physikalische Vorgänge, die aus dein Nichts oder doch beinahe aus dem Nichts Sterne, Planeten, Kristalle, Wolken und Menschen entstehen lassen.

Woher kommt diese erstaunliche Schöpfungskraft? Kann die fortdauernde Kreativität der Natur mit den uns bekannten physikalischen Vorgängen erklärt werden, oder sind darüber hinaus Gestaltungsprinzipien wirksam, die der Materie und der Energie Form geben und sie zu immer höheren Zuständen der Ordnung und der Komplexität führen?

Eigentlich hat er mit diesen ersten Sätzen bereits eindeutig Stellung bezogen gegen einen einfachen physikalischen Reduktionismus. In der Tat ist dann ein großer Teil des Buchs Belegen dafür gewidmet, warum die beiden Hauptthesen dieses Reduktionismus "Alle Ereignisse der Realität lassen sich auf die Eigenschaften der von der Physik beschriebenen Teilchen zurückführen" und "Alle heute beobachtbaren Erscheinungen der Realität lagen bei t+0 des Urknalls bereits fest" zu merkwürdigen Konsequenzen führen müssen.

Im ersten Teil des Buches geht es vor allem um den Begriff des komplexen Systems und um Beispiele solcher Systeme in der Physik und in der Biologie. In den letzten Jahren wurden viele Beispiele von Selbstorganisation auch in der unbelebten Natur gefunden. (Unlängst habe ich über Galaxien gelesen, dass sich in ihnen die Sternenentstehungsraten auf etwa demselben Niveau einpegeln wie die des Verlöschens von Sternen und Explodieren von Supernovae. Galaxien sind also in der Lage, in sich eine weitgehende Konstanz der Bedingungen aufrecht zu erhalten, die um mindestens eine Größenordnung über der der Lebensdauer eines Einzelsterns liegt.) Die Physik hingegen konzentriert sich bisher in ihren Untersuchungen (verständlicherweise) auf einfache und abgeschlossene Systeme, die sich zudem meist in der Nähe des thermodynamischen Gleichgewichts befinden. Das ist aber in den meisten praktischen Fällen die Ausnahme und im Falle von Leben notwendigerweise anders.

Im Fall der Evolution sieht man sich mit der merkwürdigen Tatsache konfrontiert, dass es hier einen Prozess gibt, der entgegen allen Gesetzen der Thermodynamik (des 2. Hauptsatzes) die Komplexität ständig nach oben treibt, von der unbelebten Natur zur belebten, von einfachen Lebewesen zu komplexeren, von unbewussten zu bewussten Lebensformen. Der Zeitpfeil im Universum wird also von zwei Prozessen bestimmt: Die physikalischen Gesetze sagen das Bestreben zu immer uniformeren Zuständen voraus, die der Evolution lassen uns immer komplexere Formen beobachten. Paul Davies formuliert diesen (scheinbaren?) Widerspruch an einer Stelle so:

Für die Sucher nach »Theorien der Organisation« besteht die zentrale Frage darin, ob der erstaunliche - man könnte sogar sagen: unvernünftige - Hang von Materie und Energie, sich »entgegen aller Wahrscheinlichkeit« selbst zu organisieren, mit den bisher bekannten Gesetzen der Physik erklärt werden kann oder ob dazu vollkommen neue fundamentale Gesetze erforderlich sind.

In der Praxis war den Bemühungen, Komplexität und Selbstorganisation mit den grundlegenden Gesetzen der Physik zu erklären, wenig Erfolg beschieden. Obwohl die Tendenz zu immer größerer organisatorischer Komplexität ein unübersehbares Merkmal des Universums ist, hat man das Auftauchen von neuen Organisationsstufen vielfach als etwas Rätselhaftes aufgefaßt, weil es aus thermodynamischer Sicht »in die falsche Richtung« zu gehen scheint. Neue Formen der Selbstorganisation sind in diesem Sinne generell etwas Unerwartetes und werden als Kuriosum betrachtet.

Bemerkenswert seine Aussagen darüber, was wir als ein fundamentales Gesetz betrachten müssen, am Beispiel "dreibeiniger Tiere":

Da es nicht den geringsten Anhaltspunkt dafür gibt, daß man diese Tendenz aus den fundamentalen Gesetzen der Mechanik ableiten könnte, wird man sie selbst als fundamentales Gesetz bezeichnen müssen. Das heißt dann aber, das bislang in der Physik geltende Verständnis von Gesetz etwas zu erweitern.

In der Welt der Lebewesen gibt es eine Fülle von Regelmäßigkeiten dieser allgemeinen, etwas ungenauen Art. So haben zum Beispiel, soweit ich weiß, alle Mitglieder des Tierreichs eine gerade Zahl an Beinen. Es wäre töricht zu behaupten, daß dreibeinige Tiere unmöglich sind, aber es spricht zumindest vieles dagegen, daß es sie gibt. Ich will nicht sagen, daß dieses »Gesetz der Gliedmaßen« in irgendeinem Sinne fundamental ist. Es könnte allerdings sein, daß Tatsachen dieser Art einem fundamentalen Gesetz entspringen, das sich auf die Natur der organisierten Komplexität in der Biologie bezieht.

Die wesentliche Aussage ist hier die des Emergentismus, also der Irreduzibilität bestimmter Gesetzmäßigkeiten auf niedere Organisationsstufen, in diesem Fall der Gesetze der Biologie auf die der Physik. Natürlich müssen die in der Biologie gefundenen Gesetze im Sinne der Physik möglich sein, sie sind aber nicht notwendig im physikalischen Sinn. Und, um den Eingangsgedanken nochmals aufzugreifen, die Existenz biologischer oder gar bewusster Wesen war zum Zeitpunkt des Urknalls nicht logisch zwingend aus den damals geltenden Bedingungen erkennbar, sondern sie wurden durch Entwicklungsschritte im Verlauf der Entwicklung möglich, von denen einzelne tatsächlich etwas qualitativ Neues geschaffen haben.

Eine weitere frappierende Frage ist die nach der Abwärtsverursachung. Wenn bestimmte Phänomene erst auf bestimmten Entwicklungsstufen auftreten können, sind sie dann in der Lage, kausal auf niedere Stufen einzuwirken? Oder, ganz simpel gefragt: Können wir durch Denken Atome in unseren Gehirnen hin- und herschieben, oder entsteht Denken durch die Hin- und Herbewegung der Atome im Gehirn oder sind beides zwei parallel beobachtbare Ansichten desselben Prozesses?

Der Reduktionist steht hier vor einer ernsten Schwierigkeit. Wenn die neuronalen Prozesse nichts anderes sind als Bewegungen von Atomen und Elektronen, die sklavisch den Gesetzen der Physik gehorchen, dann muß geistigen Vorgängen jede eigene Realität abgesprochen werden, denn der Reduktionist macht zwischen der Physik von Atomen und Elektronen im Gehirn und der Physik von Atomen und Elektronen anderswo keinen grundlegenden Unterschied. Damit ist das Problem der Verträglichkeit zwischen der geistigen und der physikalischen Welt sicherlich gelöst.

Doch mit der Lösung des einen entsteht sogleich ein anderes Problem. Wenn geistigen Vorgängen Realität abgesprochen wird und Menschen zu bloßen Automaten reduziert werden, dann wird gerade den Denkprozessen, in denen die Auffassung des Reduktionisten dargelegt wird, Realität abgesprochen. Das heißt, daß das Argument, auf sich selbst angewandt, zusammenbricht.

Andererseits ist auch die Annahme, geistige Vorgänge seien real, nicht ohne Schwierigkeiten. Können geistige Vorgänge, wenn sie auf irgendeine Weise durch physikalische Prozesse wie die neuronale Aktivität erzeugt werden, ihre eigene, unabhängige Dynamik besitzen?

Am deutlichsten empfindet man die Schwierigkeit im Zusammenhang mit dem Willen, der wohl das vertrauteste Beispiel der Abwärtsverursachung ist. Wenn ich beschließe, meinen Arm zu heben, und mein Arm sich anschließend hebt, dann ist es für mich eine selbstverständliche Annahme, mein Wille habe die Bewegung verursacht. Mein Geist wirkt natürlich nicht direkt auf meinen Arm ein, sondern auf dem Umweg über mein Gehirn. Mein Willensakt, meinen Arm zu bewegen, ist offenbar mit einer Veränderung in der neuronalen Aktivität meines Gehirns verbunden - bestimmte Neuronen werden »ausgelöst« usw. -, die eine Kette von Signalen begründet, welche zu meinen Armmuskeln wandern und die gewünschte Bewegung bewirken.

Ohne Zweifel stellt dieses Phänomen - ein Aspekt davon wird traditionell als »Leib-Seele-Problem« bezeichnet - die größte Schwierigkeit für die Wissenschaft dar. Einerseits glaubt man, die neuronale Aktivität im Gehirn sei durch die Gesetze der Physik bestimmt, wie es bei jedem elektrischen Netz der Fall ist. Andererseits bestärkt uns unser unmittelbares Erleben in der Ansicht, daß zumindest unser absichtliches Handeln durch unsere geistigen Zustände verursacht werde. Wie kann ein und derselbe Vorgang zwei Ursachen haben?

Bemerkenswert, dass praktisch jedes Buch (eines Physikers oder Philosophen), dass mit Kosmologie beginnt und mit Evolution fortsetzt, auf dieses Problem zusteuert. Am Ende des Buchs versucht sich Davies an einer Klassifizierung der verschiedenen Entwicklungsstufen, die wir in der Realität vorfinden. Seine Untergliederung ist dabei etwas feiner als der Standard Physik - Biologie - Bewusstsein, und er geht in Anlehnung an Poppers 3-Welten-Theorie auch noch ein paar Schritte weiter. Dass Popper sich selbst als Dualisten gesehen hat, erwähnt er dabei aber nicht:

Geistige Vorgänge bilden nicht den Höhepunkt von Organisation und Komplexität in der Natur. Man kann noch eine weitere Schwelle überschreiten, hinein in die Welt der Kultur, der sozialen Institutionen, der Kunstwerke, der Religion, der wissenschaftlichen Theorien, der Literatur usw. Diese abstrakten Gegebenheiten - transzendieren die geistigen Erfahrungen einzelner Menschen und repräsentieren die kollektiven Errungenschaften der menschlichen Gesellschaft insgesamt. Popper hat sie als Gegebenheiten von »Welt 3« bezeichnet, wobei materielle Objekte die Gegebenheiten von Welt 1 und geistige Vorgänge die von Welt 2 sind.

Kann Welt 3 auf Welt 2 oder gar auf Welt 1 reduziert werden? Ich sehe dafür keine Möglichkeit, denn Gegebenheiten von Welt 3 besitzen ihre eigenen logischen und strukturellen Beziehungen, die über die Eigenschaften von einzelnen Menschen hinausgehen.
Nehmen wir zum Beispiel die Mathematik. Die Eigenschaften reeller Zahlen gehen weit über das hinaus, was wir kollektiv von der Arithmetik wissen. Es wird künftig Theoreme über Zahlen geben, von denen keiner der heute Lebenden etwas weiß, die aber dennoch wahr sind. In der Musik gibt es Kompositionen, die ihre innere Organisation und Konsistenz besitzen, unabhängig davon, ob tatsächlich jemand zuhört, wie sie gespielt werden.

Am Ende spekuliert Davies noch ein bisschen weiter (quasi über eine Welt 4) und bestätigt damit meine These, dass kein Physiker ohne Meta-Physik auskommt. Er hält es für möglich, dass wir bei einer weiter fortschreitenden Entwicklung eine neue Art der Komplexität hervorbringen, die ganz neue und uns heute unbekannte Eigenschaften besitzt. Und diese neue Form einer abstrakten Natur könnte irgendwo "da draußen" bereits existieren.

Physik, Gehirn & Geist, Bücher