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2023 | Buch

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Wissenschaft und Weltbilder

Wie Wissenschaft unser Leben prägt und wir uns letzten Fragen nähern

verfasst von: Josef Honerkamp

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Ob wir es wollen oder nicht, die Wissenschaft bestimmt unser Weltbild und unser tägliches Leben auf allen Ebenen. Sie durchdringt unsere Art zu denken und wirft unablässig neue Fragen auf. Wie immer man dazu steht, es lohnt sich, diesen mächtigen Faktor in unserem Leben einmal genauer unter die Lupe zu nehmen.

Josef Honerkamp stellt sich als Physiker den großen Fragen rund um Wissenschaft und Weltbilder. Auf unterhaltsame Weise und in kompakten Kapiteln führt er den Leser durch die spannendsten Fragen unserer Zeit und gibt darauf Antworten aus physikalischer Sicht.

Warum fachsimpeln Wissenschaftler?

Und gesetzt, wir verstünden die Terminologie: können wir die Ergebnisse dann mit unseren Alltagsvorstellungen vereinen?

Wie steht es mit der Religion? Was unterscheidet wissenschaftliche von religiösen Denkgebäuden?

Können die aus wissenschaftlichen Erkenntnissen entstandenen Maschinen eines Tages den Menschen kopieren - denken sie so wie wir? Welche Formen des Denkens gibt es eigentlich?

Wie entwickeln sich Wissenschaften - was hat es mit den Revolutionen in den Wissenschaften auf sich?

Und was verbirgt sich hinter der Suche nach einer Weltformel?

Die vorliegende 2. Auflage ist vollständig durchgesehen und deutlich erweitert, u.a. zu Schicksalen wissenschaftlicher Theorien und zu dem für das Verständnis von Wissenschaftsgeschichte und -Philosophie sehr relevanten Unterschied zwischen Theorien und Modellen.

Der Autor erklärt verständlich und fundiert, wie Wissenschaft funktioniert.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Wissenschaft

Frontmatter

Kapitel 1. Der Gang der Wissenschaft

Zusammenfassung

Der Philosoph Immanuel Kant sprach in seiner Vorrede zur Kritik der reinen Vernunft bewundernd von einem „sicheren Gang einer Wissenschaft“ (Kant 1781, p. 21). Er bezog sich dabei auf die Newton’sche Mechanik, deren Entwicklung damals von allen Gebildeten als ein säkulares Ereignis in der Geistesgeschichte gefeiert wurde.

Josef Honerkamp

Kapitel 2. Wissenschaftslehre aus der Sicht von Philosophen

Zussamenfassung

Schon immer hat man sich Gedanken darüber gemacht, was eine Wissenschaft ausmacht und was sie leisten kann. Man denke nur an die schon in Kap. 1 zitierte Behauptung von Aristoteles, „dass jede Wissenschaft zwar auf Beweisen beruhen muss, aber dass das Wissen der obersten, unvermittelten Grundsätze nicht beweisbar ist“. Hier scheint schon die Methode durch, in der Wissenschaft als ein axiomatisch-deduktives System zu organisieren ist.

Josef Honerkamp

Denkungsart und Weltbilder: Logik, Mathematik und Rationalismus

Frontmatter

Kapitel 3. Denkgebäude – von „Geschichten“ unterschiedlicher Art

Zusammenfassung

Vor Kurzem stieß ich im Internet auf einen Artikel mit der Überschrift „Computer beweist die Existenz Gottes“. Man muss kein Atheist sein, um bei dieser Aussage misstrauisch zu werden und zu seufzen: „O, Gott, schon wieder so ein Unsinn – und natürlich darf heutzutage der Computer bei so etwas nicht fehlen.“ Ein Blick auf die Zusammenfassung belehrte mich aber schon eines Besseren, da hieß es: „Wissenschaftler aus Berlin und Wien haben Kurt Gödels berühmten Gottesbeweis mit dem Computerprogramm bestätigt.“

Josef Honerkamp

Kapitel 4. Denkfehler und Denkweisen

Zusammenfassung

William Shakespeare lässt seinen Hamlet im 1. Akt, 5. Szene, zu Horatio sagen: „There are more things in heaven and earth, Horatio, Than are dreamt of in your philosophy.“ Unzählige Male habe ich schon erlebt, wie dieser Ausspruch zitiert wird. Auf Deutsch heißt es dann: „Es gibt mehr im Himmel und Erden, als Eure Schulweisheit sich träumen lässt“, und oft wird Schulweisheit durch „Wissenschaft“ oder gar „Naturwissenschaft“ ersetzt.

Josef Honerkamp

Kapitel 5. Die Rolle der Mathematik in einer Wissenschaft

Zusammenfassung

In Kap. 2 habe ich den Philosophen Immanuel Kant mit dem Satz zitiert: „Ich behaupte aber, dass in jeder besonderen Naturlehre nur so viel eigentliche Wissenschaft angetroffen werden könne, als darin Mathematik anzutreffen ist“ (Kant 1786). Kant stand damals unter dem Eindruck der Newton’schen Mechanik, die beispiellose Erfolge in der Erklärung und Vorhersage aller möglichen Bewegungen am Himmel und auf der Erde gezeitigt hatte und damit zum Maßstab für eine Wissenschaft von der Natur geworden war. Und diese „Naturlehre“ war aus der Symbiose von Experiment und Mathematik hervorgegangen, die Galilei zwei Generationen vor Isaac Newton konzipiert hatte.

Josef Honerkamp

Kapitel 6. Der Algorithmus und die Reichweite mathematischer Theorien

Zusammenfassung

Vor einigen Jahren hörte ich, wie ein Anwalt über einen juristischen Fall berichtete, in dem es um eine sogenannte Erfindungsbenennungsklage ging. Im Mittelpunkt stand eine technische Erfindung, die im Wesentlichen auf der Entwicklung einer Software beruhte, und diese wiederum fußte auf einer bestimmten mathematischen Einsicht und einem daraus abgeleiteten Berechnungsverfahren. Eine Firma, die diese Erfindung verwerten wollte, hatte sie zum Patent angemeldet, ohne aber die eigentlichen Erfinder und Entwickler der Software, nämlich Mitarbeiter einer anderen Firma, in der Patentschrift zu nennen.

Josef Honerkamp

Kapitel 7. Maschinelles Lernen – Neuronale Netze

Zusammenfassung

Neulich erzählte mir ein Freund, den ich schon aus Studienjahren kenne, dass er wieder ein neues Instrument erlernt. Dieses Mal sei es das Horn. Mit dem Klavier war er groß geworden, hatte Flöten aller Art ausprobiert und dann lange Fagott gespielt.

Josef Honerkamp

Kapitel 8. Bestärkendes Lernen (Reinforcement Learning)

Zusammenfassung

Eine andere Form maschinellen Lernens geht noch einen Schritt weiter. Sie ist insbesondere für Roboter wichtig. Dieser ist nicht nur ein Rechner; er hat auch Sensoren, mit denen er etwas über die Umwelt erfährt, und Motoren, mit denen er in der Umwelt Handlungen ausführen kann.

Josef Honerkamp

Denkungsart und Weltbilder: Begriffsbildung

Kapitel 9. Das Böse und andere Dinge – von den Verführungen durch unsere Umgangssprache

Zusammenfassung

Eines Sonntagmorgens im Frühsommer hörte ich ein ohrenbetäubendes Gezeter vor unserem Haus. Krähen und Elstern schienen sich wild zu beschimpfen und miteinander zu kämpfen. Meine Frau stürzte als Erste aus dem Haus, in der Absicht zu schlichten, und sah noch so eben, wie Krähen mit ihrem Schnabel auf eine junge Elster einhackten.

Josef Honerkamp

Kapitel 10. Warum gibt es eigentlich irgendetwas und nicht einfach nichts?

Zusammenfassung

Als ich eines Morgens von einem Spaziergang an einer Bushaltestelle vorbei auf mein Zuhause zusteuerte, stürzte einer meiner Nachbarn mit einem Buch heftig winkend aus seinem Haus und kam aufgeregt auf mich zu. Er lese gerade ein Buch eines naturwissenschaftlich interessierten Theologen, in dem dieser den christlichen Glauben mit der Naturwissenschaft versöhnen wolle und dabei die Vorstellung von einer kosmischen Intelligenz entwickle. Er fragte mich, was ich denn von einer solchen halte.

Josef Honerkamp

Denkungsart und Weltbilder: Intuition und Wahrheit

Kapitel 11. Vom gefühlsmäßigen Erfassen einer Wahrheit – der Mensch als Geschichtenerfinder

Zusammenfassung

In Abschn. 1.3 habe ich dargelegt, wie man zu den Prämissen eines axiomatisch-deduktiven Systems gelangt. In der Mathematik hat man eine bestimmte Struktur vor Augen und sucht nach einem in sich widerspruchsfreien System von obersten Sätzen, die diese Struktur charakterisieren und aus denen man weitere Eigenschaften und auch Beziehungen zu anderen Strukturen ableiten kann. In der Physik muss man solche Axiome finden, aus denen man wahre empirische Aussagen für einen Gegenstandsbereich ableiten kann.

Josef Honerkamp

Denkungsart und Weltbilder: Jenseits unseres Vorstellungsvermögens

Frontmatter

Kapitel 12. Von Raum und Zeit zur Raumzeit

Zusammenfassung

In vorhergehenden Kapiteln habe ich oft von Denkgewohnheiten berichtet, die unsere Vorstellungen lange beherrschen können, aber irgendwann als Vorurteil entdeckt werden. Ich will in diesem Kapitel auf ein besonders prominentes Vorurteil eingehen: Es betrifft die Eigenschaften von Raum und Zeit. Unserem normalen Menschenverstand scheint doch der Raum, das gesamte Universum, ein Behälter für die Dinge dieser Welt zu sein, und bei der Zeit gehen wir davon aus, dass sie gleichförmig verfließt, auch wenn wir das manchmal ganz anders empfinden.

Josef Honerkamp

Kapitel 13. Die Zeit, die ist ein sonderbar Ding

Zusammenfassung

„Die Zeit, die ist ein sonderbar Ding“, so singt die Marschallin im Rosenkavalier, „wenn man so hinlebt, ist sie rein gar nichts, aber dann auf einmal, da spürt man nichts als sie.“ Als ich dies zum ersten Mal hörte, in meiner Jugend, berührte es mich nicht besonders – um nicht zu sagen, rein gar nicht. Aber je älter man wird, je mehr Zeit man überblicken kann, umso sensibler wird man für das Verstreichen der Zeit, umso merkwürdiger wird uns dieses Phänomen.

Josef Honerkamp

Kapitel 14. Raumzeit und Materie

Zusammenfassung

In den beiden vorhergehenden Kapiteln habe ich über Einsichten berichtet, die durch die spezielle Relativitätstheorie gewonnen worden sind. Mit der Etablierung dieser Theorie wurde erstmalig klargestellt, dass die Eigenschaften von Raum und Zeit erfahrbar und nicht a priori gegeben sind. Es zeigte sich, dass Bewegungen bei Geschwindigkeiten, die nicht mehr klein gegenüber der Lichtgeschwindigkeit sind, nur in einer vierdimensionalen Raumzeit angemessen beschrieben werden können und dass Zeit- und Raumabstände keine absoluten Größen mehr sind, sondern vom Bewegungszustand des Beobachters abhängen.

Josef Honerkamp

Kapitel 15. Von unserer Provinzialität und unseren Vorurteilen

Zusammenfassung

Wie in Abschn. 1.3. ausgeführt, haben wir es in der Physik mit zwei Ebenen zu tun, mit einer formalen Ebene der mathematischen Begriffe und mit einer „ontologischen“ Ebene, auf der wir das jeweilige entsprechende Gegenstück in der Welt sehen. In den Theorien werden Relationen zwischen den mathematischen Begriffen formuliert, die dann zur Prüfung der Natur vorgelegt werden können. Diese Relationen stellen einen festen und verlässlichen Bestandteil des Wissens der Menschheit dar, wenn sie einmal als gültig erkannt worden sind.

Josef Honerkamp

Kapitel 16. Die Schreibhemmung, Buridans Esel und das Higgs-Teilchen

Zusammenfassung

Vor einiger Zeit saß ich wieder einmal mit Freunden beim Essen, und das Gespräch kam auf das Thema „Fastendiät“. Als ich meine Zweifel an einer langfristigen Wirksamkeit dieser Methode äußerte, erzählte mir ein erfahrener und angesehener Arzt, dass er mit dieser Methode schon einige, auch berühmte Schriftsteller von einer Schreibhemmung erlöst habe. Natürlich wurde nun heftig darüber diskutiert, was der tiefere Grund für eine Schreibhemmung sei und wie denn eine Fastendiät überhaupt einen solchen Grund beseitigen könnte.

Josef Honerkamp

Denkungsart und Weltbilder: An heutigen Grenzen der Wissenschaft

Kapitel 17. Emergenz – Über verschiedene Begriffswelten

Zusammenfassung

Vor Kurzem geriet ich bei einer Autofahrt wieder einmal in einen Stau. Wie üblich in solchen Situationen stellte ich das Radio an. Da hörte ich, wie gerade eine Sendung über die „Grenzen der Naturwissenschaft“ anmoderiert wurde.

Josef Honerkamp

Kapitel 18. Von verschiedenen Wirklichkeiten

Zusammenfassung

Als ich neulich einem Bekannten erzählte, dass man heute das Licht einerseits als elektromagnetische Welle verstehe, andererseits aber auch als einen Strom von Lichtquanten, fragte er: „Und was ist es denn nun wirklich?“ Ich glaubte, eine leichte Verwunderung zu spüren – ob wir Physiker denn das nicht so genau wüssten.

Josef Honerkamp

Kapitel 19. Erkenntnis, Gefühl und Moral

Zusammenfassung

Neulich saß ich mit einem Theologen und einem Gast unseres Clubs bei einem Mittagessen zusammen, und wir sprachen über eine kürzlich aufgeführte Johannespassion. „Was für einen Naturwissenschaftler nur Schwingungen der Luft sind, bedeutet für uns doch tiefstes Erlebnis“, hieß es da, und der Gast fügte hinzu: „Einer der schönsten Gottesbeweise.“ Der Theologe nickte zustimmend.

Josef Honerkamp

Kapitel 20. Erkenntnis und Bewusstsein

Zusammenfassung

Philosophen und Theologen reden oft von „kausaler Abgeschlossenheit“, wenn sie eine Annahme charakterisieren wollen, die viele Naturwissenschaftler mehr oder weniger bewusst in ihr Weltbild integriert haben. „Nichts geschieht ohne Grund“ oder „Alles geht mit rechten Dingen zu“ wären ähnliche, allerdings plakativere Formulierungen, die zum Ausdruck bringen, dass man davon ausgeht, dass es keine übernatürlichen Akteure gibt, dass also die Welt sich nur aus sich heraus weiterentwickelt. Solche Aussagen oder Begriffe bleiben aber immer vage, auch zunächst präzis erscheinende Definitionen stützen sich bei näherem Hinsehen nur auf andere vage Begriffe.

Josef Honerkamp

Kapitel 21. Natur und „Geist“

Zusammenfassung

Will man den Gegenstandsbereich der Physik beschreiben, kann man zunächst viele Dinge dieser Welt aufzählen: Elektronen, Atome, Gase, Flüssigkeiten, feste Körper, Planeten, Galaxien oder das Universum als Ganzes. Alles Unbelebte gehört offensichtlich dazu, wenn man noch die Chemie mit ins Boot holt. Aber die Tatsache, dass für Studierende der Medizin auch eine Grundausbildung in Physik vorgeschrieben ist, weist darauf hin, dass physikalische Gesetze auch für das Verständnis von Prozessen im menschlichen Körper eine Rolle spielen.

Josef Honerkamp

Backmatter

Titel: Wissenschaft und Weltbilder
verfasst von: Josef Honerkamp
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-67028-6
Print ISBN: 978-3-662-67027-9
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-67028-6

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