Physikalische Gesetze

1. Das Paradigma der Naturgesetzlichkeit * 1.1. Das Problem der Kategorie "Gesetz" *
1.1.1. Gesetz und Freiheit *
1.1.2. Die "Gesetzmäßigkeit der Entwicklung" in der Politik *
1.2. Einordnung und Fragestellungen *
2. Gesetze in der Physik *
2.1. Physik als wissenschaftliche Arbeit *
2.2. Naturgesetze statt "okkulter Qualitäten" oder Kausalkettenabfolge *
2.3. Die Rolle von Gesetzen und ihre Elemente in der neuzeitlichen Wissenschaft *
2.3.1. Objekte und weitere Voraussetzungen der Physik *
2.3.2. Stellung der Gesetze in Theorien - Gesetze als Erklärung *
2.3.3. Physikalische Gesetze *
2.4. Gesetzescharakter physikalischer Beziehungen *
2.4.1. Allgemeinheit *
2.4.1.1. Gesetzesaussagen als Allaussagen *
2.4.1.2. Abstrakte oder konkrete Allgemeinheit? *
2.4.1.3. Notwendigkeit *
2.4.2. Wesentlichkeit *
2.4.3. Objektivität *
3. Spezielle Fragestellungen *
3.1. Möglichkeiten im Gesetz *
3.2. Statistische Gesetze *
Dynamische Gesetze *
Statistik - Zufälle werden wesentlich *
Das Statistische Gesetz *
Statistische Gesetze in der Physik *
Verschiedene Typen statistischer Gesetze *
3.3. Dialektik in den Naturwissenschaften? *
3.4. Historizität und Gesetzmäßigkeit *
3.5. Handlungsorientierungen *
Literatur: *

 "Langform" des Vortrags auf dem Workshop im Forschungskolloquium der IAG Kassel "Wahrnehmung und Verfügung. Philosophie als Kritik der Naturwissenschaften" am 18./19.11.2000
von Annette Schlemm


Der heutige Vortrag möchte nicht nur einen Einzelaspekt einer speziellen Themenstellung beleuchten und vertiefen, sondern den Rahmen für die gesamte Arbeit zum Thema "Gesetze in Natur und Gesellschaft" abstecken und die Hintergründe der Fragestellung beleuchten. Dabei werden auch grundlegende Charakteristika der Kategorie "Gesetz" erörtert, die alle Bereiche - Physik, Biologie und Gesellschaftstheorie - betreffen werden. Eigentlich erfordern alle dabei angesprochenen Aspekte eine ausführliche historische und philosophische Untermauerung, die aber hier nur zu kleinen Teilen Eingang finden kann. Viele der dazu durchgeführten Teilstudien werden in einigen Wochen in einem Internetprojekt von mir nachlesbar sein.

1. Das Paradigma der Naturgesetzlichkeit

Es ist nicht sinnvoll, ohne eine gesellschaftstheoretische Basis an die Fragen "der Natur" zu gehen - denn was "die Natur" für uns ist, ergibt sich erst aus unserer jeweiligen gesellschaftlichen Praxis. Im Prinzip müßte die Untersuchung der Natur methodisch mit einem gesellschaftstheoretischen Teil untermauert sein. Dies kann ich hier nicht explizit leisten - vorausgesetzt sind dazu meine bisherigen Studien (im Buch, im Internet, in politisch-theoretischen Veröffentlichungen). Die folgende Problematisierung der Kategorie "Gesetz" bezieht sich auf die daraus erwachsenden Fragestellungen.

1.1. Das Problem der Kategorie "Gesetz"

1.1.1. Gesetz und Freiheit

Philosophische Konzepte über das Sein, also die Natur und die menschliche Zivilisation bewegten sich immer im Spannungsfeld zwischen einerseits dem Bestreben, durch Begründungen und die Erkenntnis von determinierenden Bestimmungen Klarheit und Orientierung zu gewinnen - andererseits aber aus einengenden Bestimmtheiten wiederum auszubrechen und Begründungen für Freiheit und Nicht-Festgelegtheit zu finden (sehr gut dargestellt ist dieses Dilemma bei Fichte (1800/ 1976).
"Der Anfang und das Ende aller Philosophie ist - Freiheit" (Schelling 1795/ 1985, S. 67).
Das Verhältnis von Ordnung/ Gesetz und Offenem/ Freien ist ein uraltes Thema des Philosophierens.
Während in der "mythischen" Zeit über die vorausgesetzte spirituelle Weltordnung nicht bewußt reflektiert wurde, wurde die gesellschaftliche Ordnung in Griechenland nach der Eroberung der ursprünglichen Gemeinwesen durch die Dorer, die nach langen Wirrnissen erreichte Befriedung durch eine Kriegeraristokratie und die dann aufbrechenden Widersprüche zu einem Problem.
"Die Zeit ist gekommen, nicht länger von den Göttern die Antwort auf alle diese Fragen zu erwarten. Von nun an gilt es, aus eigener Kraft zu denken" (Sautet, S. 256).
Der "Grund" der mannigfaltigen Erscheinungen wurde zuerst in stofflich-substanzieller Form (Thales), später eher in abstrakten Prinzipien (Apeiron des Anaximander) gesehen. Etwas Notwendiges, eine Art Gesetz, "Ananke" bestimmte nach Demokrit alles Geschehende - dies sollte erkenn- und aufklärbar sein und hatte mit den physischen Ereignissen zwischen den die Welt konstituierenden Atomen recht wenig zu tun. Ich werde jetzt nicht die gesamte Geschichte der Ordnungs- und Gesetzesvorstellungen abarbeiten. Ich möchte nur darauf hinweisen, daß ihnen in ihrer Unterschiedlichkeit jeweils gemeinsame Fragen nach der Geordnetheit menschlicher Umstände zugrunde liegen. Welche "Ordnung der Welt" gibt oder begrenzt die Möglichkeiten des Handelns? Einerseits vermitteln feste Ordnungsrahmen Sicherheit - andererseits grenzen sie ein. In diesem Fragehorizont bewegt sich die Geschichte der Kategorie "Gesetz". Wichtige Marksteine sind folgende Erkenntnisse:

  • Die Sophisten unterschieden zwischen der Physis, welche als die dem Menschen eigene Natur nicht abschaff- oder veränderbar sei, und dem Nomos (Verb mit der Bedeutung: Weideland abteilen/zuteilen) , der als lediglich gewordener Brauch auch veränderbar sei. Wir werden bei der Bedingheit der Gesetze daran erinnert werden.
  • Die Veränderbarkeit von Gesetzen im sophistischen Denken unterlag noch keiner Begründung. Diese wollte Sokrates erreichen. Mit heutigen Begriffen ausgedrückt forderte Sokrates die Untersuchungen der konkreten Bedingungen für jedes – vorher als unbedingt angenommene - Sittengesetz. Also stehen Gesetze und ihre Begründungen in der Macht der Menschen - ihrer bewußten Entscheidung. Aus der Sicht der sittenbewußten Griechen war die Anklage gegenüber Sokrates, der - noch dazu in politisch instabilen Zeiten - die überlieferten Sitten in Frage stellte, also durchaus berechtigt. Auch Hegel betonte: Er ist so mit Recht angeklagt! (Hegel 1833/1982, S. 407).
  • Der Universalienstreit drehte sich zwar nicht explizit um "Gesetze", aber um den Status des Allgemeinen (und Gesetze sind spezielle Allgemeine). Hier widerstreiten die eher obrigkeitsorientierte Anerkennung von Allgemeinem als Allmächtigem (Universalien-Realisten) mit den sich herausbildenden Widersachern (Universalien-Nominalisten), die dem Einzelnen wieder zu seinem Recht oder gar dem Vorrecht verhelfen wollen. Das ist hier selbstverständlich sehr verkürzt dargestellt - wegweisend wird hier die Auffassung von Abälard sein, der zwischen der nicht realen Gattung und dem real existierenden Zusammenhang als Allgemeinem unterschied.

Auch Ernst Bloch favorisiert diese Auffassung:
Das Allgemeine steht folglich nicht über den Einzeldingen, sondern in den Dingen selbst. "Das Universale ist demnach dasjenige im Einzelding, das es in Zusammenhang mit den anderen Dingen setzt." (Bloch 1977, S. 81).

Da jedoch in der Wissenschaft das Einzelne und das Allgemeine i.a. nur getrennt gesehen werden, wird das Allgemeine wiederum meist nur als quasi "von außen" dem einzelnen Seienden Auferlegtes verstanden. Dies betrifft auch das Gesetz als spezielles Allgemeines.
"Gesetzmäßigkeit" impliziert in der Vorstellung meist Zwangsläufigkeit. Dies schildert z.B. J.G. Fichte:
"Die Natur schreitet durch die unendliche Reihe ihrer möglichen Bestimmungen ohne Anhalten hindurch; und der Wechsel dieser Bestimmungen ist nicht gesetzlos, sondern streng gesetzlich," (Fichte 1976, S. 13). Der einzelne Mensch kann dann nur "ein Glied in der Kette der strengen Naturnotwendigkeit" (ebd., S.18) sein. Die Freiheit kann nur darin bestehen, "alles zu tun, was die Natur fordert" (ebd., S. 22). "Im unmittelbaren Selbstbewußtsein erscheine ich mir als frei; durch Nachdenken über die ganze Natur finde ich, daß Freiheit schlechterdings unmöglich ist..." (ebd., S. 23).
Fichte wurde durch die Kantsche Erkenntnis, daß "alles Wissen lediglich ein Wissen von dir selbst ist, daß dein Bewußtsein nie über dich selbst hinausgeht..."(ebd., S.57) dazu geführt, die Welt als selbständig Existierende zu leugnen, um die Menschen vor den Ängsten von den äußeren Notwendigkeiten zu befreien: "Du wirst nun nicht länger vor einer Notwendigkeit zittern, die nur in deinem Denken ist... (S. 74).

 

1.1.2. Die "Gesetzmäßigkeit der Entwicklung" in der Politik

Die Ordnungsformen in den bisherigen Gesellschaften wurden von persönlicher Herrschaft oder des sich hinter dem Rücken aller Beteiligten - quasi anonym - durchsetzenden ökonomischen Wertgesetzes bestimmt. Die Sozialisten/Kommunisten dagegen gingen davon aus, daß die von ihnen angestrebte neue Gesellschaft nur bewußt durch die Menschen selbst gestaltet werden kann. Bewußtheit bedeutet, sich nicht lediglich spontan entstehenden Zusammenhängen aus beliebigen menschlichen Interaktionen oder anonymen Sachzwängen zu unterwerfen, sondern die Zusammenhänge selbst zu erkennen und bewußt zu gestalten. Das hat einen freiheitlichen Anspruch, denn Bewußtsein und die Fähigkeit zum Erkennen und Gestalten gesellschaftlicher Gesetze wurden prinzipiell allen Menschen zugesprochen – allerdings erst in einer weiteren Zukunft, bis zu der eine Avantgarde die anderen Menschen erst erziehen müsse... Bis dahin lavierte beispielsweise die SED in der DDR auf eine Art und Weise, die mit ihrer Bezugnahme auf "gesellschaftliche Gesetze" diese Gesetze insgesamt fragwürdig machte:
"Im Selbstverständnis der SED galt die Partei als Vollstrecker der gesellschaftlichen Gesetze. Das verband sich mit der Auffassung, daß ihr eine größere Erkenntnis- und Entscheidungskompetenz zufällt als allen anderen."(Bericht von Egon Krenz u.a. ehemaligen Mitgliedern des Politbüros an den 1. Außerordentlichen Parteitag der SED, in: Protokollband "Außerordentlicher Parteitag der SED/PDS" 1999) (Herger u.a. (1989) 1999, S. 386)

Die Rechtfertigung des eigenen Tuns durch Gesetze ist aber kein Spezifikum der DDR. Auch heutzutage begründet einer der inhaltlichen Gestalter der EXPO 2000 die dort festgelegten Zukunftsbilder mit zwangsläufig wirkenden Gesetzen:
"Man kann sich der Globalisierung nicht entziehen, sie hat fast so etwas wie den Charakter eines Naturgesetzes angenommen, man muss damit leben, wie man mit anderen Naturgesetzen leben muß" (Schusser, Siemens AG, Konzernbeauftragter EXPO 2000, 1998).
Diese Argumentation ruft berechtigterweise Ablehnung hervor. Wenn die jeweils Herrschenden ihre Herrschaft und ihr Tun mittels der Gesetze legitimieren, liegt es nahe, den Gesetzen die Existenz abzusprechen, um den Herrschenden ihren "Boden unter den Füßen wegzuziehen". Meiner Meinung nach würde man damit jedoch das Kind mit dem Bade ausschütten. Eine differenziertere Sicht auf das, was Gesetze sind - immer mit der Fragestellung: "Welche Möglichkeiten eröffnent sich uns durch ihre Kenntnis?" und nicht "Was befehlen sie uns?" - kann über die abstrakte Negierung einer verabsolutierten Gesetzeskategorie hinaus zur Erzeugung einer produktiven Auffassung von Gesetzlichkeit und Handlungsfähigkeit führen.

1.2. Einordnung und Fragestellungen

Die Thematik der physikalischen Gesetze ist eingeordnet in ein umfassendes Projekt zu "Gesetzen in Natur und Gesellschaft". Hier wird quasi "von unten her" - nämlich den physischen Grundlagen alles Seienden - begonnen. Die Fokussierung der Fragestellung auf das Mögliche und das sich Entwickelnde sowie die im Folgenden oft wesentliche methodische Unterscheidung zwischen abstrakt-Allgemeinem und konkret-Allgemeinem speist sich jedoch wesentlich bereits aus der Gesellschaftstheorie und -praxis, die ich oben angedeutet habe.
Da ich selbst in meinen bisherigen Studien die Schleife vom Urknall bis zu Entwürfen für Gesellschaftskonzepte bereits einmal durchlaufen habe (vgl. Schlemm, A., Daß nichts bleibt, wie es ist... Band I: Kosmos und Leben, Münster 1996 und Band II: Möglichkeiten menschlicher Zukünfte, Münster 1999), kann ich jetzt einen weiteren Zyklus dieser Schleife - mit spezifischem Bezug auf die Gesetzesproblematik - vollziehen. Es wird sich zeigen, daß dadurch auch auf die Physik (paradigmatisch für die neuzeitliche Wissenschaft) ein neues Licht fällt. Denn erst wenn Wissenschaft, speziell Physik, nicht mehr nur als Summe abstrakter Größenbeziehungen erfaßt wird, sondern in ihrer Prozeßform als menschliche Praxis, erhalten wir Zugang zu neuen Möglichkeiten, Wissenschaft zu betreiben und zu verstehen. Tendenziell geht es dabei immer um eine Aufhebung des abstrakt-Allgemeinen in Richtung des konkret-Allgemeinen.
Dabei verflechten sich Aussagen über die Physik als Wissenschaft und bereits über die Physik hinausgehende allgemeine Kennzeichnungen der Kategorie Gesetz.

2. Gesetze in der Physik

2.1. Physik als wissenschaftliche Arbeit

Was Physik ist, scheint man seit den ersten Physikunterrichtsstunden zu wissen. Physik wird dann häufig zum Paradigma des Wissenschaftlichen.

In Physikbüchern selbst begegnen uns vor allem solche Formulierungen:

  • Physik als Lehre von den Stoffen und Kräften der unbelebten Natur (Recknagel, S.15)
  • Physik als Erforschung und Verstehen der grundlegenden Naturgesetze, auf denen alle bekannten physikalischen Phänomene beruhen (Orear, S.1)
  • Physik als umfassendes Programm, alle Erscheinungen und Prozesse der unbelebten Natur auf zahlenmäßige, mathematisch darstellbare Beziehungen zurückzuführen (Lindner, S. 8/9).

Die Physik erreichte tatsächlich vor den anderen Wissensbereichen das Niveau, das heute wissenschaftlich genannt wird. Und auch nachdem sich die anderen Wissenschaften vom Physikalismus emanzipiert haben, kann man in der Physik – eher in den physikalischen Handlungen – typische Methoden der Begriffsbildung, der Gesetzes- und Theorienbildung, wissenschaftlicher Erklärung und Prognose usw. deutlicher erkennen als anderswo.
Für unsere Gesetzesproblematik ist es besonders wichtig, nachzuvollziehen, wie genau der Weg von den objektiven Zusammenhängen mit Gesetzescharakter zu den wissenschaftlichen Gesetzesaussagen erfolgt.
Wir begegnen dabei dem Problem, daß uns aus der untersuchten Welt durchaus objektiv-reale Wesenszüge entgegenkommen - wir andererseits durch unsere Erkenntnistätigkeit selbst zum Bestandteil des untersuchten Systembereichs werden. Wissenschaftliche Objektivität bezieht sich einerseits auf die systematische Negierung des Einzelsubjekts - bezieht sich auf Intersubjektivität; und beinhaltet andererseits jedoch eine unhintergehbare (objektive) Einheit von Naturgegenstand "an sich" und unserer Tätigkeit. Insofern ist nie die Natur "an sich" Objekt unseres Erkennens, sondern Erkenntnis erweist sich als komplexe Struktur, die Gegenstand (G), Methode (M), Zielstellung (Z) und Erkenntnisresultat (ER) aufeinander bezieht (Richter, F., 1991, S. 95):

Die Zielstellung und die Auswahl der Methode gehört zur wissenschaftlichen Arbeit - erscheint in ihren Ergebnissen jedoch ausgeblendet. Wie wir an den obigen Zitaten aus den Lehrbüchern sahen, bleibt dies auch aus dem Selbstverständnis der PhysikerInnen i.a. ausgeblendet.
Eine reine Abbildtheorie würde dem Menschen nur noch die Unterordnung unter ein für allemal gegebene gesetzliche Ordnungen bieten – die Frage ist aber: Was passiert im Verlauf der Erkenntnis? Welche Aspekte von Objektivem und Subjektivem sind in der wissenschaftlichen Gesetzesaussage enthalten?

2.2. Naturgesetze statt "okkulter Qualitäten" oder Kausalkettenabfolge

Die Rolle der Gesetze in der neuzeitlichen Wissenschaft wird allem deutlich, wenn man sie kontrastiert mit den anderen Möglichkeiten, nach dem zu suchen "was die Welt im Inneren zusammenhält".
Daß es etwas Grundlegendes gibt, wurde von den griechischen Denkern vorausgesetzt (Störig 1992, Bd.I S. 95) und zuerst in Form von Urpinzipien gesucht.
Später entstand die Vorstellung, daß die Welt aus verschiedenen Elementen zusammengesetzt ist - entweder durch qualitativ unterschiedliche oder gleichartige (Atome).
Die aristotelische wie auch die scholastische Weltsicht gingen im Wesentlichen vom Vorhandensein einer göttlichen Ordnung aus, die sich in das Substanzielle des Seins eingeprägt hat. Es war auch üblich, jedem Ding seine "Natur" als eigenständige Wesenheit zuzuschreiben. Naturwissenschaft verstand Aristoteles als Wissenschaft über jene Dinge, "die die Quelle der Bewegung in sich selbst haben" (Aristoteles 1960, S. 260 - K7, 1064a). Für ihn war die Substanz wesentlich, wodurch ein Ding es selbst wird und nicht ein anderes.
Der Bezug auf die den Dingen inhärente Natur und auf substantiellen Formen wurde später zu "verborgenen Wesen" umgeformt. Newton kennzeichnet dieses Stadium und hebt davon seine Methode ab:
"Die Alten hielten... die Mechanik für sehr wichtig bei der Erforschung der Natur, und die Neuern haben, nachdem sie die Lehre von den substantiellen Formen und den verborgenen Eigenschaften aufgegeben, angefangen die Erscheinungen der Natur auf mathematische Gesetze zurückzuführen." (Newton 1678/1872, Vorwort an den Leser, S. 1)
Bereits Kepler (1571 - 1630) vollzog den Übergang von den einzelnen Dingen zu geometrischen Struktur ihrer (kosmischen) Bewegung. Sein Ziel war es, "die Mannigfaltigkeit der Erscheinungen in einem Bündel zusammenzubinden" (Jammer, S. 114) – wofür ihm die Geometrie angemessene Formen vorgab. Als Ursache der Bewegung auf diesen geometrischen Bahnen schrieb Kepler der Sonne erst eine "Seele" zu, später führte er hier das Wort "Kraft" ein, ohne es begrifflich genau zu erfassen.
Galileo Galilei (1564 – 1642) ging nicht von der Frage aus, worin das qualitative Wesen der einzelnen Dinge bestünde. Die ihm folgende Naturwissenschaft ist also von vornherein überstrapaziert mit einer solchen Fragestellung.
Galilei - und damit die neuzeitlichen Wissenschaft – konzentriert sich auf die mathematische Darstellung der Erscheinungsweise der Dinge (vgl. Jammer, S. 114) in Form von Abhängigkeiten. Dies bedeutet nicht, Galilei sei nicht auf der Suche nach dem Wesen der physischen Welt gewesen. Dieses suchte er aber weder direkt in den zu beobachtenden Erscheinungen, noch in "okkulten Qualitäten". Er ging davon aus, daß das Wesen "im aufgeschlagenen Buch der Natur" erkennbar sei, aber nicht in ihrer sinnlich wahrnehmbaren Form, sondern als Verhältnis meßbarer Größen.
Diese Betrachtungsweise wurde zu seiner Zeit von vielen anderen Denkern vorgebildet. Auch Paracelsus (1493 - 1541) - noch völlig im ganzheitlichen Denken - legte Wert auf Erfahrung und Experiment als Weg zur Erkenntnis vom Sichtbaren hin zum Unsichtbaren (Vorländer 1965, S. 63); Petrus Ramus (1517 - 1571) betonte das Befreiende der Mathematik gegenüber den Schranken des Körperlichen (ebd., S. 82). Beides - Erfahrung und Mathematik - wurden bei L. da Vinci zu Konstituenten des Forschens (Störig 1992, S. 234ff.). Gilbert (1540 - 1603) - auf dem Gebiet des Magnetismus und der Elektrizität - sowie Stevin (15 - 1620) - auf dem Gebiet der Statik und Hydrostatik - verwendeten bereits gezielte Experimente, die althergebrachte Ansichten wiederlegten.
Francis Bacon (1561 – 1626) erkannte, daß es notwendig ist, den natürlichen Formen (wie er Gesetze nannte) zu gehorchen, um Gestaltungsmacht für das "Reich der Menschen" zu gewinnen. Er polemisierte explizit gegen die überkommene Suche nach Substanzen und Qualitäten. Als Ziel der Erkenntnis forderte er die Erkenntnis von Formen/Gesetzen, was bedeutet, mit ihnen nicht nur einzelne Ursachen, Vermittlungen etc. zu kennen, sondern "die Einheit der Natur in den verschiedensten Stoffen" und damit "die wahre Auffassung und die unbeschränkte Macht" (Bacon 1870, S. 207) zu finden. Diesem befreienden Umgang mit der Gesetzeserkenntnis entspricht auch der spätere Spruch von Friedrich Engels:
"Nicht in der geträumten Unabhängigkeit von den Naturgesetzen liegt die Freiheit, sondern in der Erkenntnis dieser Gesetze, und in der damit gegebenen Möglichkeit, sie planmäßig zu bestimmten Zwecken wirken zu lassen" (Engels 1878/1962, S. 106).
Für dieses freiheitliche Handeln eignet sich der wissenschaftliche Gesetzesbegriff besser als die Zuschreibung qualitativer Formen nach Aristoteles.
Auch Newton (1642 – 1727) setzte sich eindeutig gegenüber Aristoteles ab:
"Wenn man uns sagt, jede Species der Dinge sei mit einer specifischen verborgenen Eigenschaft begabt, durch welche sie wirkt und sichtbare Effecte hervorbringt, so ist damit gar nichts gesagt; wenn man aber aus den Erscheinungen zwei oder drei allgemeine Principien der Bewegung herleitet und dann angibt, wie aus diesen klaren Principien die Eigenschaften und Wirkungen aller körperlichen Dinge folgen, so wäre dies ein grosser Fortschritt in der Naturforschung, wenn auch die Ursachen dieser Prinzipien noch nicht entdeckt sein würden" (Newton 1717, S. 144).
Diese "klaren Prinzipien" sind auch eine Abgrenzung gegenüber der Suche nach einer ewigen Kausalkettenabfolge. Wissenschaftliche Erklärung ist mit und nach Newton nicht mehr die Ermittlung von Ursachen von Ursachen von Ursachen. Nachdem Newton z.B. lange nach einer Erklärung der Schwerkraft gesucht hatte, rang er sich zur Erkenntnis durch, daß hier diese Suche einen Abschluß finden muß: weitergehende Hypothesen macht er nicht.
Physik beruht in ihrer Leistungsfähigkeit seither auf einer "Abkehr vom Augenschein" (Hund 1975, S. 12). Daß die neuzeitliche Physik ihre Gegenstände nicht mehr aristotelisch definiert, macht auch die Schwierigkeit des "anschaulichen Verständnisses" von Physik aus. Oft wird im Unterricht niemals eigentlich der Übergang zur neuzeitlichen Physik vollzogen. Anschauung - noch im aristotelischen Sinn - und platter Formalismus - bezogen auf die funktionalen Relationen der neuzeitlichen Physik - stehen häufig nebeneinander und werden nicht genügend unterschieden und vermittelt.

2.3. Die Rolle von Gesetzen und ihre Elemente in der neuzeitlichen Wissenschaft

Ich werde im Folgenden eine längere Ausführung zum Wesen der neuzeitlichen Physik, zur Art und Weise, wie sie die Bestandteile der Gesetzesaussagen erzeugt, machen. Denn meiner Meinung nach kann man diese Gesetze erst verstehen, wenn man nicht nur ihre abstrakte Ergebnisform betrachtet, sondern wenn man ihre Erzeugung als wissenschaftliche Handlung, bzw. Arbeit analysiert. Dabei wird auch - was hier nur ansatzweise ausführbar ist - verständlich, WARUM manche Handlungen durchgeführt werden, die heutzutage häufig an der neuzeitlichen Wissenschaft kritisiert werden wie Abstraktion, Quantifizierung und Mathematisierung.

 

2.3.1. Objekte und weitere Voraussetzungen der Physik

Die neuzeitliche Physik ist keine "betrachtende Wissenschaft" (Aristoteles 1960, S. 260 - K7, 1064a), sondern eine messende, experimentierende und mathematisierende. Was heißt das?

Neuzeitliche Wissenschaft - und die Physik steht i.a. paradigmatisch für diese - erzeugt Theorien, die axiomatische Setzungen, Definitionen und Gesetze enthalten. Wenn man verstehen will, was die Inhalte der Theorien bedeuten, muß man sich anschauen, wie sie entstanden sind. Die Prozeßform erklärt die Ergebnisform. Wissenschaft ist nur als menschliches Handeln adäquat zu verstehen. Handeln enthält Zielstrebigkeit und Bewußtheit. Entsprechend konkreten Zielen wird die Natur nicht nur angeschaut, sondern unter Maßgabe vorausgesetzter Größenarten messend und experimentell, d.h. praktisch untersucht. So vielfältig die Ziele des wissenschaftlichen Erkennens auch sein mögen - das wissenschaftliche Handeln ist nicht beliebig, sondern enthält typische Tätigkeiten, die sich jeweils rechtfertigen müssen. Sie dienen dazu, die Kluft zwischen den Erscheinungen und dem Wesen der untersuchten Bereiche der Welt zu überbrücken - wobei die Brücke keine Einbahnstraße ist. Wir streben von den Erscheinungen in Richtung des Wesens und das "Wesen muß erscheinen" (Hegel). Die Brücke können wir jedoch nie abbrechen, sondern wird ständig neu erzeugt. Wie tun wir das?
Ich kann hier keinen Abriß aller Inhalte, Konsequenzen, Grenzen und ggf. Vermittlungen konstruktivistischer, kulturalistischer, modelltheoretischer u.a. Konzepte oder gar eine ausführliche Auseinandersetzung mit anderen Konzepten nachvollziehen.
Ich fasse lediglich einige Punkte zusammen, die für das Verständnis der Kategorie "Gesetz" und der damit verbundenen Fragestellungen notwendig sind.
Wissenschaftliche Theorien sind keine direkten "Abbilder" der "Welt da draußen", sondern verwenden Abstraktionen und Konkretionen.

  • Mittels idealisierender Abstraktion werden die Objekte der Wissenschaft konstruiert.

Der Physiker (und die Physikerin) ist an physikalischen Eigenschaften der natürlichen Dinge interessiert. Eigenschaften sind den Dingen aber nicht "angeklebt". "Ein Ding hat die Eigenschaft, dies oder jenes im Andern zu bewirken und auf eine eigentümliche Weise sich in seiner Beziehung zu äußern. Es beweist diese Eigenschaft nur unter der Bedingung einer entsprechenden Beschaffenheit des andern Dings, aber sie ist ihm zugleich eigentümlich und seine mit sich identische Grundlage" (Hegel 1814/1986, S. 134). Da im konkreten Ding selbst dieses Wechselverhältnis von Innerem und Äußerem unaufhebbar ist, und damit keine widerspruchsfreie mathematische Behandlung möglich ist, werden in der Physik Objekte und Wechselwirkungen (Teilchen/Körper, Kraftfelder) getrennt. Diese Trennung wird dann auch im praktischen Handeln erzeugt. Das Objekt wird kontrolliert als offenes, geschlossenes oder abgeschlossenes System betrachtet und durch verschiedene kontrollierte Wechselwirkungen versucht man, auf die "eigentümlichen" Eigenschaften zu schließen. Die Kontrolle erfordert eine Erfassung der Eigenschaften nach Art und Quantum, die Messung. Aus der Forderung nach Meßbarkeit dieser Eigenschaften werden dann erst die Objekte definiert, an denen diese Eigenschaften meßbar sind. Diese Objektdefinition geschieht durch eine idealisierende Konstruktion. Der physikalische "Körper" ist deshalb nicht der vor mir liegende Briefbeschwerer, sondern dieser nur als Objekt der Messung seiner Masse, seiner Dichte und ggf. seiner Geschwindigkeit.
Wenn Wissenschaftskritik heute diese Trennung, den Bezug auf Messung und Manipulierung kritisiert, steht sie vor der Aufgabe, ein alternatives angemessenes Vorgehen - für die gleichen Probleme - zu erarbeiten.
Es wäre auch falsch, die Bewegung und die Kräfte von den Körpern zu trennen. Kant wandte sich gegen hylozistische Vorstellungen von der Belebtheit und Beseeltheit der Materie. Dazu nahm er an, alle Veränderung der Materie bedürfe einer äußeren Ursache. Diese Vorstellung: "Hie Körper - da Kraft" ist auch heute noch weit verbreitet. Sie beruht jedoch auf dem durch Newton überwundenen Standpunkt einer Trennung von Materie und Bewegung. Mit Newton wird Bewegung zum "Grundzustand" der materiellen Körper, nicht die Ruhe. Damit ist nicht ein isoliertes einzelnes Teilchen das Elementare, sondern Wechselwirkung. In Newtons Weltbild kann Einzelnes ohne Wechselwirkungen gar nicht existieren, er setzt eine "Wirkungsfähigkeit" der Materie voraus.(Bereits Locke sprach sich mit dem Argument, daß den Dingen Kräfte (als Fähigkeit des Aufeinanderwirkens) zukommen, gegen Descartes Reduzierung der Körper auf ihre Ausdehnung (Locke 1690/1961, S. 197).) Im Kraftbegriff wird diese sonderbare Beziehung auf den Begriff gebracht: Kraft ist keine äußere Einwirkung, sondern kennzeichnet die Wirkungsfähigkeit der Objekte selbst.

  • Die Objekte sind die "Träger" physikalischer Größen, durch die jene Eigenschaften bezeichnet werden, auf die sich die Untersuchung bezieht.

Mit einer physikalischen Größe "wird aus der unendlichen objektiven Mannigfaltigkeit eine qualitative Bestimmung herausgelöst, um in bezug auf sie verschiedene Konkrete miteinander vergleichen zu können" (Wahsner 1998, S. 23). Dies geschieht aber nicht beliebig, sondern:
"Eine Größe ist ein auf realen Gleichheiten beruhendes, somit objektiv begründetes, vom Erkenntnissubjekt konstruiertes Gedankending, mittels dessen es die konkreten Gegenstände in ihren Zusammenhängen erkennt" (Wahsner 1998, S. 23).
Die Größen werden i.a. so gebildet, daß die reale Widersprüchlichkeit aus den Objekten ausgeschlossen wird, so z.B. wird die seit Zenon bekannte Widersprüchlichkeit der Bewegung durch die Verteilung der widerstreitenden Momente auf unterschiedliche physikalische Größen in den Bewegungsgleichungen aufgelöst..
Die Kinematik muß den seit Zenon bekannten Widerspruch, daß ein sich bewegender Körper an einem Ort gleichzeitig ist und nicht ist, bewältigen. Sie macht es dadurch, daß sie nicht in einer Aussage etwas ober den Ort und die Zeit aussagt, sondern zwei verschiedene Größen bildet: Ort und Geschwindigkeit (vgl. auch Hörz 1964, S. 40f.).
"Es gelingt mithin... physikalisch darzustellen, daß ein bewegter Körper zu ein und demselben Zeitpunkt an einem Ort ist und nicht an ihm ist. Aber um das zu erreichen, mußten die beiden Momente "ist an einem Ort" und "ist an einem andern Ort" auf verschiedene, zwar zusammengehörige, aber mathematisch voneinander unabhängige Größen verteilt werden" (Borzszeskowski, Wahsner 1982, S. 635).
Ein Gedankending entsteht dadurch, daß Eigenschaften– unter Angabe einer Meßvorschrift – substantiviert werden:
"Die Eigenschaft von Körpern, warm zu sein, führt unter Angabe einer Meßvorschrift, wie die Wärmemenge eines Körpers zu messen sei, zu einem physikalischen Begriff, der als physikalische Größe in eine Größengleichung eingehen kann" (Röseberg 1982, S. 23).
Physikalische Größen ergeben sich nicht "von selbst". Sie beruhen auf den jeweiligen Apriori-Annahmen der Theorie, weshalb erst die "Theorie entscheidet, was man beobachten kann":
"Aber Sie glauben doch nicht im Ernst", entgegnete Einstein, "daß man in eine physikalische Theorie nur beobachtbare Größen aufnehmen kann."
"Ich dachte", fragte ich erstaunt, "daß gerade Sie diesen Gedanken zur Grundlage Ihrer Relativitätstheorie gemacht hätten? Sie hatten doch betont, daß man nicht von absoluter Zeit reden dürfe, da man diese absolute Zeit nicht beobachten kann."...
"Vielleicht habe ich diese Art von Philosophie benützt", antwortete Einstein, "aber sie ist trotzdem Unsinn... vom prinzipiellen Standpunkt aus ist es ganz falsch eine Theorie nur auf beobachtbare Größen gründen zu wollen. Denn es ist ja in Wirklichkeit ganz genau umgekehrt. Erst die Theorie entscheidet darüber, was man beobachten kann. ... Nur die Theorie, das heißt die Kenntnis der Naturgesetze, erlaubt uns also, aus dem sinnlichen Eindruck auf den zugrunde liegenden Vorgang zu schließen" (Heisenberg 1988, S.79-80).
Es ergeben sich vielgestaltige Täuschungen und Irrtümer, wenn man die so gebildeten "Abstracta und grammatikalische Ausdrücke als Realien behandelte" (Helmholtz 1984, S. 13). Ebenso falsch wäre die Annahme, die Apriori seien der Wissenschaft ein für allemal gegeben (wie es Kant noch annahm). Ihre Erzeugung ist der Hauptinhalt kreativer wissenschaftlicher Arbeit.
"Warum ist es notwendig, die Grundbegriffe naturwissenschaftlichen Denkens aus den platonischen olympischen Gefilden herunterzuholen und zu versuchen, deren irdische Herkunft aufzudecken? Antwort: Um diese Begriffe von dem an ihnen haftenden Tabu zu befreien, und damit größere Freiheit in der Begriffsbildung zu erlangen" (Einstein 1969, S. 113).
Da die Grundgrößen durch die Angabe von Meßvorschriften definiert werden, ist ihr Realitätsbezug und Objektivität in folgendem Sinne gegeben.
"Unabhängig von der menschlichen Arbeit gibt es keine Größeneinheiten; aber eben diese Größeneinheiten in ihrer materiellen Realisation lassen Eigenschaften anschaulich werden, die selbst unabhängig von der menschlichen Arbeit als objektive Möglichkeiten in der Wirklichkeit bestehen und unter adäquaten Bedingungen durch Naturvorgänge auch realisiert werden" (Ruben 1969b, S. 142).

  • Abstraktion und Konkretion in der Wissenschaft
Die Bildung von idealisierten Objekten und Größen geschieht durch unterschiedliche Formen der Abstraktion. Durch Abstraktion wird "ein gewisser Aspekt der Wirklichkeit von anderen, mit ihm verbundenen Aspekten getrennt ... und als Objekt der Betrachtung, der Untersuchung, der Erkenntnis ausgewählt ..." (Finelli 1999, S. 20). Welcher "gewisse Aspekt" wird ausgewählt?

  • Invariantes wird herausgehoben, von sich verändernden und - bei einer Menge untersuchter Objekte - unterschiedlichen Eigenschaften wird abstrahiert (Siegwart 1999, S. 27),
  • vom Besonderen wird zum Allgemeinen übergegangen,
  • die "für einen praktischen oder theoretischen Zweck wesentlichen Merkmale, Eigenschaften und Relationen" (Bönisch 1991, S. 29) werden herausgehoben.

Invariantes, Allgemeines und Wesentliches ist nun nicht unbedingt dasselbe - ich gehe jedoch aus Zeitgründen an dieser Stelle nicht weiter darauf ein. Das Wesentliche jedenfalls erfordert neben dem Herausfinden von (abstrakt-allgemeinem) Gemeinsamen auch das Festhalten des jeweils Besonderen - zielt also in Richtung des konkret-Allgemeinen.
In der Wissenschaft spielt nicht nur die Abstraktion eine Rolle - auch die Konkretion ist notwendig. Die Konkretion ist an mindestens drei Stellen anzutreffen:

  1. Konkretisierung auf Theorieebene:
  2. Wenn wir die jeweiligen Abstraktionen als historisch-konkrete wissenschaftliche Tätigkeiten betrachten, können wir vermeiden, sie absolut zu setzen. Die Quantentheorie verwendet andere Abstraktionen als die Netwonsche Physik. Jeder Versuch, sie über diese Theorien hinaus zu verallgemeinern, ist unangemessen.

  3. Eine Konkretisierung durch Bedingungsspezifizierung auf Gesetzesebene:
  4. Für die Physik ist eine Historisierung ihrer Ergebnisse untypisch, hier ist aber eine Konkretisierung über die Angabe der jeweiligen Wirkungsbedingungen der Gesetze im praktischen Umgang mit ihnen möglich. Nicht die abstrakte Formel für sich genommen, sondern das für bestimmte Bedingungen konkretisierbare Gesetz ist das Ziel wissenschaftlicher Erkenntnis. Damit nähern wir uns sofort dem, was in den Technikwissenschaften viel klarer als in der scheinbar "reinen" Physik deutlich wird: Das Ziel wissenschaftlicher Erkenntnis ist nicht einfach eine "Abbildung", sondern die Beherrschung komplexer Systeme. Die grundlegende Methode dabei ist das Aufsteigen vom Abstrakten zum theoretisch Konkreten durch Modellbildung (nach Richter, F., ).

  5. Konkretion im Experiment:

Im Experiment werden die vorher theoretisch gebildeten Größenarten mit der Natur zusammengebracht, die Natur reagiert, setzt ihren Widerstand, ihren Widerstreit entgegen. Insofern ist die Konkretion im Experiment ein "Einschluß des Widerstreits gegen die Natur" (Ruben 1969b, S. 168).
Diese Konkretion "wird aber im Rahmen der Physik nicht zum Gegenstand des Bewußtseins gemacht, weil ihr Resultat nur insofern von physikalischer Natur ist, als es die Möglichkeit sichert, äquivalente Wertepaare anzugeben" (Ruben 1969b, S. 168/169).

2.3.2. Stellung der Gesetze in Theorien - Gesetze als Erklärung

Die allgemeine Ergebnisform der Wissenschaft sind Theorien als "gesichertes Wissen" in einem "wissenschaftlichen Lehrgebäude" (Seiffert 1992, S. 368). Theorien unterscheiden sich z.B. von Modellen, die lediglich materielle oder ideelle Reproduktionen möglicher oder wirklicher Objekte mittels Analogien (Franz/Hager 1996, S. 613) sind. Modelle können Theoriecharakter besitzen: mit der Bezeichnung Modell wird jedoch i.a. gerade ausgedrückt, daß jeweils nur bestimmte Aspekte und Perspektiven berücksichtigt werden und nicht wie in der Theorie eine "Zusammenfassung wesentlicher Beziehungen und Gesetze in einem Gesetzessystem mit den entsprechenden Existenzbedingungen" (ebd.) eines Gegenstandsbereich gegeben wird.
"Sofern man irgendwelche Erscheinungen mit den Begriffen der Newtonschen Physik, nämlich Ort, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Masse, Kraft usw. beschreiben kann, so gelten auch die Newtonschen Gesetze in aller Strenge, und daran wird sich auch in den nächsten hunderttausend Jahren nichts geändert haben" (Heisenberg 1988, S.117).
Dies gilt natürlich nur für fest abgegrenzte Bereiche - für neue Bereiche werden neue Theorien gebraucht. Diese Bereichsbezogenheit zeigt sich auch in den jeweiligen Axiomensystemen und "erst bei einer solchen Axiomatik ist der Begriff "Naturgesetz" wirklich berechtigt..." (Heisenberg 1988, S. 120).
In dieser Axiomatik sind genau jene Objekte und Größen erfaßt, von denen wir oben gesprochen hatten.
Die Gesetze sind dann jene Aussagen, die mindestens allgemeine Beziehungen zwischen den Größen für die Objekten festhalten. Nicht alle allgemeinen Beziehungen in Form von Größengleichungen werden "Gesetze" genannt, es gäbe sonst für jeden Bereich sicher beliebig viele - sondern nur jene, die für diesen Bereich spezifisch, typisch, d.h. in diesem Sinne wesentlich sind. Die Kategorien "Gesetz" und "System" sind miteinander verbunden über spezifische Wesenszüge für die als System bezeichneten Bereiche der Welt. Gesetzmäßige Zusammenhänge kennzeichnen das Gebiet, das systemar zusammenhängt - für Systeme gelten spezifische gesetzmäßige Zusammenhänge, durch die sich von ihrer Umwelt unterscheiden.
Zu verstehen, welche Zusammenhänge als System verstandene Bereiche der Welt wesentlich kennzeichnen, ist das Ziel der neuzeitlichen Wissenschaft. Eine Erklärung zielt nicht auf das "Wesen" eines Einzelnen ab, auch nicht auf das Nachvollziehen von unendlichen Kausalketten über viele Systeme und Bereiche hinweg - sondern darauf, die einzelne Erscheinung in Bezug zu den wesentlichen Beziehungen in diesem Bereich zu setzen.
Die logische Struktur einer Erklärung wird heute meist nach dem Hempel-Oppenheimer-Schema verstanden: Eine Menge wissenschaftlicher Aussagen (u.a. Gesetzesaussagen) und mindestens eine singuläre Anfangsbedingung (oder Randbedingungen, oder gemessene Daten) führen gemeinsam als Prämisse zu dem Satz, der das zu erklärende Ereignis beschreibt (Küttner, Lenk 1992, S. 69). Die Zurückführung von Erscheinungen auf Gesetzesaussagen (für bestimmte Bedingungen) kennzeichnet wissenschaftliche Erklärungen als eine der wichtigsten Zielstellungen der Physik.

2.3.3. Physikalische Gesetze

Für physikalische Gesetze sind diese allgemeinen Aussagen erst einmal nicht selbstverständlich. Ich nenne erst einige Fassungen des Terminus "Gesetz":

  • Gesetz = jeder regelmäßig in der Natur eintretender Vorgang unter definierten Bedingungen (Helmholtz, S. 23)
  • Es "durchwaltet ein Rhythmus, eine dem leiblichen Auge unsichtbare Regelmäßigkeit zwischen den Naturerscheinungen die Welt, die nur durch die Analyse sichtbar wird und die wir physikalische Gesetze nennen" (Feynman, S. 19).
  • Naturgesetz = "eine mit genügender Sicherheit festgestellte Regelmäßigkeit im Erscheinungsablauf, sofern sie als notwendig im Sinne des oben genannten Postulats (gemeint ist das Kausalitätspostulat: "daß ein jeder Naturvorgang absolut und quantitativ determiniert ist mindestens durch die Gesamtheit der Umstände oder physischen Bedingungen bei seinem Eintreten") gedacht wird." (Schrödinger 1920, S. 10).
  • Wir können Folgen von Tatsachen und Beobachtungsdaten durch Abkürzungen (algorithmische Kompression) ersetzen, die denselben Informationsgehalt haben (Barrow, S. 254).

Regelmäßigkeit ist ein allgemeines Kennzeichen der Gesetze. Damit ist noch nicht klar, ob diese Regelmäßigkeit den Naturprozessen selbst zukommt, oder nur durch unsere Verstandestätigkeit erzeugt wird. Regeln werden fast synonym mit dem Terminus Gesetz verwendet - der wichtige Unterschied besteht jedoch darin, daß Regeln Ausnahmen besitzen können, Gesetze aber nicht (Hoffmeister, S. 519). In der Wissenschaft interessieren uns jedoch nur jene Regelmäßigkeiten, die ohne Ausnahme stattfinden.
Dadurch unterscheiden sich auch wissenschaftliche Erkenntnisse von z.B. astrologischen Vermutungen. Während z.B. physikalische Erkenntnisse in Gleichungsform als "stets gilt A=B" dargestellt werden können, unterscheidet Macke davon die Astrologie, in der gilt: "gelegentlich ist A=B".
"Während ... der Satz "stets ist A=B" unbeweisbar, aber gegebenenfalls widerlegbar ist, sind die... Aussagen "gelegentlich ist A=B" gegebenenfalls beweisbar, aber unwiderlegbar (und daher leider aus unausrottbar)" (Macke 1964, S. XIX).

    Gesetze sind also in erster Näherung: Regeln ohne Ausnahme.

Mit philosophischen Worten: Die Gesetzesaussage ist eine Aussage über eine Gesamtheit von Variablen (Allaussage). Die Objekte sind die Variablen - und die Aussagefunktion beinhaltet die Geltung einer Größengleichung (Z(x)) für bestimmte Bedingungen (W(x)).

    Physikalische Gesetzesaussagen können in folgende logische Form gebracht werden (Meybaum 1968; Röseberg 1975, S. 162,): " (x) [ W(x) ® Z(x) ]

mit: x: Variable: Objekt aus dem Gültigkeitsbereich, W(x) als Komplex der Begleit- und Wirkungsbedingungen und der Aussage: "Wenn die Bedingungen W gelten, gelten auch die Gesetzesaussagen Z".
Das Ohmsche Gesetz lautet dann z.B.: Für jedes x gilt, wenn x ein homogener Leiter ist (W(x)), dann genügt x der Ohmschen Beziehung (Z(x)). Dabei ist Z(x) ist eine physikalische Beziehung, enthält logische und mathematische Ausdrücke sowie physikalische Größen G(x,a) – mit: Variable x, Menge a über Zahlenmenge, a(t): zeitabhängige Funktion. Eine eventuelle zeitliche Änderung dieser physikalischen Größe kann enthalten sein als G(x,a(t)).

    Die Gesetzesaussage ist deshalb immer an die Angabe ihrer Wirkungsbedingungen gebunden!

Unter dieser Voraussetzung können wir einige Charakteristika von Gesetzen gegenüber anderen Aussagen genauer diskutieren.

2.4. Gesetzescharakter physikalischer Beziehungen

Die physikalischen Gesetze dienen uns im Folgenden nur als Beleg für allgemeine Kennzeichen der Kategorie "Gesetz".

2.4.1. Allgemeinheit

2.4.1.1. Gesetzesaussagen als Allaussagen

Gesetzesaussagen sagen mithin etwas Allgemeines – nur was ist das Allgemeine? Was bedeutet es, etwas Allgemeines zu kennen? Der historische Universalienstreit drehte sich um die Befürchtung, daß das Allgemeine dem Einzelnen aufgeherrscht wird. Eine ähnliche Angst steckt heutzutage hinter dem Vermeiden der Anerkennung objektiver Gesetze – besonders für die Gesellschaft.
Wissenschaftliche Erkenntnis war schon immer darauf gerichtet, eine Ordnung in der Vielfalt zu entdecken. Das gemeinsame Wesen der mannigfaltigen Dinge wurde einst in einem einheitlichen Urprinzip vermutet. Noch heute wird oft angenommen, wissenschaftliche Arbeit sei "Verallgemeinerung" im Sinne des Findens von Ordnungsschemata.
Der Grad an Allgemeinheit adelt oft das Wissenschaftliche, wie eine frühere Kritik an der Biologie zeigt:
"Die Biologie hat in ihrer Begrifflichkeit noch keinen so hohen Grad an Allgemeingültigkeit erreicht wie die Physik. Insofern ist sie noch keine vollgültige Wissenschaft" (Barber, zit. in Lewontin, S. 121).
Heute bezieht sich das Allgemeine der Wissenschaft nicht mehr auf bloße Gattungsgemeinsamkeiten. Das Ziel der Erkenntnis erfaßt heute das Allgemeine in Form von wissenschaftlichen Gesetzen. Als Aussagen bilden sie All-Aussagen, in der Realität liegt ihnen das Allgemeine eines Wirkungszusammenhangs (Bloch 1936-37/1985, S. 46) zugrunde.
Damit wird auch dem Ergebnis des Universalienstreites entsprochen, bei dem Abälard das Hin und Her der Priorität von Einzelnem oder Allgemeinem aufhob durch eine neue Bestimmung der Allgemeinheit:

    Nur dem Allgemeinen als Zusammenhang in der Welt, nicht als Gattung über dem Mannigfaltigen kommt Objektivität zu.

Das Allgemeine entsteht deshalb auch nicht erst im Denken, die Dinge selbst existieren nur durch ihre gegenseitige Bewirktheit und wechselseitige Abhängigkeit – die eine objektive Allgemeinheit darstellt (Ruben 1969a, S. 246).
Derartige Zusammenhänge sind jedoch nicht, wie in spirituellen bzw. esoterischen Denken dargestellt, ein unentwirrbares Netz - sondern bilden selbst relativ voneinander abgegrenzte Bereiche. Die physikalischen Wechselwirkungsarten unterscheiden sich - in der kosmologischen Gegenwart - durchaus prägnant durch ihre Reichweite und Stärke. Es existieren systemare Einheiten, für die jeweils unterscheidbare wesentliche, d.h. typische und spezifische Zusammenhangsformen dominieren. Diese Zusammenhänge bilden die Grundlage für Gesetzesaussagen. Ich wiederhole mit dieser Begründung das schon oben Ausgesagte:
    Eine Gesetzesaussage ist immer an die Angabe ihrer Wirkungsbedingungen gebunden!

2.4.1.2. Abstrakte oder konkrete Allgemeinheit?

Aus der Sicht der Ergebnisse erscheint die Wissenschaft als (abstraktes) Theoriensystem. Ihre Begriffe geraten in Gefahr, sich von ihrer Entstehung zu lösen, sich zu verselbständigen. Wenn Abstrakta materialisiert und Relationen zu Objekten gemacht werden (Wechselwirkung zu Kraft, wechselseitige Veränderlichkeit zum Zeitbegriff...), verschwindet das besondere Konkrete hinter den Abstrakta.


Einzelnes

Abstrakt-Allgemeines subsumiert das Einzelne unter sich und löscht seine Qualitäten damit aus (siehe auch Schlemm 1996). Das so betrachtete Ganze ist lediglich die "Summe seiner Teile". "Alle Kühe werden schwarz" (Hegel 1807/1988, S. 13).


Abstrakt-
Allgemeines

Besonders die Gesellschaftswissenschaft scheint sich durch die Methode der Abstraktion sehr vom konkreten Leben zu entfernen:
"Mit anderen Worten: wir werfen dem zeitgenössischen Marxismus vor, daß er alle konkreten Bestimmtheiten des menschlichen Lebens dem Zufall zuschreibt und für die historische Totalisierung nicht mehr als das schiere Gerippe abstrakter Allgemeinheit übrigbehält" (Sartre 1964, S.68).
Diese Klassenbildung, das Zusammenfassungen unter Gattungen ist jedoch nur eine (notwendige) Phase in der wissenschaftlichen Arbeit. Das Ziel besteht nicht in einer Faktenverallgemeinerung, sondern der Bildung von Gesetzen, die in Kröbers Bezeichnung als "spezifisch-allgemeine" (Kröber 1968 Aussagen auch auf die Erkenntnis des jeweils spezifischen, d.h. konkreten Wesens abzielen.

numerisch-allgemeine
Faktenverallgemeinerungen

Gesetze
spezifisch-allgemeine Aussagen

Beruht auf allgemeinen (gleichartigen) Eigenschaften der Objekte einer Klasse. Zwischen Zugehörigkeit des Objekts zur Klasse und der Eigenschaft muß kein notwendiger, wesentlicher und damit gesetzmäßiger Zusammenhang bestehen.

 

= Allaussage über eine notwendige und wesentliche Eigenschaft der Elemente einer potentiell unendlichen Klasse von Objekten, die bestimmten Bedingungen genügen (Kröber 1968, S. 182)

  • bezieht sich: auf aktual existierende Objekte
  • bezieht sich: auf Klasse aller möglichen Objekte

 

  • wird extensional bestimmt (als Summe der aktual existierenden Objekte)
  • wird intensional, durch Angabe eines bestimmten Bedingungskomplexes, bestimmt

 

Das Ergebnis der Wissenschaften zeigt Allgemeines in abstrakter Form. Die mathematisch formulierte Gesetzesaussage ist abstrakt-allgemein – wenn man sie a) von ihrer Entstehung in konkreter wissenschaftlicher Arbeit trennt und b) die Bindung der Verwirklichung der abstrakt gegebenen Möglichkeiten an die konkrete Bedingtheit übersieht. Das Konkrete wird auch oft durch die Trennung von (eher abstrakt-theoretisch orientierter) Grundlagenwissenschaft und technisch-konkreter Anwendungswissenschaft aus der "reinen" Wissenschaft ausgelagert. Demgegenüber zeigt nur eine prozessuale, tätigkeitsbezogene Sicht auf die Wissenschaft, daß auch hier das Konkret-Allgemeine das Ziel ist und nicht das Abstrakte.

    Für das Gesetz ist das konkret-Allgemeine bestimmend, nicht das abstrakt-Allgemeine.

Abstrakt-Allgemeines

Konkret-Allgemeines

durch Abstraktion der die unmittelbare Einheit reproduzierenden, stationären oder in sich zurücklaufenden Bewegung

Erkenntnis der Entwicklung, in der das Moment der konkreten Formbestimmtheit, der qualitativen Veränderung über die stationäre Bewegung übergreift.

Äquivalenter Mitteltausch,

z.B. die lebendige und vergegenst. Arbeit brauchen sich und tauschen sich aus... , sind Mittel füereinander, äußerlich aufeinanderbezogen ,

Elemente beziehen sich aufeinander als gleiche

Beziehung als Widerspruch mit Dominante: welcher der Momente allen anderen ihren Platz anweist, über die anderen übergreift und diesen ihre konkrete Formbestimmtheit verleiht (S. 129): Produktion ist Ausgangspunkt

Subsumtion des Besonderen unter das Allgemeine: Subsysteme wie Teile zum Ganzen, Gesamtzusammenhang als System, aber nicht als Totalität bestimmt

Vermittlung von Besonderem und Allgemeinem in einer Beziehung der Dominanz

Das konkret-Allgemeine hebt nicht die Besonderheiten seiner Momente auf, sondern ist eine "reiche Totalität von vielen Bestimmungen und Beziehungen" (Marx). Statt eines einfarbigen "Einheitsbreis" liefert uns der Übergang zur Totalität des Konkret-Allgemeinen die (konkret-)inhaltliche Bestimmungen der Wechselwirkungen im Gemeinsamen. In der Physik läßt sich das schwieriger zeigen, als für die Gesellschaftswissenschaften. Physik läßt sich auf der Basis einer fertigen Theorie notfalls auch mit einer abstrakten Sicht betreiben - allerdings fällt bereits die Beachtung der Gültigkeitsgrenzen unter die Rückbindung ans Konkrete. Aber auch in der Theorie werden die sich bewegenden Körper nicht als Einzelne betrachtet, denen die Bewegung von außen zugeführt wird. Durch den Kraftbegriff wird den Körpern selbst eine Wirkungsfähigkeit unterstellt, so daß der Gegenstand der Physik nicht die einzelnen Körper, sondern ihre konkrete Beziehungen sind. Während in den Lehrbüchern i.a. nur jeweils eine einzelne Bewegungsform abgehandelt wird, besteht die konkrete Arbeit des Physikers darin, für seinen Objektbereich die verschiedensten, qualitativ unterschiedlichsten Wirkungsbeziehungen zu untersuchen. Im Plasma werden dann z.B. freie Elektronen, Ionen, Neutralteilchen in gasartiger oder fluider Mischung bei verschiedenen Elektronenenergien untersucht. Die Kenngrößen wie Ionisierungsgrad, Temperaturen, Geschwindigkeitsverteilungsfiunktion, kinetische und Ratenkoeffizienten werden genau so gebildet, daß die Eigenschaften des Plasmas bestimmt werden können. Entweder zur Herstellung technischer Plasmen oder für das Verständnis kosmischer Phänomene. Immerhin bestehen 99% der kosmischen Materie aus Plasmen! Vielleicht ist die Klassische Mechanik gar nicht das geeignetste Paradigma, um zu verstehen, daß in der Physik durchaus der Goetheschen Aussage Rechnung getragen wird:
"Wenn wir einen Gegenstand in allen seinen Teilen übersehen, recht fassen und ihn im Geiste wieder hervorbringen können; so dürfen wir sagen, daß wir ihn im eigentlichen Sinne und im höhern Sinne anschauen, daß er uns angehöre, daß wir darüber eine gewisse Herrschaft erlangen" (Goethe 1893/1977, S. 24).

2.4.1.3. Notwendigkeit

Notwendigkeit, Determinismus, Kausalität und Gesetzlichkeit werden oft nicht ausreichend voneinander unterschieden. Eine Beziehung ist dann notwendig, wenn durch die Beziehung ein Phänomen eindeutig durch anderes bestimmt wird (Kröber 1976a, S. 882). Dies ist aber nur dann der Fall, wenn diese bestimmenden Faktoren eine realisierte Gesamtheit von Bedingungen darstellen (Hörz 1996 b, S. 665). Angesichts der Prozessualität aller Phänomene ist eine vollständige Bedingungsgesamtheit immer nur im Nachhinein feststellbar – im Verlaufe des Prozesses verändern sich Bedingungen laufend und sind nicht "gegeben". Deshalb gibt es keine realen notwendigen Beziehungen zwischen einander zeitlich folgenden Zuständen (Zeitabläufe sind inhaltlich durch Veränderungen (also auch von inneren und äußeren Bedingungsänderungen) bestimmt – nur abstrakt kann Zeit ohne Veränderung "dahingehen".).
In Gesetzesaussagen werden die jeweiligen Objekte und Größen allerdings so gebildet, daß zeitliche Bedingungsänderungen - innerhalb des Rahmens der durch das Wesen gekennzeichneten Grundqualität der Objekte - keine Rolle spielen. Überschreiten sie in realen Systemen das Maß dieser Grundqualität - gelten für diese Systembereiche neue Gesetze. Zum Thema Historizität und Gesetzmäßigkeit aber später mehr.
Notwendigkeit kann nicht mit Kausalität identifiziert werden, denn es gibt auch notwendige Beziehungen, z.B. Strukturbeziehungen ("Gleichseitige Dreiecke sind auch gleichwinklig"), die nicht in einem Ursache-Wirkungs- also einem Kausalverhältnis stehen.
Konkret-allgemeine, also das Wesen betreffende, Gesetzeszusammenhänge kommen der betreffenden Klasse von Objekten nicht zufälligerweise, sondern mit Notwendigkeit zu
" (vgl. auch Röseberg 1975, S. 9). Dies bestätigt unsere obige Kennzeichnung der Gesetze als "Regeln ohne Ausnahme" und bedeutet, daß sie "reproduzierbar unter gleichen wesentlichen Bedingungen" (Hörz) sind. Dadurch ist die für Gesetze geforderte Allgemeinheit mit Notwendigkeit verbunden.

2.4.2. Wesentlichkeit

Die einfachsten Bestimmungen des Wesens beziehen sich auf die grundlegenden Qualitäten der Erscheinungen, die man untersucht. "Wesentlich" wird synonym mit "den Charakter bestimmend" (Röseberg 1975, S. 9), als "So-Sein im Unterschied zum Dasein, Bestimmtheit, Eigenart, wovon alle anderen Eigenschaften abhängen, das Bleibende, Beharrliche" (Hoffmeister, S. 668) verwendet.
Je nachdem, welches Objekt betrachtet wird, sind unterschiedliche Wesenszüge erkennbar. Nehmen wir als Erscheinungen die verwickelten Bahnen der Planeten am Himmel, so kennen wir verschiedene Ordnungen von Wesen und Gesetz. Die Keplerschen Gesetze decken das Wesen der Planetenbewegung auf. Die Newtonsche Mechanik kann hinter der besonderen Gestalt der Planetenbahnen die universelle Gravitation nachweisen. Und die Relativitätstheorie konstatiert einen Zusammenhang von Materie, Bewegung, Raum-Zeit und Gravitation (Kröber 1976b, S. 1298). Keine dieser Wesensbestimmungen wird durch die jeweils anderen "falsch" - oder wird beliebig, sondern ist jeweils nur in Bezug auf konkrete Bereichsfestlegungen bezogen.
Daß das Wesen zeitlos ist, bedeutet, daß für ihr Verständnis die widersprüchliche Bewegung, also die verändernde Zeit, analytisch ausgeschlossen wird (dies geschieht mit einer geeigneten Festlegung der Objekte und Größen). Deshalb wird auch eine mathematische (logisch widerspruchsfreie) Darstellung ermöglicht. Dies konstituiert natürlich eine andere Art von "Wesen" als die aristotelische substanziell begründete Wesensvorstellung. Trotz der damit verbundenen Quantisierung geht das Wesentliche nicht unbedingt verloren - auch Bloch spricht für Galilei von einer "wesenhaft quantitativen" Erkenntnis (Bloch 1977, S. 268). Denn die quantitativen Relationen sind immer Relationen "von etwas", und dies wird primär qualitativ bestimmt. Ich möchte an die Plasmaphysik erinnern: Hier ist jede einzelne Formel eingebettet in eine qualitative Diskussion der möglicherweise auftretenden physikalischen Prozesse und quantitative Berechnungen wiederum sind unabdingbar für Aussagen darüber, welche qualitativ bestimmten Prozesse in welcher Weise wechselwirken.
Setzen wir das Wesentliche in Bezug zu den oben schon diskutierten Bestimmungen Allgemeinheit und Notwendigkeit, so zeigt sich, daß es Entsprechungen gibt: Das konkret-Allgemeine ist gleichermaßen das Wesentliche, wie auch die Einheit des Allgemeinen und des Notwendigen als " Gesamtheit der allgemeinen, invarianten Bestimmungen eines Dinges, Prozesse usw., die diesem notwendigerweise zukommen" (Kröber 1976b, S. 1295).

2.4.3. Objektivität

Nachdem wir einige Bestimmungen der Kategorie "Gesetz" gefunden haben, können wir fragen, wie es mit der Objektivität dieser Bestimmungen und des Gesetzes steht. Für die oben zitierten Physiker ist ein realistischer Standpunkt deutlich herauszuhören. Helmholtz sprach von einem "regelmäßig in der Natur eintretenden Vorgang", Feynman von einem "Rhythmus.... einer Regelmäßigkeit zwischen den Naturerscheinungen der Welt." Auch Goethe, der ja manchmal als Zeuge einer nicht-newtonschen Naturbetrachtung verwendet wird, hält sich an etwas Gewisses: die Regelmäßigkeit des Naturgeschehens:
"Bei dieser, wie man sieht höchst komplizierten (der Witterungsprobleme, A.S.) Sache glauben wir daher ganz richtig zu verfahren, daß wir uns erst am Gewissensten halten; dies ist nun dasjenige, was in der Erscheinung in gleichmäßigem Bezug sich öfters wiederholt und auf eine ewige Regel hindeutet" (Goethe 1833/1977, S. 245).
Dieser Satz steht unter der Zwischenüberschrift: "Anerkennung des Gesetzlichen".
Demgegenüber formuliert Barrow eine denkökonomische Sicht, bei der es nur um eine algorithmische Kompression der Informationen gehen soll.
Im Sinne der Anerkennung des Gesetzes als Regelmäßigkeit wird wohl meist zugegeben, daß diese real vorhanden ist und nicht nur von unserem Verstand in die Welt getragen wird - die konkrete wissenschaftliche, mathematisch fomulierte Gesetzesaussage jedoch kann höchstens im platonischen Sinne objektiv existieren.
Ziemlich eindeutig ist die Antwort, wenn wir den Begriff der Objektivität auf die "Unabhängigkeit vom einzelnen Subjekt" beziehen. Hier ist schon durch den Anspruch der Allgemeingültigkeit eine Objektivität gegeben.
Wird jedoch etwas grundlegender nach dem Charakter der Objektivität im Sinne des Realismus gefragt, muß die Antwort differenzierter ausfallen.
Wir müssen hier deutlich unterscheiden zwischen dem, was "da draußen" an möglicherweise gesetzmäßigen Beziehungen existiert und den von uns im wissenschaftlichen Erkenntnisprozeß gebildeten Gesetzesaussagen.
Diese Gesetzesaussagen besitzen Elemente, die wir eindeutig erst im Erkenntnisprozeß erzeugt haben, wie idealisierte Objekte als Voraussetzung der Bildung von physikalischen Größen, d.h. von Abstrakta.
Die dies betonende kulturalistischen Wissenschaftstheorie spricht deshalb lediglich von "sogenannten" Naturgesetzen (Janich) oder "Apparategesetzen". Trotzdem begründet sie lt. Weingarten keinen Kulturrelativismus, da die Natur dem Handeln der Menschen Widerstand entgegensetzt (vgl. Weingarten 1998, S. 175).
Daß es Gesetzesaussagen objektiv real gibt, ist unbestritten. Aber was entspricht ihnen "da draußen" in der Welt?
Da die Gesetzesaussage i.a. als besondere Form einer Allaussage betrachtet wird, wäre das reale Korrelat ein "reales Allgemeines". Ob dieses wirklich existiert, ist eine alte, umstrittene Frage in der Philosophiegeschichte. Wir hatten den Universalienstreit im Punkt 2.4.1.1. kurz erwähnt.
Im Mittelpunkt stand in diesen Disputen die Frage nach dem Verhältnis von Einzelnem und Allgemeinem. Aristoteles hatte einen allgemeinen Gattungsbegriffen entwickelt und gefragt, "ob die Geschlechter und die Arten in sich selber subsistieren, also reale Substanz haben, oder ob sie bloß in Intellekten gesetzt sind" (Boethius-Übersetzung von Aristoteles, zit. nach Bloch 1977, S. 68). Solch Allgemeinem wie Gott wurde in der Folgezeit selbstverständlich Existenz zugesprochen. Demgegenüber behauptete Roscellin (1050-1125), daß die Allgemeinbegriffe nur flatus vocis (Blähungen der Stimme) seien. Alles Gemeinsame und Zusammenhängende sei nur Schein. Anselm von Canterbury (1033 - 1109) setzte dagegen, daß die Allgemeinbegriffe das einzig Reale seien. Alle Vielheiten sind bloß Teilnehmungen an ihnen. Jetzt haben wir ein Patt. Das kann aufgelöst werden, wie es auch von Abälard (1079 - 1142) tat, wenn man nicht mehr nur - wie Aristoteles - Gattungen als etwas Allgemeines betrachtet – sondern in Zusammenhängen ebenfalls etwas Allgemeines sieht. Dann kann unterscheiden: Während die Gattung (genus) nicht real ist, sind Zusammenhänge (status) durchaus real.
    Dementsprechend können wir real existierende Zusammenhänge als reales Allgemeines betrachten. Dieses Allgemeine steht dann nicht über dem Einzelnen, sondern wird in den Dingen und ihrem Verhalten selbst realisiert.
Wenn man nominalistisch nur von der Existenz von Einzelnem ausgeht, entsteht natürlich ein Induktionsproblem auf dem Weg zum Allgemeinen. Umfassende Zusammenhangsstrukturen sind nicht direkt wahrnehmbar. Trotzdem drängen sie sich dem modernen Weltbild zunehmend auf. Nahezu alle Einzelwissenschaften betonen Prozesse gegenüber statischen Strukturen. Es werden nicht mehr "Dinge", sondern Wechselwirkungen als Gegenstand der Erkenntnis untersucht. Besonders "zwischen" den einzelnen Wissenschaften spinnen "ganzheitliche" und systemtheoretische Konzepte ihre umfassenden Konzepte. Das Allgemeine in Form von Komplexität und Entwicklungszusammenhängen wird immer mehr zum eigentlichen Gegenstand der Forschung.
Auch von der Bestimmung des Wesentlichen ausgehend läßt sich die Objektivitätsfrage diskutieren. Es geht um das "Schwanken, ob das, was für das Erkennen das Wesentliche und Notwendige sei, es auch an den Dingen sei." (1807/1988, S. 167). Hegel antwortet bejahend, denn die Gegenstände sind selbst "so beschaffen..., daß sie eine Wesentlichkeit oder ein Führsichsein an ihnen haben" (1807/1988, S. 168). Ein Gesetz ist "das ruhige Abbild der existierenden oder erscheinende Welt ... und die existierende Welt ist selbst das Reich der Gesetze..." (1814/1986,. S. 154).

Auch wenn die Gesetze, die umfassenden Zusammenhangsstrukturen der Welt nicht direkt sichtbar sind, z.B. hinter der Vereinzelung scheinbar verschwinden (wie z.B. in der Gesellschaft), gibt es "kein Wesen, das prinzipiell nicht zur Erscheinung zu bringen wäre" (Wahsner 1981, S. 153). Dies zu tun, ist gerade die trickreiche Aufgabe der Wissenschaft.
"Im wissenschaftlichen Experiment wird immer vorausgesetzt, daß man unter gleichen wesentlichen Bedingungen gleiche Resultate erzielt. Das bedeutet, daß man an verschiedenen Orten und zu verschiedenen Zeiten unter bestimmten Voraussetzungen gleiche experimentelle Ergebnisse bekommen muß. So etwas ist nur dann möglich, wenn in den steten Veränderungen in der objektiven Realität auch relativ Unveränderliches vorhanden ist, wenn es in der Vielfalt der objektiven Zusammenhänge mit den Gesetzen allgemein-notwendige und wesentliche Zusammenhänge gibt" (Röseberg 1982, S. 76).
Dieses relativ Unveränderliche ist selbst nichts Absolutes, sondern ist ein Komplex jeweils umfassender Bewegungs- und Entwicklungszusammenhänge für das Betrachtete.
Das Objektive besteht also bei unserer Fragestellung gar nicht darin, ob die einzelnen Elemente der Gesetzesaussage, wie physikalische Größen "objektiv real" existieren. Wir kommen der Antwort auf die Frage nach der Objektivität nur näher, wenn wir nicht die einzelnen Dinge in den Mittelpunkt stellen, sondern den Gesamtzusammenhang: "Es geht nicht um die Existenz von Dingen, sondern die objektive Gültigkeit von Relationen" (Cassirer 1937, S. 293).
"Die wahre physikalische "Objektivität" aber ist dadurch nicht vermindert, sondern vermehrt; denn sie kann von Anfang an nicht in der Richtung auf den "naiven" Dingbegriff, sondern sie muß in der Richtung auf den kritischen Gesetzesbegriff hin gesucht werden" (Cassirer 1937, S. 293; Hervorhebung v. A.S.).
Letztendlich geht der "Realismus der Dinge" über in einen "Realismus der Gesetze" (Bachelard 1980, S. 41). Wir erinnern hier aber daran, daß die Gesetze nicht über den Dingen stehen, sondern nur als eine Form ihrer Zusammenhänge selbst zu verstehen sind. Objektive Gesetze stellen selbst "objektiv-reale Bedingungszusammenhänge zwischen Prozessen" (Bloch 1959/1985, S. 780) dar.
Damit haben wir eine "Objektivät höherer Ordnung", für die Hegel gegenüber der Sphäre des Seins die Sphäre des Wesens unterschied.
Diese Bewegungszusammenhänge existieren auch ohne ihre Erkenntnis durch Menschen. Beim Erkennen werden sie nicht "an sich" erkannt, sondern nur innerhalb der (wiederum objektiv-zusammenhängenden!) gesellschaftlichen Tätigkeit. Es ist wichtig, diese beiden Bereiche der Objektivität zu unterscheiden.
Eine weitere Differenzierung darf nicht außer Acht gelassen werden:

    Die von mit "objektive Gesetze" genannten Entitäten sind keine konkreten Prozesse, etwa kausale Ursache-Wirkungs-Abfolgen, sondern stellen objektive, allgemein-notwendige und wesentliche Zusammenhänge in der realen Welt dar.

Konkrete Prozesse werden nie von nur einem Gesetz bestimmt, sondern laufen in einer Vielfalt objektiver Gesetzes-Zusammenhänge ab. Schon deshalb können "Gesetz" und "Kausalität" nicht als Synonyme verstanden werden.

3. Spezielle Fragestellungen

Wir werden die in Punkt 1. angesprochenen Fragen (Freiheitsproblem) prinzipiell nicht aus der Physik heraus beantworten können. Auch wenn wir im physikalischen Gesetz bereits die Kategorie "Möglichkeit" finden, sagt das noch gar nichts über die Spezifik der Möglichkeit menschlicher Freiheit aus. Sie ist jedoch unabdingbar für ein angemessenes Verständnis dessen, was unserem freien Tun aus dem materialen Grund her entgegenkommt und wie unser Verhältnis diesem gegenüber gestaltet werden kann.

3.1. Möglichkeiten im Gesetz

Die "Wenn... dann"-Aussage eines Gesetzes bestimmt gerade das "Wenn" als Möglichkeit und legt es nicht fest. Gesetzesaussagen, die etwas über reale Möglichkeiten – unter bestimmten Bedingungen - aussagen, "gelten" auch, wenn die Bedingungen gerade nicht gegeben sind (sie sind deshalb auch "ahistorisch"). Die jeweiligen Zusammenhänge selbst existieren (objektiv-real) nur, wenn auch ihre Wirkungsbedingungen existieren.
P. Janich unterscheidet in Ritter (1971, S. 531) beschreibende und erklärende physikalische Gesetze. Auch die nur beschreibenden Aussagen, wie das Fallgesetz, werden nur in verallgemeinerter Form als Gesetz bezeichnet. Gesetze machen also keine Aussagen über konkrete Ereignisse - sondern beziehen sich auf jeweils alle Gegenstände mit festgelegter Bestimmung (idealisierte Objekte und abstrahierter Größen) und Bedingungsfestlegung. Sie geben also nur einen Möglichkeitsrahmen für je einzelnes Verhalten.
Oft beziehen sich Wissenschaftskritiken auf die "Abstraktheit" der Wissenschaft. Wäre Wissenschaft aber nicht abstrakt, könnte sie lediglich ein Abbild des Wirklichen sein - im mechanisch-materialistischen Sinne. "So ist die Welt. Punkt". Menschliches Erkennen distanziert sich jedoch vom unmittelbar "Gegebenen" und verdoppelt es nicht etwa, sondern widerspiegelt es in der für menschliche Praxis relevanten Form. Sie sucht nach Möglichkeiten, die Welt zu verändern. "So ist die Welt - so kann sie geändert werden." Für die Praxis ist es weniger wichtig, zu beschreiben wie genau welches Ereignis abläuft, sondern auf welcher allgemeineren Grundlage dies geschieht, was das einzelne Ereignis über das in der Natur überhaupt Mögliche oder Unmögliche aussagen kann. Das Mögliche ist aber jeweils etwas Abstraktes. Eine Ebene des Abstrakten ist die Mathematik. Die mathematischen Möglichkeiten entsprechen aber nicht den physikalischen. In der Physik geht es darum, die wirklich möglichen Beziehungsrelationen zu finden - die jeweils von konkreten Bedingungen abhängen.
Physikalische Erkenntnis testet in Experimenten die Spielräume maximal aus und ist dann in der Lage, jeweils genauere Eingrenzungen der Möglichkeitsfelder anzugeben, die Bedingungen für Zusammenhänge genauer zu bestimmen. Einerseits wird damit zwar nie die gesamte unerschöpfliche Vielfalt der Wirklichkeit ausgeschöpft, aber andererseits werden die erkundeten Möglichkeiten der Natur dadurch gleichzeitig zur Grundlage für menschliche Praxis.

    Die Aufgabe der Wissenschaft besteht demnach darin, Möglichkeitsfelder theoretisch begründen (am Beispiel Geowissenschaft, Richter, F., 1988, S. 25).

Wie bekannt ist, ergeben sich aus Aussagen über das Sein und das mögliche Sein noch lange keine Aussagen darüber, was sein soll.

3.2. Statistische Gesetze

Ausführlich zum Statistischen Gesetz

Diese obigen Aussagen relativeren falsch verstandene Determinismen bereits. Es kann schon lange nicht mehr angenommen werden, daß Gesetze Prozesse eindeutig determinieren würden.

Es waren Physiker, die zuerst unterschieden zwischen dynamischen und statistischen Gesetzen. Max Planck unterschied das dynamische Gesetz, für das er eine eindeutige Abhängigkeit zwischen gegenwärtigen und zukünftigen Zuständen annahm vom statistischen Gesetz, bei dem die Abhängigkeit nur über Wahrscheinlichkeiten verknüpft sei.

Dynamische Gesetze

Die Klassische Mechanik ist ein Bereich, in dem die Gesetze typischerweise dynamisch interpretiert werden.

Das dynamische Gesetz beruht auf der klassischen Bewegungsvorstellung, die u.a. voraussetzt (ausführlicher siehe Röseberg 1975, S. 72):

  • daß die Bewegungsgrößen prinzipiell exakt meßbar sind und
  • die berechnete Trajektorie des Massenpunktes der realen Bahn des Körpers entspricht.

Das 2. Newtonsche Grundgesetz [ d/dt ( mv) = F ] ist dann als dynamisches Gesetz zu verstehen: Die Gleichung beschreibt eine unendliche Vielfalt möglicher Bahnen. Fügen wir konkrete Anfangsbedingungen hinzu, gibt es genau eine Möglichkeit für das Verhalten der Objekte und Prozesse, die notwendig verwirklicht wird. Zufälle wirken sich hier nur als Störfaktoren aus.

Dies führt zum Gesetz in seiner dynamischen Form:

Es ist ein "allgemein-notwendiger und wesentlicher Zusammenhang, wobei eine Möglichkeit sich notwendig verwirklicht" (Hörz 1974, S. S. 365).

Dies mag redundant klingen. Wenn eine Möglichkeit sich notwendigerweise verwirklicht, ist sie halt eine Notwendigkeit. Diese Reduktion kennzeichnet z.B. den Mechanizismus. Die Bestimmung des dynamischen Gesetzes in dieser Form eröffnet die Möglichkeit, einen differenzierteren Gesetzesbegriff zu entwickeln.
Die dynamische Gesetzesform erfaßt die Verhaltensmöglichkeiten von Gegenständen auf einem bestimmten Strukturniveau und Einflüsse aus anderen Strukturniveaus fallen unter die eben genannten unwesentlichen Zufälligkeiten.

Statistik - Zufälle werden wesentlich

Die Klassische Mechanik wäre auch statistisch interpretierbar, wie Max Born zeigte (nach Röseberg 1975). Er nahm statistische Verteilungen für die Anfangswerte an, so daß seine Größen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten, keine exakten Koordinaten wurden. Die Störeinflüsse, die vorher als unspezifische betrachtet wurden, wurden hier zu spezifischen Wirkungsbedingungen. Dadurch wird das Augenmerk darauf gelenkt, daß die Verteilungen nur dann gegen scharfe Werte gehen, wenn die Anfangsverteilungen dr und dv "genügend klein" sind. Der Zustand wird nicht durch exakte Werte sondern durch eine Wahrscheinlichkeitsverteilung bestimmt. Einzelne Meßgrößen ergeben sich aus einer Folge von Messungen (eines Zustandes).
Boltzmann führte mit der Entropiedefinition in Proportionalität zur thermodynamischen Wahrscheinlichkeit [S = k ln w] eine neue Art von Grundgrößen ein, die auch eine neue Form von Gesetzmäßigkeit zumindest für die kinetische Gastheorie impliziert. Schrödinger fragt – in Anschluß an Exner - sogar: "Es ist sehr wohl möglich, daß die Naturgesetze samt und sonders statistischen Charakter haben" (Schrödinger 1922, S. 16).
"Das philosophische Interesse an den Begründungsversuchen der statistischen Physik beruht u.a. wesentlich darauf, daß in dieser Theorie der Zusammenhang zweier objektiv unterschiedener materieller Strukturniveaus (Atome, Moleküle und Makroobjekte) einzelwissenschaftlich abgebildet ist, was im Hinblick auf die analoge Fragestellungen für wesentlich komplexere Systeme (Lebewesen, Gesellschaftssysteme u.a.) von Bedeutung ist." (Röseberg 1975, S. 107)
Dabei werden jeweils Einflüsse aus einer anderen Ebene, einem anderen Strukturniveau wesentlich auf der Ebene des Strukturniveaus der betrachteten Objekte. Eine unreduzierbare Statistik verweist immer darauf, daß nicht mehr fast vollständig isolierbare Objekte auf ihrer jeweiligen Objekt-Ebene für sich betrachtet werden können, sondern für das untersuchte Verhalten dieser Objekte Einflüsse und Wechselwirkungen aus anderen Ebenen (z.B. dem Mikrobereich) wesentlich werden.
Wir beziehen dann die innere Struktur des Bereiches, in dem das Gesetz die wesentlichen Zusammenhänge bildet, mit ein. Der Zufall geht dann in die Bestimmung des Wesens des betrachteten Zusammenhangs mit ein – was das Kennzeichen für Statistik ist.
Wir wissen:

  • Für das Gesamtsystem geht es notwendigerweise "irgendwie" weiter (Existenzerhalt wird vorausgesetzt); eine seiner Möglichkeiten verwirklicht sich notwendigerweise. Welche, ist im Gesetz selbst unbestimmt – wird erst durch eine realisierte Bedingungsgesamtheit von dieser konkreten Situation notwendig bestimmt. Da die Veränderung der jeweiligen Bedingungen nicht völlig beliebig ist, sondern sich aufeinander beziehen, erhalten wir eine Tendenz – kein beliebiges Hin- und Her des Verhaltens des Systems. Dies entspricht dem dynamischen Gesetz: Das mechanische Bewegungsgesetz gibt z.B. alle physikalisch möglichen Bahnen an. In den statistischen Gesetzesbegriff geht dieser Aspekt als "dynamischer Aspekt" ein. Für das jeweils elementarere Niveau begründen die Systembedingungen nicht selbst auch eine notwendige Tendenz.
  • Ein Gesetz erfaßt in den möglichen Verhaltensweisen des Gesamtsystems die Ergebnisse der Konstitution des Systems durch Elemente (weniger materieller Körper, als Mengen von Bahnkurven, Messungen, anderen Ereignissen etc.). Die Elemente werden – da sie eine Ebene "unter" der gerade betrachteten gesetzmäßigen Ebene liegen – nur in statistischer Weise betrachtet: Für ihr Verhalten gibt es nur eine Wahrscheinlichkeitsverteilung. Als Beispiel können hier Meßwerte bei verschiedenen Messungen dienen. Nur in trivialen Fällen gibt es Wahrscheinlichkeiten von 0 und 1 (in "reinen" dynamischen Gesetzen). Dieser Aspekt wird als der "stochastische Aspekt" im Statistischen Gesetzesbegriff berücksichtigt.
  • Für das einzelne Element bedeutet das natürlich, daß sein Übergang von einem Zustand in einen anderen mit einer bestimmten Übergangswahrscheinlichkeit erfolgt. Dieser "probabilistische Aspekt" ist ebenfalls im statistischen Gesetzesbegriff enthalten.

Das Statistische Gesetz

Im statistischen Gesetz wird jeweils eine Einheit von notwendiger Tendenz des Systems mit (bezogen auf diese Tendenz) zufälligem Elementverhalten abgebildet. System und Element sind dabei relativ – was bezüglich eines Systems Element ist, stellt selbst auch ein System dar – Systeme sind auch Elemente umfassenderer Systeme. Notwendigkeit und Zufälligkeit werden mit der jeweiligen Rolle des betreffenden Objekts innerhalb systemarer Einheiten begründet. Für Systeme gilt eine realisierte Bedingungsgesamtheit, was zu notwendig bestimmten Verhalten führt. Von dieser Ebene aus ist das Verhalten der Element jedoch nur partiell bedingt, also zufällig. Theoretisch wäre – da alles auch bezüglich seiner Elemente notwendig bestimmtes System ist – dadurch letztlich doch alles als notwendig miteinander verknüpft nachgewiesen. Was in der einen Betrachtungsweise noch die Freiheit des Zufalls hatte – erhält in der Betrachtungsweise, in der es selbst System ist, eine notwendige Tendenz... Ist das Zufällige damit aufgehoben? Glücklicherweise sprechen wir nicht nur von einer gedanklichen Welt, in der die System-Element-Relativität beliebig verschiebbar wäre. In der Realität gibt es objektiv Zusammenhänge auf bestimmten Strukturniveaus, in Systembereichen. Das heißt: In der Realität selbst liegen jeweils Beziehungen auf systemarer und elementarer Ebene vor – die Betrachtung muß ihnen entsprechen und kann nicht beliebig relativieren.
as Wort "Statistik" bezieht sich im Folgenden nicht auf statistische Hilfsmittel zum Verständnis von Erscheinungen mit Massencharakter (bei vorausgesetzter Rückführbarkeit der Systeme auf Elementarmechanismen), sondern auf die Beschreibung von nicht rückführbarem bedingt zufälligem Elementverhalten in statistischen Rahmengesetzen (vgl. Hörz, Wessel 1983, S. 107).

Der Statistische Gesetzesbegriff hat nach Herbert Hörz die Form:

Das statistische Gesetz ist bestimmt als
"allgemein-notwendiger und wesentlicher Zusammenhang, der

für das Systemverhalten eine Möglichkeit bestimmt, die (als Tendenz) notwendig verwirklicht wird (dynamischer Aspekt),

wobei für das Verhalten der Elemente ein objektives Möglichkeitsfeld existiert, aus dem eine Möglichkeit (bedingt) zufällig verwirklicht wird (stochastischer Aspekt: bezüglich möglicher Übergänge im Möglichkeitsfeld),

für die eine gewisse Wahrscheinlichkeit existiert (probabilistischer Aspekt: bezüglich bedingter Zufälle)" (Hörz, Wessel, S. 108).

Bs:Ms ® notwendig ® Ws

 

Bs: Systembedingungen

Ms: Systemmöglichkeit (Tendenz)

® (notwendige) Verwirklichung als Prozeß

Ws : Systemwirklichkeit (relatives Ziel)

{bn:mn ® bedingt zufällig ® wn(pn) }

 

{} Möglichkeitsfeld, n = 1...m

bn: Elementbedingungen

mn: Elementmöglichkeiten

wn: Elementwirklichkeiten

pn: Wahrscheinlichkeiten

ba:ma ® bed. zuf. ® wa(pa) = Z1 ® Z2

 

a: eine bestimmte Variante aus n,

Z: Zustände

 

Die Elemente müssen nicht unbedingt eine Menge von Körpern sein, es kann auch eine Menge von verschiedenen Messungen oder von konkreten Bahnen sein.
Der Zusammenhang von System- und Elementverhalten ist dadurch gegeben, daß das Elementverhalten zur Konstitution der Systemmöglichkeiten Ms führt, d.h. die vorher für das System als (äußerliche) Bedingung betrachteten Elementverhaltensweisen bilden (innere) Möglichkeiten für das System. Gleichzeitig führt die systemare Einbindung der Elemente dazu, daß deren Verhalten nicht beliebig ist, sondern ihren Rahmen im System findet. Nach Bloch ist deshalb auch "gerade sein Offenes nicht beliebig... Auch das Kannsein ist gesetzlich" (Bloch 1962/1985, S. 172).
Für die Weiterentwicklung des Statistischen Gesetzesbegriffs sollte genauer untersucht werden, wie die Elemente bestimmt werden sollten, damit besonders jene Möglichkeiten ins Blickfeld geraten, die Potenziale von (jeweils bewertetem) Neuem darstellen. Dabei kann nicht die abstrakte Gleichheit der Elemente im Mittelpunkt stehen, sondern die jeweils entwicklungsbestimmenden typischen "Elementarformen" müssen gefunden werden.
Der Statistische Gesetzesbegriff ist eine konkrete - einigermaßen praktikabel anwendbare - Form der dialektischen Gesetzesform, die den Mechanizismus überschreitet. In der Einheit von abstrakten und konkreten Momenten vermittelt das Gesetz zwischen Wesen und Erscheinung - trägt in sich die dialektische Widersprüchlichkeit. Als Moment der Ruhe, des Identischen in der Erscheinung gibt das Gesetz gleichzeitig die Formen des Übergangs der verschiedenen Qualitäten ineinander an. (vgl. Richter, G., 1976)
Die Wechselbeziehung zwischen System und Element, die grundlegend für die Beziehungen zwischen Notwendigen und Zufälligem, Wesentlichem und Unwesentlichem usw. ist, wirkt sich auch auf die Methodik der Wissenschaft aus. Hörz entwickelte dazu das Zwei-plus-Eins-Prinzip:

"Deshalb ist es wichtig das eigentliche Forschungsobjekt als das zu erforschende System zu bestimmen, dessen Systemgesetze untersucht werden, dessen Elementverhalten in die Betrachtung eingeht und das eine Verhaltenserklärung in der Rahmentheorie erhält." (Geißler/Hörz 1988, S. 12).
Die Orientierung auf die Konkretheit, die innere Widersprüchlichkeit habe ich speziell aus der gesellschaftstheoretischen Diskussion um Gesetze entnommen, es wäre zu untersuchen, inwieweit die Implementierung dieser Orientierung in den naturwissenschaftlichen Gesetzesbegriff auch den Charakter der neuzeitlichen Wissenschaft selbst positiv verändern kann.

Statistische Gesetze in der Physik

Newtonsche Mechanik

Als System betrachten wir z.B. eine Gesamtheit von Messungen an Planeten, die einzelnen Messungen sind die Elemente. Es wird vorausgesetzt, daß sich ein Körper zu jedem Zeitpunkt an einem bestimmten Raumpunkt aufhält und dieser beliebig genau gemessen werden kann. Dann – in dieser die Realität sehr idealisierenden Form – kann das statistische Gesetz für diese Mechanik auf den dynamischen Aspekt reduziert werden, weil aus dem Elementverhalten (einzelne Messungen) alle Zufälligkeiten eliminiert wurden.

Dynamischer Aspekt

Stochastischer Aspekt

Probabilistischer Aspekt

Unter Angabe der Anfangsbedingungen, der Masse und der einwirkenden Kräfte läßt sich das Verhalten eines mechanisch bewegten Körpers eindeutig berechnen.

Das Möglichkeitsfeld ist reduziert auf einen beliebig genauen Meßwert für die Koordinaten.

Jede Messung ergibt mit einer Wahrscheinlichkeit 1 aktuellen den Koordinatenwert.

Statistische Physik

Die statistische Thermodynamik verbindet zwei Strukturniveaus. Dabei wird die makroskopische Teilchenbewegung als Folge der Wärmebewegung der Moleküle der Lösung gedeutet (Röseberg 1975, S. 87).
Der makrophysikalische Bereich wird charakterisiert durch meßbare physikalische Größen wie Temperatur und Entropie. Diese sind Funktionen oder Funktionale mikrophysikalisch möglicher Größen
(z.B. die Geschwindigkeiten der Teilchen) . Deren Verteilungsfunktion stellt die sich notwendig verwirklichende Möglichkeit des Systems dar. Die mikrophysikalischen Größen fluktuieren - Fluktuationen sind jetzt unmittelbar konstitutierendes Element der Theorie geworden.
"Fluktuationen gehören also zu den wesentlichen Charakteristika des makrophysikalischen Zustandes (Notwendigkeit setzt sich vermittelt über die individuellen Schwankungen, also im Zufall durch – Fluktuationsgesetz)" (Röseberg 1975, S. 120).
Hier werden die Elemente tatsächlich von einer Vielheit von Objekten des niederen Strukturniveaus gebildet. Im Unterschied zur Quantentheorie wird hier aber die Gesamtheit als "Summe relativ isolierter Einzelobjekte, die zwar miteinander wechselwirken, deren Wechselwirkung aber zufälligen Charakter tragen" (Hörz 1964, S. 164) betrachtet.

Dynamischer Aspekt

Stochastischer Aspekt

Probabilistischer Aspekt

Dynamischer Aspektnotwendig sich verwirklichende Möglichkeit des Systems: Verteilungsfunktion (für Teilchengeschwindigkeiten)

Das Möglichkeitsfeld besteht aus den individuellen Schwankungen der Geschwindigkeit.

Jedes einzelne Teilchen hat eine konkrete Geschwindigkeit -für die es eine Wahrscheinlichkeit gibt.

Statistische Gesetze in der Quantentheorie

Im Quantenbereich kann nicht mehr von der Vorstellung isolierter "Körperchen" ausgegangen werden, die zu einem Zeitpunkt an einem bestimmten Ort auffindbar wären. Genauso wie wir in der Klassischen Mechanik eigentlich nicht die Bahn eines realen Planeten berechnen, sondern die eines Massepunktes, so gehen wir in der Quantenphysik nicht von irgendwelchen realen Quanten-"Teilchen" aus, sondern bilden als physikalische Meßgröße neue Observable, denen Operatoren im Hilbertraum entsprechen. Diese Observable können nicht direkt gemessen werden, sondern die Objekte der Quantenphysik sind Zustände, die selbst Superpositionen von Eigenzuständen darstellen. Vor einer Messung haben wir als Information über den Zustand lediglich die Information über das diskrete Eigenwertspektrum der Observablen, also eine statistische Aussage (Die statistische Wahrscheinlichkeit bezieht sich hier auf wiederholte Messungen, nicht auf Gesamtheiten von Mikroobjekten). Erst bei der Messung – d.h. der experimentellen Präparation zur Ermittlung einer Observablen – erfolgt die Projektion auf einen Eigenzustand, der nur statistisch bestimmt und prinzipiell nicht vorher bekannt ist. Dies wird oft als "Reduktion der Wellenfunktion" bezeichnet, ist aber eher eine "Präzision der Information".

Die Möglichkeit für das Verhalten des Systems wird durch die Bewegungsgleichung für den Zustandsvektor y im Hilbertraum (Schrödingergleichung) erfaßt und die zufällig sich verwirklichenden Möglichkeiten bestehen in der Gesamtheit der gleichzeitig meßbaren Observablen, deren Erwartungswerte bestimmbar sind (vgl. Röseberg 1975, S. 91).
Es gilt also auch in der Quantenphysik: Von der Theorie werden Verhaltensmöglichkeiten der Quantenobjekte erfaßt, von denen sich durch konkrete Versuchsbedingungen jeweils eine verwirklicht.

Dynamischer Aspekt

Stochastischer Aspekt

Probabilistischer Aspekt

Die Möglichkeit für das Verhalten des Systems wird durch Bewegungsgleichungen für y im Hilbertraum erfaßt.

Möglichkeitsfeld: diskretes Eigenwertspektrum der Observablen, bezieht sich auf wiederholte Messungen

Projektion auf einen Eigenzustand bei der einzelnen Messung: "Reduktion der Wellenfunktion"; Unterbrechung der Bewegung, Vernachlässigung best. Seiten der Bewegung... (Hörz 1964, S. 135)

Eine ähnliche Betrachtung ist auf Grundlage der Feynmanschen Form der Quantenmechanik möglich: Bahnen gehen als statistische Gesamtheit aller physikalisch möglichen Bahnen in die Theorie ein - die Möglichkeiten lassen sich nicht mehr unmittelbar in der Wirklichkeit vorfinden (Röseberg 1975, S. 121)

Statistische Gesetze der Selbstorganisation

Der probabilistische Aspekt erhält in der Physik der Selbstorganisation eine noch größere Bedeutung. Hier ist die qualitative Zustandsänderung geradezu der Gegenstand der wissenschaftlichen Untersuchung geworden - wir kennen die Metaphern vom Symmetriebruch, dem Bifurkationspunkt, den "sensiblen Phasen" usw., die Prozeßabschnitte kennzeichnen, an denen sich die Bedingungen so dramatisch ändern, daß neue Qualitäten entstehen, neue Wesenszüge, neue Gesetzmäßigkeiten. Zufall ist hier "konstituierendes Moment der Strukturbildung" (Hörz 1990, S. 37) - das "singuläre Einzelne" überschreitet sogar die "festgemachten Möglichkeitsfelder", wie U we Niedersen (Niedersen 1990, S. 79) betont.
"Insofern sind die "wesentlichen" Prozesse in der Natur stets nicht-linear, determiniert chaotisch und somit auch verzweigend" (Zimmermann 1991, S. 58) Das heißt die Lösungen nicht-linearer Systeme unterliegen der Verzweigung "deshalb, weil es... nicht eine allein von ihnen gibt pro System, sondern eine große Menge von Lösungen, die vom Prozeß alle eingenommen werden können (entsprechend einer Wahrscheinlichkeitsverteilung)" (ebd.).
Außer (?) für die kosmologische "Urknall-"Singularität sind hier jedoch jeweils umfassende Zusammenhänge durchaus die Bedingungsveränderung und ihre Wirkung beeinflussend (Fremdorganisation, "gestützte Bifurkation" bei Prigogine). Selbstorganisierte Strukturentstehung ist ein "lokales Phänomen in einem weitaus ausgedehnteren (globalen) Netzwerk von Systemwirkungen" (Zimmermann 1991, S. 90).

Verschiedene Typen statistischer Gesetze

Statistische Gesetze lassen sich noch weiter aufgliedern:

  • quantitativ bestimmte statistische Gesetze: Schrödingergleichung: gibt mit der mathematischen Formulierung des Gesetzes den Formalismus zur Ermittlung der Wahrscheinlichkeitsverteilung, die Mittelwerte für Parameter und damit auch das Möglichkeitsfeld an.
  • qualitativ bestimmte statistische Gesetze: Bestimmung der Wahrscheinlichkeit erfolgt in Abhängigkeit von den System- und Elementbedingungen nach einer Skala, die angibt, ob eine Möglichkeit mit großer oder kleiner Wahrscheinlichkeit oder gleichwahrscheinlich mit anderen Möglichkeiten verwirklicht wird. (vor allem in Biologie)
  • potentiell statistisches Gesetz: enthält neben der notwendig sich verwirklichenden Systemmöglichkeit ein Möglichkeitsfeld, ohne daß die entsprechende Wahrscheinlichkeitsverteilung bekannt ist. z.B. Halbwertszeit von Zerfallsprozessen: keine Wahrscheinlichkeitsverteilung ableitbar. auch Fallgesetz

3.3. Dialektik in den Naturwissenschaften?

Eine mathematisierte Naturwissenschaft muß den logischen Widerspruch ausschließen und wir hatten oben betont, daß die Erzeugung der physikalischen Größen und Objekte genau dies ermöglicht. Daß dialektische Widersprüche nicht einfach in der Wissenschaft bereits enthalten sind, betonten deshalb P. Ruben und R. Wahsner zu Recht.
Durch ein vertieftes Verständnis der Wechselwirkungen in System-Element-Beziehungen mit Möglichkeitsfeldern kann es jedoch möglich sein, "dialektisch widersprüchliche Prozesse in ihrer Tendenz zu erfassen" (Röseberg 1984, S. 61). Gegenüber dem Ausschließung "ist und ist nicht" sind dialektische Verhältnisse dadurch gekennzeichnet, daß These und Antithese nicht "zugleich und in derselben Beziehung" (Hörz, zit. nach Röseberg 1984, S. 56) gelten. Dies zeigt sich bei physikalischen Invarianten: "Indem Invarianten Unveränderliche in bezug auf bestimmte Transformationen sind, sind sie zugleich Veränderliche in bezug auf andere Transformationen" (Röseberg 1984, S. 63).

3.4. Historizität und Gesetzmäßigkeit

Spätestens mit den möglichkeitsfeldüberschreitenden "Sprüngen" an sog. Bifurkationspunkten erreichen wir ein sensibles Thema: Wie verhalten sich Historizität und Gesetzmäßigkeit? Gesetze sind bedingungsgebunden - und Bedingungen können sich ändern. Wir kennen unterschiedliche typische Phasen in Entwicklungsprozessen: relativ stabile - aber auch gegenüber Veränderungen sensible Phasen.
Da sich in der Evolution grundlegende Qualitäten verändern können, verändern sich auch die hier vorliegenden wesentlichen und allgemein-notwendigen Zusammenhänge, also die Gesetze.
"Eventuelle Naturgesetze können daher immer nur stückweise als solche identifiziert werden, nämlich zwischen den kritischen Punkten der Evolution - denn an den kritischen Punkten dominieren die strukturbildenden Schwankungen" (Zimmermann 1991, S. 63)
Die Möglichkeitsfelder sind selbst veränderlich. Bei Veränderungen unter Beibehaltung der gegebenen Wesenszüge verändern sich lediglich die stochastischen Verteilungen (Modifikation 1. Art der Möglichkeitsfelder und Gesetze nach Hörz/Wessel 1983, S. 134) - während sich bei Modifikationen 2. Art das Möglichkeitsfeld selbst ändert, aber der dynamische Aspekt erhalten bleibt (ebd.). Man kann vermeiden davon zu sprechen, daß sich u.U. auch der dynamische Aspekt ändert - wenn man dann jeweils die System-Element-Ebenen verändert. Das sich Verändernde wird dann auf die Element-Ebene verschoben und dem jeweils Übergeordneten eine dynamisch bestimmte Kontinuität zugesprochen. Auf der betrachteten Objektebene wird jedoch vorher Unwesentliches zu Wesentlichem. Die Möglichkeitsfelder ändern sich - die Prozesse selbst verändern die ihnen zugrunde liegenden Bedingungen. Hier sind wir jedoch schon beim übergreifenden Thema der Entwicklungskonzeption (vgl. Schlemm 1999). Den Zusammenhang von Gesetzmäßigkeit und Entwicklung mit Grundqualitätsänderungen kann man etwas provokativ so fassen (vgl. Schlemm 1998): Selbstorganisierte (d.h. jede) Entwicklung folgt also Gesetzen und folgt nicht Gesetzen:

  • Sie ist nicht gesetzmäßig, weil nicht die Gesetze des alten Systems seine weitere Evolution bestimmen.
  • Sie ist gesetzmäßig, weil die Systemleistungen in einer umfassenderen Systemeinheit aufgehoben werden, dessen Evolution neuen Gesetzmäßigkeiten folgt, bis auch diese an ihre Grenzen stoßen (Evolution der Evolutionsprinzipien!).

Die Wissenschaft als Gesetzeserkenntnis kann also nicht vorausbestimmen, was wir zu tun haben, weil es keinen "einen, richtigen" Weg gibt.

Wenn sie jedoch die (realen, veränderbaren) Bedingungen der Möglichkeiten als ihr Thema betrachtet, ist sie durchaus "kritisch". Dabei gibt es zwei Möglichkeiten: Wissenschaft kann erst einmal die Bedingtheit aller Zusammenhänge erkennen: "wenn dies... dann jenes". Dies ermöglicht einen instrumentellen Umgang damit. Allerdings werden auf dieser Stufe die Bedingungen nur als gesetzt anerkannt. Erst wenn Bedingungen als hervorgebrachte und veränderbare erkannt werden, ist das Denken nicht mehr nur deutend, sondern "begreifend" (vgl. Holzkamp 1985) und "kritisch".

3.5. Handlungsorientierungen

Zuerst einmal muß festgehalten werden, daß wir aus Untersuchungen zur den physikalischen Aussagen keinerlei Aussagen über die Möglichkeiten menschlichen Handelns ableiten können. Zwar gibt uns der Verweis auf die nicht vernachlässigbare Rolle von Zufällen und Möglichkeiten eine gewisse Sicherheiten, nicht - wie von Fichte befürchtet - allein schon in den Naturnotwendigkeiten gefangen zu sein. S. Hawking übertreibt den Physikalismus jedoch gewaltig, wenn er meint:
"Ich meine, daß die Begriffe des freien Willens und der moralischen Verantwortung für unser Handeln eine operative Theorie im Sinne der Strömungsmechanik sind" (Hawking 1996, S. 94).
Der Nachweis der Unbestimmtheit in den Naturgesetzen hat mit der Frage der Willensfreiheit überhaupt nichts zu tun!
"Der Wert einer selbstverantworteten Handlung hängt von der Art und der Qualität der Gründe, nicht von ihrer Abwesenheit ab" (Cassirer 1937, S. 364).
Dies wird in der weiteren Arbeit explizit für die Biologie und die Gesellschaft erfolgen. Hier kann ich nur zusammenfassen, was bereits aus der Betrachtung der für Wissenschaft allgemein paradigmatisch wirkenden Physik abgeleitet werden kann:

 

  1. Für eine genauere Untersuchung der Beziehungen von Notwendigkeit und Zufälligkeit, Wirklichkeit und Möglichkeit eignet sich eine Differenzierung zwischen jeweils System- und Elementebene. Der darauf beruhende Statistische Gesetzesbegriff erweitert die Anwendbarkeit der Kategorie Gesetz auf nicht lediglich notwendige und kausale Abläufe und beinhaltet die Möglichkeitsfelder als neue Kategorie.
  2. Gesetze beziehen sich jeweils auf Bedingungen.
  3. Ein überzogener Anspruch von verstandesmäßiger Wissenschaft auf Handlungsorientierung muß negiert werden. (Neuzeitliche) Wissenschaft hat einen spezifischen, dadurch eingeschränkten Zugang zur Wirklichkeit, sie kann und will aufgrund ihrer spezifischen Erzeugung von Objekten und Größenarten dialektische Widersprüchlichkeit nicht widerspiegeln und bezieht sich deshalb lediglich auf die Sphäre der jeweils "ruhenden Bestimmtheiten" (Hegel, Phän., S. 169) - nicht bereits auf das "Lebendige" (das Hegel in der Sphäre der Idee sieht).

Für die Wissenschaftskritik ergeben sich verschiedene Alternativen:

  1. Versuch der Rückbindung des "Lebendigen", des dialektischen Widerspruchs in die Wissenschaft ® alternative Objekt- und Größenkonstitution ® Problem des Bezugs zur logisch widerspruchsfreien Mathematik... ("alternative Mechanik"?...)
  2. Akzeptieren der Spezifik dieser Wissenschaft und gesellschaftliche Relativierung ihres handlungsorientierenden Anspruchs bei Förderung anderer Aneigungsformen der Wirklichkeit.
  3. Beibehaltung des "Kerns" neuzeitlicher wissenschaftlicher Methodik (Objekt- und Größenkonstitution) bei relativiertem handlungsorientierendem Anspruch UND Weiterentwicklung der Aspekte:
  •     Wissenschaft als Prozeß/Tätigkeit/Arbeit von Menschen. Einheit Mensch-Natur als Gegenstand der Wissenschaft.
  •     erweiterter Gesetzesbegriff ® Möglichkeitsfelder, Übergangs- und Realisierungswahrscheinlichkeiten, Auswahl geeigneter Elemente für systematische Betrachtungen (nicht abstrakte Gleichheit als Grundlage, sondern: Potenziale für Neues), Dialektikverständnis erweitern!
  •     Einbeziehung der Bedingungsänderungen in die Wissenschaft. Wissenschaft nicht nur als Erklärung/Begründung des Gegebenen, sondern seiner Kritik durch Aufweis der bei Bedingungsänderung möglichen Alternativen. Die Kenntnis der Gesetze (unter Bedingungen) ist dann nur die notwendige Voraussetzung der Möglichkeit ihrer Veränderung - nicht hinreichend zur bewußten Veränderung der Welt.

Für politische Strategien lassen sich aus der Kenntnis allgemeiner "Muster" von Gesetzmäßigkeit und typischen qualitativen Veränderungen auch bereits Aussagen ableiten. Da ich auch anderweitig schon dazu veröffentlicht habe (Schlemm 1998, 1999), möchte ich hier abschließend nur einige Aspekte erwähnen:

  •     In relativ stabilen Phasen werden bereits Möglichkeiten und Wahrscheinlichkeiten modifiziert, die spätestens in der sensiblen Phase, am Bifurkationspunkt, im Moment der qualitativen Änderung wirksam werden. Dies sollte der Horizont jedes "Reformismus" sein, nicht die Stabilisierung des Gegebenen, das Sich-Einrichten, das Anpassen.
  •     Während der historisch kurzen Phasen der Qualitätsumbrüche, der "Revolutionen" können vorher nur marginale Einflüsse auch kleiner Akteursgruppen verstärkt werden - dies gilt für erwünschte wie auch für unerwünschte Tendenzen.
  •     Welche inhaltlichen Orientierungen gewählt werden, läßt sich aus keinerlei "objektiver Gesetzmäßigkeit" ableiten. Nur die Möglichkeiten zur Realisierung unterschiedlicher Visionen sind historisch bestimmt. "Konkrete Utopien" im Sinne von Bloch vergewissern sich dieser Möglichkeiten und verändern sie selbst aktiv.

Es zeigt sich also, daß Gesetzmäßigkeit dem Bedürfnis nach Handlungsfreiheit nicht entgegensteht. Wenn sie auf eine vertiefte Weise verstanden wird - also bedingungsbezogen, konkret-allgemein, Möglichkeitsfelder enthaltend - kann sie sie auf spezifische Weise begründen.

 

Literatur:
Aristoteles (1960), Metaphysik (übers. v. F. Bassenge), Berlin
Bachelard, G., (1980) Die Philosophie des Nein, Frankfurt am Main
Bacon, F. (1870), Franz Baco's Neues Organon. Übersetzt, erläutert und mit einer Lebensbeschreibung des Verfassers versehen von J. H. von Kirchmann, Berlin: L. Heimann
Barrow, Theorien für alles
Bönisch, S. (1991), Stichwort "Abstraktion". In: Philosophie und Naturwissenschaften, Wörterbuch (Hrsg.: Hörz u.a.), Bonn, S. 29-30
Bloch, E., (1936-37/1985) Das Materialismusproblem, seine Geschichte und Substanz, Frankfurt am Main 1985
Bloch, E., (1962/1985), Subjekt-Objekt. Erläuterungen zu Hegel, Frankfurt am Main 1985
Bloch, E., (1959/1985), Das Prinzip Hoffnung, 3 Bände, Frankfurt am Main 1985
Bloch, E.(1977), Zwischenwelten in der Philosophiegeschichte. Das Neue an dieser Philosophie ist die Philosophie des Neuen. Frankfurt am Main
Borzeskowski, H.-H.,v., Wahsner, R.(1982), Physikalische Bewegung und dialektischer Widerspruch. In: Deutsche Zeitschrift für Philosophie, Heft 5/1982, S. 634-644
Cassirer, E. (1937/1994), Determinismus und Indeterminismus in der modernen Physik. In: Cassirer, Ernst, Zur modernen Physik, Darmstadt 1994, S. 127-397
Einstein, A., Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie, Berlin, Oxford, Braunschweig 1969
Engels, F. (1878/1962), Herrn Eugen Dührings Umwälzung der Wissenschaft. In: Karl Marx, Friedrich Engels, Werke Bd. 20, Berlin
Feynman, R.,P. (1990), Vom Wesen physikalischer Gesetze, München
Fichte, J. G., (1800/1976) Die Bestimmung des Menschen. Leipzig
Finelli, R.> (1999), Stichwort "Abstraktion". In: Sandkühler, Hansjörg (Hrsg.), Enzyklopädie Philosophie, Hamburg, S. 20-23
Geißler, E., Hörz, H. (1988), Vom Gen zum Verhalten, Berlin
Goethe, J., W., (1833/1977) Versuch einer Witterungslehre, In: Goethe, J., W., Schriften zur Naturwissenschaft, Stuttgart, S. 237-247
Goethe, J., W., (1893/1977) Polarität, In: Goethe, J., W., Schriften zur Naturwissenschaft, Stuttgart, S. 23-25
Hawking, S.W. (1996), Ist alles vorherbestimmt? Reinbek
Hegel, G., W., F., (1807/1988), Phänomelogie des Geistes, Hamburg
Hegel, G., W., F., (1814/1986) , Wissenschaft der Logik. Zweiter Teil, Frankfurt am Main
Hegel, G., W., F., (1833/1982) Vorlesungen über die Geschichte der Philosophie. Erster Band, Leipzig
Heisenberg W. (1988), Der Teil und das Ganze, München 1988
Helmholtz, H. v.(1984), Einleitung zu den Vorlesungen über Theoretische Physik. In: Rompe, R., Treder, H.-J., Zur Grundlegung der theoretischen Physik. Beiträge von H.v. Helmholtz und H.Hertz, Berlin, S. 11-62
Hoffmeister, J. (1955), Wörterbuch der philosophischen Begriffe, Hamburg
Holzkamp, K. (1985), Grundlegung der Psychologie, Frankfurt/New York
Hörz, H.(1964), Atome. Kausalität. Quantensprünge. Quantentheorie - philosophisch betrachtet, Berlin
Hörz, H., (1974), Marxistische Philosophie und Naturwissenschaften, Berlin
Hörz, H., (1990),. Determination und Selbstorganisation, In: Komplexität - Zeit - Methode IV. Wachstum. Muster. Determination. (Hrsg.v. U.Niedersen), Halle, S. 31-39
Hörz, H., (1996), Stichwort "Notwendigkeit", in: Philosophie und Naturwissenschaften, Wörterbuch, Bonn , S. 665-666
Hörz, H., Wessel, K.-F. (1983), Philosophische Entwicklungstheorie, Berlin
Jammer, M. (1992), Stichwort "Gesetz", in: Seiffert, H., Radnitzky, G., Handlexikon zur Wissenschaftstheorie, München, S. 112-119
Janich, P.(2000), Was ist Erkenntnis? Eine philosophische Einführung, München
Krenz, E., (1989/1999) Bericht von Egon Krenz u.a. ehemaligen Mitgliedern des Politbüros an den 1. Außerordentlichen Parteitag der SED. In: Protokollband "Außerordentlicher Parteitag der SED/PDS" 1999) (Herger u.a. (1989) 1999)
Kröber, G.(1968), Gesetz und Prognose, in: Kröber, G., (Hrsg.), Der Gesetzesbegriff in der Philosophie und den Einzelwissenschaften, Berlin 1968, S. 179-205
Kröber, G.(1976a), Stichwort "Notwendigkeit", in: Philosophisches Wörterbuch, Hrsg. Klaus, G., Buhr, M., Berlin, S. 880-883
Kröber, G. (1976b), Stichwort "Wesen", in: Philosophisches Wörterbuch, Hrsg. Klaus, G., Buhr, M., Berlin, S. 1295-1298
Küttner, M., Lenk, H. (1992) , Stichwort "Erklärung". In: Handlexikon zur Wissenschaftstheorie (hrsg. H.Seiffert, G. Radnitzky), München, S. 68-72
Lewontin, R., C., (1998) Gene, Umwelt und Organismen. In: Sacks, O., Gould, S., J., u.a. (Hrsg.: R.B. Silvers), Verborgene Geschichten der Wissenschaft, München, S. 121-145
Locke, J. (1690/1962), Über den menschlichen Verstand, Berlin
Lindner, Lehrbuch der Physik für Ingenieur- und Fachschulen
Macke, W., Mechanik und Teilchen, Systeme und Kontinua, Ein Lehrbuch der theoretischen Physik, Leipzig 1964
Meybaum, W., Gesetze und Formulierungen, in: Kröber, G., (Hrsg.), Der Gesetzesbegriff in der Philosophie und den Einzelwissenschaften, Berlin 1968, S. 159-178
Newton, I. (1687/1872), Mathematische Principien der Naturlehre. Mit Bemerkungen und Erläuterungen. Berlin 1872
Newton, I., (1717) Optik oder Abhandlung über Spiegelungen, Brechungen, Bewegungen und Farben des Lichts, übers. u.hersg.v. W. Abendroth, 1898 (nach Orig.-aufl.v. 1717) Thun, Frankfurt am Main 1996
Niedersen, U.(1990) , Diskussionsbeitrag In: Komplexität - Zeit - Methode IV. Wachstum. Muster. Determination. (Hrsg.v. U.Niedersen), Halle
Orear, J. (1982), Physik, Wien
Recknagel, A.(1979), Physik, Mechanik, Berlin
Richter, F. (1988), Montanwissenschaft und Philosophie, Leipzig
Richter, F. (1991), Philosophie in der Krise, Berlin 1991
Richter, G., (1976), Gesetz und Widerspruch. In: Weltanschauliche und methodologische Probleme der materialistischen Dialektik (hrsg.v. G. Klimaszewsky), Berlin
Ritter, J., Historisches Wörterbuch der Philosophie, Basel/Stuttgart 1971
Röseberg, U., (1975) Determinismus und Physik, Berlin
Röseberg, U., (1982) Philosophie und Physik, Berlin
Röseberg, U. (1984), Szenarium einer Revolution. Nichtrelativistische Quantenmechanik und philosophische Widerspruchsproblematik, Berlin
Ruben, P., (1969a) Natur und Naturwissenschaft in der Entstehung der marxistischen Philosophie. In: Naturphilosophie von der Spekulation zur Wissenschaft, Berlin, S. 243-268
Ruben, P. (1969b), Mechanik und Dialektik. Eine wissenschaftstheoretisch-philosophische Studie zum physikalischen Verhalten. (Dissertation) Berlin
Sartre, J.-P., Marxismus und Existentialismus. Versuch einer Methodik, Reinbek 1964
Schelling, F.W.J., (1795/1985) Vom Ich als Princip der Philosophie oder über das Unbedingte im menschlichen Wissen. In: Ausgewählte Schriften, Frankfurt am Main 1985, Band 1
Schlemm, A.. (1996), Daß nichts bleibt, wie es ist... Philosophie der selbstorganisierten Entwicklung. Band I: Kosmos und Leben, Münster
Schlemm, A.(1998), Selbstorganisation, Dialektik und wir. In: Naturwissenschaftliches Weltbild und Gesellschaftstheorie, Texte zur Philosophie, Heft 5, Leipzig, S. 55-65
Schlemm, A.(1999), Utopien nach den Bomben auf Jugoslawien? Philosophische Dialektik im Spannungsfeld zwischen militantem Pessimismus und militantem Optimismus. In: Naturwissenschaftliches Weltbild und Gesellschaftstheorie. Evolution in Natur und Gesellschaft - Gemeinsamkeiten und Gegensätze, Leipzig, S. 103-123, und in:
http://www.thur.de/philo/vortragdresden.htm
Schrödinger E.(1922), Was ist ein Naturgesetz? In: Schrödinger, E., Was ist ein Naturgesetz? Beiträge zum naturwissenschaftlichen Weltbild, München/Wien 1962, S. 9-17
Schusser, W.(1998), Im Film "Alles im Griff – EXPO 2000 und Nachhaltige Entwicklung", Interview im Frühjahr 1998 im Rahmen einer Projektarbeit am Fachbereich Landespflege, Hannover
Seiffert, H. (1992), Stichwort "Theorie", in: Seiffert, H., Radnitzky, G., Handlexikon zur Wissenschaftstheorie, München, S. 368-369
Siegwart, G. (1999), Stichwort "Abstraktion". In: Sandkühler, H., (Hrsg.), Enzyklopädie Philosophie, Hamburg 1999, S. 23-28
Störig, H.-J., Weltgeschichte der Wissenschaft. Natur- und Geisteswissenschaften von der Antike bis ins 18. Jahrhundert. 2 Bände, Augsburg 1992
Weingarten, M., (1998) Wissenschaftstheorie als Wissenschaftskritik, Bonn
Wahsner, R., (1981) Das Aktive und das Passive. Zur erkenntnistheoretischen Begründung der Physik durch den Atomismus - dargestellt an Newton und Kant, Berlin 1981
Wahsner, R., (1998), Bibliothek dialektischer Grundbegriffe. Naturwissenschaft. Bielefeld
Zimmermann, R., E.(1991), Selbstreferenz und poetische Praxis. Entwurf zur Grundlegung einer axiomatischen Systemdialektik. Cuxhaven

 

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