Kategoriearchiv: Physik

REDUKTIONISMUS, EMERGENZ, KREATIVITÄT, GOTT – S.A.Kauffman – Teil 3

Adaptation, Beobachter, Beobachter - reflektierend, Einzigartiges Universum, Ergodisch, Ergodizität, Ergoisch, Heilige, Historisch möglich, Koevolution, Kreativität, Nichtergodisch, Nichtvoraussagbar, Physik, Physik - klassische, Präadaptation, Proteine, Proteine - Anzahl aller möglichen, Proteinsynthese, Quantenphysik, Strukturgedächtnis, Universum - nichtergodisches

Vorausgehender Teil 2

Letzte Änderung (mit Erweiterung): 24.März 2013

ZUSAMMENFASSUNG TEIL 1-2:

(1) Nach einer Charakterisierung des ‚Reduktionismus‘ am Beispiel der modernen Physik führte Kauffman verschiedene Argumente gegen diesen Reduktionismus an. Daraus und aus weiteren Argumenten formte er dann Argumente für die Nichtreduzierbarkeit des Biologischen auf das Physikalische. Diese führten dann zurück zum Ursprung des Lebens, zur unglaublichen Komplexität dieses Anfang und zugleich der anhaltenden Schwierigkeit, diesen Anfang plausibel erklären zu können. Kauffman präsentiert dabei auch ein eigenes Modell, das Modell der autokatalytischen Mengen, das — zumindest mathematisch – viele der wichtigen Fragen zu erklären scheint. Die dann folgenden Gedanken sind sehr ‚dicht‘ und kombinieren mehrere komplexe Konzepte: z.B. Begriffe wie ‚Bedeutung‘, ‚Wert‘, ‚Handeln‘, ‚Handelnder‘, ‚Zeichen‘ als wichtige Eigenschaften des Biologischen. Dazu die Frage nach möglichen Vorläufern, nach ‚allerersten Handelnden‘, sozusagen ‚Protoagenten‘. Zusätzlich wird angenommen, dass sich auf das Verhalten eines biologischen Systems der Begriff ‚zielgerichtet‘ anwenden lässt, der weitere Begriffe wie ‚Bedeutung‘, ‚Wert‘, ‚Absicht‘ und ‚Handelnder‘ impliziert. Schon auf der Ebene einer einzelnen Zelle sieht Kauffman alle wichtigen Eigenschaften als gegeben an: Zellen können ‚entdecken‘ (‚detect‘), sie haben eine ‚Wahl‘ (‚choice‘), und sie können ‚handeln‘ (‚act‘). Zusätzlich können sie sich ‚reproduzieren‘ und können mindestens einen ‚Arbeitszyklus‘ (‚work cycle‘ (im Sinne einer Carnot-Maschine) ausführen. Zusätzlich aber, und dies hebt Kauffman hervor, benötigen diese Systeme die Fähigkeit, diese Zufuhr von freier Energie zu organisieren. Dazu gehört die Fähigkeit der ‚Speicherung‘ von Energie und der Selbstreproduktion. Kauffman schlägt vor, diese ‚Zielgerichtetheit‘, die ein außenstehender Betrachter in solch einem evolutionären Prozess ‚erkennen‘ kann, als eine spezifische Eigenschaft solcher Systeme zu sehen, die er ‚Handlungsfähigkeit‘ (‚agency‘) nennt. Am Beispiel eines einfachen Bakteriums verdeutlicht Kauffman diese Begriffe weiter und führt an dieser Stelle fundamentale Begriffe kognitiver Prozesse ein wie ‚Semiose‘, ‚Zeichen‘, ‚Bedeutung‘, Absicht‘ usw. In diesem Zusammenhang erwähnt Kauffman nochmals David Hume (1711 – 1776), der die philosophische These aufgestellt hatte, dass man aus einem einfache ‚Sein‘, aus bloßen ‚Fakten‘, kein ‚Sollen‘ ableiten kann. Die zuvor von Kauffman vorgelegte Interpretation eines Proto-Handelnden würde dies einerseits bestätigen (der Gradient als solcher impliziert nichts), aber andererseits würde deutlich, dass ein Faktum (der Gradient) innerhalb der Beziehung zu einem System, das diesen Gradienten als ‚Zeichen‘ für etwas ‚interpretieren‘ kann, das für das System einen ‚Wert‘ darstellt, in den ‚Kontext eines Sollens‘ geraten kann, das vom interpretierenden System ausgeht. Während Arbeit für einen Physiker nach Kauffman beschrieben werden kann als eine ‚Kraft die über eine Distanz wirken kann‘, reicht dies nach Peter Atkins (Chemiker) nicht aus: Arbeit nimmt auch Bezug auf ‚Einschränkungen‘ (‚constraints‘), durch die die Freiheitsgrade verringert werden und diese Einschränkungen wiederum erlauben neue Arbeit. Er nennt dies das ‚Vorantreiben der Organisation von Prozessen‘ (‚propagating the organization of processes‘). Er erwähnt in diesem Zusammenhang den Unterschied zwischen ‚Wärme‘ (‚heat‘) und ‚Arbeit (‚work‘). Die maximale Verschiedenheit von Bewegungen in einem Gas liegt vor, wenn die Moleküle eine maximale Bewegungsfreiheit haben, also ein Minimum an Einschränkungen. Dieser Zustand erzeugt ‚Wärme‘ aber leistet keine ‚Arbeit‘. Um ‚Arbeit‘ zu verrichten muss man die Freiheitsgrade ‚einschränken‘. Kauffman kritisiert ferner das sehr verbreitete Konzept der ‚Information‘ nach Shannon bzw. das algorithmische Informationskonzept von Kolmogorov und meint, dass dieser Informationsbegriff zu kurz greift. Beiden Konzepten ist gemeinsam, dass sie letztlich nur nach der Menge der Informationen fragen, die übermittelt wird, aber vollständig offen lassen, ‚was‘ Information denn letztlich ist.
(2) [ANMERKUNG: Schon die bisherigen Ausführungen zeigen, dass Kauffmans Reflexionen sich komplexer Begriffe (‚Handelnder‘, ‚Semiose‘,…) bedienen, die er von ‚außen‘ an das ‚Phänomen‘ heranträgt. Die Phänomene selbst ‚zwingen‘ diese Begriffe ’nicht‘ auf; als reflektierender Beobachter kann man aber bei Kenntnis solcher Konzepte ‚Ansatzpunkte im Phänomen‘ sehen, die die Anwendung solcher Begriffe ’nahelegen‘. Folgt man seinen Deutungsvorschlägen, dann kann man in der Tat zwischen den Phänomenen und den vorgeschlagenen Begriffen eine Reihe von Zusammenhängen ‚erkennen‘, die die ‚reinen Fakten‘ in ‚komplexe Phänomene‘ ‚verwandeln‘, die sich einer aktuell möglichen physikalischen Interpretation entziehen.]
(3) Auf den SS.101-119 untersucht Kauffman unter der Überschrift ‚Order for Free‘ verschiedene mathematische Modelle, die emergente Phänomene simulieren. Auf die technischen Details gehe ich hier nicht weiter ein. [Anmk: Ich werde diese Modelle ab SS2013 im Rahmen meiner Vorlesungen testen und dann gelegentlich nochmal darüber berichten. Für die zentralen Aussagen der folgenden Kapitel spielen die Details keine Rolle.]

NICHTERGODISCHES UNIVERSUM

(4) Auf den SS 120-128 untersucht Kauffman das ‚Nichtergodische Universum‘ (Nonergodic Universe‘). Mit ‚Ergodizität‘ (‚Ergodicity‘) ist eine gewisse ‚Gleichheit‘ gemeint, die sich in der Gesamtheit der Ereignisse feststellen lässt, die unter Voraussetzung einer ‚Endlichkeit‘ eine ‚Wiederholbarkeit‘ impliziert. ‚Nichtergodizität‘ meint dann, dass nicht alle Ereignisse gleich häufig sind; damit wird das, was tatsächlich vorkommt, ‚besonders‘. Und Kauffman geht davon aus, dass die Entwicklung des Universums in allen bekannten Phasen in diesem Sinne besonders, ‚einzigartig‘ (‚unique‘) ist und sich hierin ’nicht wiederholt‘. (vgl. S.120f)
(5) Mittels einer Modellrechnung versucht er dies zu verdeutlichen: er nimmt das Beispiel von Proteinen mit jeweils L=200 Aminosäurebausteinen (tatsächliche Proteine können erheblich länger sein). Nimmt man an, dass 20 verschiedene Aminosäurebausteine verfügbar sind, dann ergibt sich die Menge aller möglichen Kombinationen als 20^200, dies entspricht 1.6 * 10^260. Als Alter des Universums nimmt er 10^17 s an. Ferner nimmt Kauffman beispielhaft an, dass für die Bildung eines Moleküls 10^-15 s benötigt würden. Er errechnet dann die Zahl von 10^67 Wiederholungen der gesamten Geschichte des Universums, um alle möglichen Poteine zu bilden [Anmk1: ich hatte 1.6*10^213 errechnet]. [Anmk2: Die Annahme von Kauffman setzt voraus, dass die Proteine nacheinander gebildet werden. Würde man annehmen, dass der Bildungsprozess parallel stattfinden würde, könnten natürlich zur gleichen Zeit viel mehr Proteine gebildet werden. Nimmt man – sehr idealisierend – an, dass sich innerhalb von 10^-15 s 10^80 Proteine bilden würden, dann wären dies innerhalb eines Durchlaufs des Universums vom BigBang bis heute 10^112 verschiedene Proteine. Das entspräche einem verschwindend kleinen Prozentsatz von 9.95*10^-111 % aller möglichen Proteine (der Länge 20). Das würde bedeuten, dass die Geschichte des gesamten Universums auch in diesem extrem unwahrscheinlichen Fall paralleler Erzeugung noch 1.6*10^148 mal wiederholt werden müsste, um alle möglichen Proteine der bescheidenen Länge L=200 zu bilden. Die Annahme eines ergodischen Universums für den Bereich der biogenen Moleküle erscheint also als stark unzutreffend.]
(6) Und Kauffman merkt an, dass dieser nicht-ergodische Charakter sich auf alle komplexen Phänomene oberhalb der Atome erstreckt.(vl. S.123). [Anmk: In Abwandlung der Kauffmanschen Überlegungen zu den autokatalytischen Prozessen könnte man auch folgende Überlegung formulieren: bei allen Prozessen, in denen sich komplexe Strukturen aus einfacheren Strukturen bilden, beobachten wir, dass in einem bestimmten Raumgebiet R_i sich eine spezifische Anfangsmenge S_j von Strukturen gebildet hat, deren Nachfolgezustand nf(S_j)=S_(j+1) sich durch Stattfinden bestimmter endlicher Veränderungen ’nf‘ (Operationen) bilden. D.h. die Menge der möglichen nachfolgenden Strukturen ist nachhaltig bestimmt durch die vorausgehende Stufe. Dadurch wird die Menge der ‚formal möglichen‘ Strukturen eingeschränkt auf die Menge der ‚historisch möglichen‘ Strukturen. Dies kann ’negativ‘ wirken im Sinne einer unnötigen Beschränkung. Man kann diesen Prozess aber auch so verstehen, dass die zu einem bestimmten Zeitpunkt ‚erreichten‘ Strukturen eine Art ‚Strukturgedächtnis‘ bilden von dem, was möglich ist. Die nachfolgenden Zeitpunkte müssen also nicht bei ‚Punkt Null‘ anfangen sondern können die ‚bisherigen Erfahrungen‘ nutzen. Das wiederum wäre im Sinn einer ‚Wissensbildung‘ ein ‚positiver‘ Fortschritt und wäre genau jene Form von ‚Beschleunigung‘, die die realen evolutionären Prozesse von den formalen Modellen reiner Zufälle unterscheidet. Da sich ferner nur solche Strukturen auf Dauer behaupten können, die sich im Kontext ‚bewähren‘, weil sie den ‚Gegebenheiten entsprechen‘, bilden solche ‚memorierten Strukturen‘ nicht nur eine ’neutrale, zufallsgesteuerte‘ Selektion, sondern eine ‚ko-evolutive‘ Entwicklung im Sinne eines strukturellen ‚Echos‘ auf das, was durch die Vorgabe der jeweiligen Umgebung ‚erwartet‘ wird.] Und nach weiteren spekulativen Modellexperimenten (vgl. S.123ff) folgert er dann, dass durch das Aufkommen von nichtergodischen = historischen Prozessen die Gewinnung von zureichenden Wahrscheinlichkeiten im realen Universum prinzipiell nicht möglich ist (höchstens unter sehr speziellen Randbedingungen). Damit gewinnt das Universum einen sowohl nicht-zufälligen Charakter und besitzt doch – quasi paradox — zugleich eine Nichtvoraussagbarkeit.(vgl.S.127f)

ADAPTION, PRÄADAPTION, KO-EVOLUTION

(7) Im folgenden Kapitel ‚Breaking The Galilean Spell‘ (etwa: Das Brechen von Galileis Zauber)(SS.129-149) versucht Kauffman nicht nur das, was er den ‚Zauber Galileis‘ nennt, ‚auszutreiben‘ (vgl.S.131), sondern auch – positiv – die Grundlage zu legen für seine ‚Wiederentdeckung des Heiligen‘.(vgl. S.130) Zur Erinnerung: Der ‚Zauber Galileis‘ besteht für Kauffman darin, dass die neue Form der wissenschaftlichen Beschreibbarkeit der Natur, die – natürlich nicht nur – mit Galilei begann und dann in den empirischen Wissenschaften (mit Newton, Schroedinger, mit Einstein usw.) eine ungeheuerliche Erfolgsgeschichte geschrieben hat, den Eindruck entstehen lies, als ob man das Verhalten der Natur mit einigen wenigen Gesetzen mathematisch vollständig beschreiben kann. Zeigten schon die Ausführungen in den vorausgehenden Kapiteln zur ‚Nichtergodizität‘ des Universums, dass diese Beschreibbarkeit nicht vollständig sein kann, so bringt jetzt Kauffmann nochmals speziell die biologische Evolution ins Spiel. Seine Hauptthese lautet: Das Biologische ist radikal nichtvorhersagbar und endlos kreativ. (vgl.S.130).
(8) Die zentralen Begriffe hier sind ‚Adaptation‘ und dann ‚Präadaptation‘. Mit ‚Adaptation‘ ist generell der Prozess gemeint, dass bestimmte genetisch kodierte Eigenschaften sich im Laufe der Interaktion mit den jeweiligen Umgebungen nicht nur generell ‚verändern‘ können, sondern dass es bestimmte Eigenschaften sind, die sich im Laufe der Zeit auf diese Weise ‚passend‘ zu einer bestimmten Umgebung ‚herausbilden‘. Diese biologische Eigenschaften (Kauffman macht dies am Beispiel der Entwicklung des Organs Herz fest) sind nach Kauffman weder erkenntnismäßig noch ontologisch mit den bekannten physikalischen Gesetzen voraussagbar. (vgl. S.131) Der Grund hierfür ist der Mangel an wiederkehrenden Eigenschaften. Weder sind jene Konstellationen voraussagbar, die zur Herausbildung des Herzens geführt haben, noch konnte man die dann tatsächliche Herausbildung des Herzens voraussagen, da die jeweiligen genetischen Kombinationen (nach Kauffman) prinzipiell nicht voraussagbar sind. ‚Prädaptation‘ ist eine Art Verfeinerung des Begriffs ‚Adaptation‘ dahingehend, dass es innerhalb einer genetischen Information Teilinformationen geben kann, die über lange Zeit hin keine besondere ‚Bedeutung‘ besaßen, bis irgendwann eine Konstellation Auftritt in der es plötzlich eine interessante ‚Verwendung‘ gibt. (vgl. S.131f) Berücksichtigt man den zusätzlichen Umstand, dass Adaptationsprozesse zeitgleich mit unzählig vielen anderen Adaptationsprozessen verlaufen, dann bilden solche Phänomene des sich ‚wechselseitig die Bälle Zuspielens‘ die Grundlage für das, was wir ‚Koevolution‘ nennen. Ein Adaptationsprozess alleine könnte noch so viele ‚Ansatzpunkte‘ (präadaptive Voraussetzungen) bieten; eine bestimmte Entwicklung würde nur stattfinden, wenn entsprechend parallel andere Entwicklungen zeitgleich auch verfügbar wären. Die in der Wechselwirkung sich dann zeigenden neuen Eigenschaften sagen etwas aus, über die beteiligten Prozesse, sind aber natürlich nicht voraussagbar im Sinne der klassischen Physik. Für eine Voraussagbarkeit würde man ein umfassendes Wissen aller möglichen künftigen Umgebungen benötigen samt der zugehörigen beteiligten adaptiven Prozesse. Nach Kauffman hat dieses Wissen niemand, es nicht verfügbar, also kann man auch nichts voraussagen. (vgl. S.132f).
(9) [Anmk: An dieser Stelle ist Vorsicht geboten. Zwar liegt hier sicher keine Voraussagbarkeit im Sinne der klassischen Physik vor, aber die klassische Physik wurde ja schon längst um die Quantenphysik erweitert. In der Quantenphysik weiß man deutlich weniger als im Falle von biologischen adaptiven Prozessen, und dennoch kann man quantenphysikalisch vieles ‚erklären‘. Ich halte es für möglich und wahrscheinlich, zu einer Theoriebildung im Zwischenbereich von Quantenphysik und klassischer Physik zu kommen, die mit beiden Bereichen ‚kompatibel‘ ist und die in der Tat die klassisch nicht voraussagbaren biologischen adaptiven Phänomene ‚erklären‘ und in gewisser Weise auch ‚voraussagen‘ kann. Dazu müsste man nur den Theoriebegriff entsprechend anpassen, was bislang – so scheint es – einfach noch niemand getan hat. Warum eigentlich nicht?]

KREATIVITÄT

(10) Durch diese wechselseitigen Abhängigkeiten der biologischen adaptiven Entwicklungen voneinander sind sie nicht nur schwer (bis garnicht) voraussagbar, sondern sie sind auch fragil, anfällig für ein kommendes Scheitern, wenn bestimmte Randbedingungen wieder wegfallen, die sie voraussetzen. (vgl. S.133) Identifiziert man diese ‚partiell gesetzlose‘ Situation mit ‚Kreativität‘ in dem Sinne, dass in einer ‚offenen‘ Situation beständig ’neue‘ Strukturen generiert werden, dann ist diese ‚endlose (‚ceaseless‘) Kreativität eine Form, die man mit dem Begriff ‚Gott‘ in Verbindung bringen kann, sozusagen eine natürliche Form von ‚Heiligkeit‘ (’sacred‘). (vgl.S.135) [Anmk: das englische Wort ’sacred‘, das Kauffman benutzt, ist eigentlich ein Adjektiv und kommt alleine als Substantiv eigentlich nicht vor. Er benutzt es aber so, wie wir im Deutschen das Wort ‚das Heilige‘ benutzen.]
(11) Auf die Frage, ob man die Gesetzeslosigkeit der biologischen adaptiven Prozesse ‚beweisen‘ könne, mein Kauffman mit Hinweis auf Goedels Unvollständigkeitsbeweis, dass die Voraussetzung für solch einen Beweis nicht gegeben seien, da mit der beständigen Erzeugung neuer nicht voraussagbarer Fakten kein vollständiges abgeschlossenes System vorliege, das einen solchen Beweis erlaube. (vgl.S.135)[Anmk: Das scheint mir zu wenig. Es geht ja hier nicht um die Fakten im einzelnen, sondern um die strukturellen Rahmenbedingungen, unter denen bestimmte Fakten auftreten bzw. nicht auftreten. Ich sehe zwar momentan auch niemanden, der einen solchen Beweis dafür oder dagegen bislang geführt hat, aber ich würde momentan nicht ausschließen wollen, dass wir zumindest mehr sagen können, als es Kauffman hier tut. Immerhin legt er hier den Finger auf die ‚Wunde’… ]

Teil 4

Einen Überblick über alle vorausgehenden Einträge in den Blog nach Themen findet sich HIER

EMERGENTE PHÄNOMENE, BEOBACHTER, GEIST -Teil 2

Emergenz, Evolution, Feynman, Kauffman - S.A., Klassischer physikalischer Raum, Kognitive Täuschung, Körper, Physik, Quantenphysik, Quantenraum

(Dieser Beitrag bildet die Forsetzung von Überlegungen aus einem vorhergehenden Beitrag)

Eine Schema, wie Leben im Universum entstehen konnte (in späteren Blogeinträgen weiter verfeinert)
Eine Schema, wie Leben im Universum entstehen konnte (in späteren Blogeinträgen weiter verfeinert)

UPDATE EVOLUTION

In einem Diagramm vom Dezember 2009 (siehe Bilde oben) hatte ich eine ‚Gesamtschau‘ der Evolution ‚in einem Bild‘ versucht. Dabei hatte ich eine Aufteilung in ’subatomar‘ und ‚atomar und komplexer‘ vorgenommen. Die Überlegungen kreisten seitdem meistens um die Phänomene oberhalb der atomaren Komplexitätsebene. Dabei schälten sich dann diverse interessante Problemstellungen heraus. In den letzten Monaten war es vor allem das Problem der ‚Emergenz‘, das mich mehr und mehr beschäftigte (sofern die normale Arbeit dazu überhaupt Zeit lies). In mehreren Anläufen, Texten und Vorträgen kam ich bis zu dem Punkt, dass die sich in den emergenten Phänomenen zeigende Funktionalität in keiner Weise durch Rekurs auf die beteiligten Komponenten alleine erklärbar ist (kein ‚Reduktionismus‘, (z.B. der molekulare Prozess der Selbstreproduktion in struktureller Entsprechung zum mathematischen Konzept einer Turingmaschine)) sondern eine Funktionalität auf einer ‚höheren Ebene‘ voraussetzt. Als möglicher ‚Raum für Funktionalitäten‘ bietet sich hier aber nur jener ‚Raum‘ an, innerhalb dessen es zu diesen Prozessen kommt. Hier gibt es nur den Raum der Atome bzw. den subatomaren Bereich. Die heutige Physik beschreibt diesen Raum u.a. mit den Mitteln der Quantenphysik. Als Nichtphysiker hält man dazu gewöhnlich einen gebührenden Abstand (die für die Beschreibung quantenphysikalischer Phänomene benutzte Mathematik ist für einen Nicht-Quantenphysiker in der Regel ‚unverdaulich‘; Ausnahme aber z.B. die Vorlesungen von Feynman (siehe Lit. unten).

QUANTENPHYSIK

An dieser Stelle kam eine entscheidende Anregung bei der fortdauernden Lektüre (jetzt wieder) von Kauffman (‚Reinventing…). Im Kap.13 des Buches referiert er wichtige Positionen der Philosophie des Geistes (einschließlich neurobiologischer Interpretationen), zeigt deren logischen Aporien bei der Erklärung von ‚Geist‘ und ‚Bewusstsein‘ durch Reduktion auf neuronale Aktivitäten auf und spielt dann diverse theoretische Szenarien durch, für die er Erkenntnisse der Quantenphysik benutzt. Zuerst fand ich dies eigentümlich, aber bei weiterem Lesen und Nachdenken habe ich den Eindruck, dass diese Überlegungen höchst interessant sind und nach allem, was ich bislang weiß, den einzig erkennbaren theoretischen Ansatzpunkt liefern, der im Einklang mit den empirischen Wissenschaften steht und doch der Besonderheit der emergenten Phänomene Bewusstsein und Geist eventuell gerecht werden könnte.

Quantum space and Classical Space; Below bodies being open in the direction of quantum space
Quantum space and Classical Space; Below bodies being open in the direction of quantum space

Die Grundidee ist recht simpel. Die empirisch-mathematischen Details beliebig schwierig. Ich habe folgendes verstanden (siehe Handskizze):

1. Im Bereich der subatomaren Teilchen (Quanten) lässt sich nur noch messen, wenn man dabei das zu messende Objekt verändert (Heisenberg, Unschärferelation). Viele kreative Experimente (siehe dazu z.B. das Büchlein von Feynman) legen die Interpretation nahe, dass die Teilchen sich in einem kontinuierlichen Raum möglicher Zustände aufhalten, in dem sie alle Zustände (aus unserer Sicht) quasi ‚gleichzeitig‘ einnehmen (mit unterschiedlichen Wahrscheinlichkeiten). Alles, was ‚geht‘ (Freiheitsgrade), ‚wird gemacht‘. Durch Versuchsanordnungen wird der Möglichkeitsraum punktuell ‚eingeengt‘ und der Raum ‚passt sich‘ den Versuchsanordnungen ‚an‘. Man ‚misst als Phänomen, was sich bei Unterstellung der wahrscheinlichen Verteilungen ergeben würde. Dazu gehören viele spezielle Effekte, die ich hier beiseite lasse.
2. Neben diesem Quantenraum als ‚grundlegender Realität‘ für die messbaren Phänomene gibt es aber auch den konkret realisierten physikalischen Zustand, wie wir ihn als ‚real uns umgebende Welt‘ erfahren. Dieser ‚klassische physikalische Raum‘ erscheint von dem Quantenraum mit seinen floatenden Möglichkeiten ‚abgekoppelt‘ (‚decoherent‘). Er stellt genau eine von unzählig vielen Möglichkeiten dar, was ‚hätte passieren können‘. Abkopplung heißt hier u.a. ‚Verlust an Informationen‘, herausgenommen aus dem ‚Phasenraum‘ der floatenden Möglichkeiten.
3. Trotz der Realität des konkreten klassischen physikalischen Raumes müssen wir annehmen, dass damit der parallel bestehende Quantenraum nicht vollständig aufgehoben wird; er besteht weiter, wahrt eine Kontinuität, bildet weiter die ‚Grundlage‘ für neue ‚Realisierungen‘.
4. Soweit ich bislang sehe ist diese ‚Koexistenz‘ von Quantenraum und konkreter Realisierung bislang nicht vollständig geklärt, speziell nicht die Frage, wie beständig Realisierungen (Dekohärenzen) stattfinden können, ohne den Quantenraum aufzuheben. Darüberhinaus ist nicht wirklich klar, warum es genau zu den bestimmten Realisierungen kommt, die aus unserer Beobachtersicht gewisse ‚Regeln‘ einhalten, obgleich der Quantenraum aus sich heraus nicht auf eine bestimmte Realisierungen abonniert ist.

META-FUNKTIONALITÄT

Die vorausgehenden Überlegungen sind natürlich extrem vereinfachend, lassen dadurch aber vielleicht die großen Linien hervortreten.

Bezogen auf die von mir geäußerte Vermutung, dass die emergenten Phänomene durch vorauszusetzende Funktionalitäten erklärt werden müssen würde durch Einbeziehung des Quantenraums zumindest dahingehend eine Verstärkung erfahren, dass der Quantenraum beliebig komplexe Funktionalitäten ‚beherbergen‘ kann. Aber hier stehen wir noch ziemlich am Anfang.

Kauffman bringt in seinem Buch mehrere Beispiele (z.B. S.210f, Photosynthese), wo anhand konkreter biologischer (chemischer, physikalischer) Prozesse nachgewiesen werden konnte, wie diese konkreten Prozesse nur erklärbar sind durch die Annahme des zugleich bestehenden Quantenraumes.

GEFANGEN IM KÖRPER ALS KOGNITIVE TÄUSCHUNG

Macht man sich diese Fundierung aller Makrophänomene im Quantenraum klar, dann folgt daraus, dass die scheinbare ‚Gefangenheit‘ unseres ‚Geistes‘ in einem konkreten, endlichen Körper, nur eine scheinbare ist. Der Körper ist (mit viel Fantasie auf der Handskizze in der unteren Hälfte erkennbar) in dieser Sicht nur so eine Art ‚Ausstülpung‘ des Quantenraumes an einem bestimmten Punkt in eine ‚vorübergehende Konkretisierung‘ bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Einbettung in den Quantenraum. Dies bedeutet, bei näherer Betrachtung, dass jeder Mensch ‚in Richtung des Quantenraumes‘ ‚offen‘ ist. Dies wiederum bedeutet, dass jeder Mensch durch seine Einbettung in den Quantenraum mit jedem Punkt des bekannten Universums direkt kommunizieren kann. Diese Kommunikation — so sie stattfindet — verläuft mindestens mit Lichtgeschwindigkeit. Anders gewendet, sofern wir in den Quantenraum ‚eingebettet‘ sind ist jeder von uns zum übrigen Raum hin ‚vollständig offen‘. Im Quantenraum gibt es keine lokale Abgrenzung. Diese wird nur mit Hilfe des transienten Körpers für eine verschwindend kurze Zeit künstlich eingerichtet, um punktuell ‚Individualitäten‘ sichtbar zu machen.

Warum der Quantenraum diese punktuellen transienten ‚Ausstülpungen‘ vornimmt erschließt sich uns bislang nicht. Aber wir stehen ja auch mit dem Erkennen hier erst ganz am Anfang.

LITERATURHINWEISE
Richard P. Feynman (Author), A. Zee (Introduction), „QED: The Strange Theory of Light and Matter“, Publisher: Princeton University Press (April 4, 2006), ISBN-10: 0691125759, ISBN-13: 978-0691125756

Gerd Doeben-Henisch, Kurze Review online: http://www.amazon.com/gp/cdp/memberreviews/A1D6994DSB8K4M/ref=cm_cr_dp_auth_rev?ie=UTF8&sort_by=MostRecentReview

Kauffman, S.A., Reinventing the Sacred. A new View of Science, Reason, and Religion. New York: Basic Books, 2008 (Paperback 2010)

Eine Übersicht über alle bisherigen Blogeinträge anhand der Themen findet sich HIER

REDUKTIONISMUS, ERMERGENZ, KREATIVITÄT, GOTT – S.A.Kauffman – Teil 1

Allgemeine Biologie, Autokatalyse, Autokatalytische Menge, Biologie, Emergenz, Erdös, Gödel, Gott, Graph, Kauffman - S.A., Kreativität, Physik, Reaktionsgraph, Reduktionismus, Strings, Teilchen, Universum, Universum - multiples, Wissenschaft, Zufallsgraph

ZUSAMMENHANG MIT DEM BLOG

Letzte Korrekturen: 23.März 2013

(1)Der Zusammenhang mit dem Blog besteht darin, dass im Blog der klassische Widerspruch zwischen ‚Geist‘ auf der einen Seite und ‚Materie‘ auf der anderen von vielen Seiten neu reflektiert wird. Dabei zeigte sich u.a. dass durch die Einbeziehung der neueren Erkenntnisse über das Biologische und seiner Entstehung die Phänomene des Biologischen zu einer neuen Sicht der Materie und der Energie führen können, zu einer Sicht, die deutlich macht, dass die klassische Sicht der Physik sich immer mehr als unbefriedigend erweist. Ergänzt wurden diese Reflexionen durch frühere Einträge im Blog, in denen auch die Sicht des ‚Geistes‘ aus Sicht der Philosophie dahingehend ‚aufgebrochen‘ worden sind, dass auch die klassische Philosophie im Lichte der neueren Erkenntnisse zum Leben ihre eigenen Erkenntnisvoraussetzungen neu bedenken kann und auch muss (dies wurde spätestens seit dem Vortrag in Bremerhaven offenbar!). Zwar bedeutet die Einbeziehung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse eine ‚Verletzung‘ des klassischen philosophischen – und insbesondere des phänomenologischen – Paradigmas, aber es bedeutet keine vollständige Auflösung noch gar eine ‚Zerstörung‘ der Philosophie, sondern – möglicherweise – eine notwendige ‚Erneuerung‘, die schließlich dazu führen kann, die unselige Trennung zwischen Geistes- und Naturwissenschaften aufzuheben. Diese Trennung erscheint im neuen Denken als ein ‚Artefakt‘ des klassischen Denkens aufgrund falscher Voraussetzungen.
(2) Diese veränderte Sicht auf das Verhältnis zwischen ‚Geist‘ und ‚Materie/ Energie‘ wirkt sich auch aus auf eine veränderte Sicht zum Glauben an das mit ‚Gott‘ Gemeinte, zur Rolle der Religionen und Kirchen (siehe z.B. den Blog zum 24.Dez.2012 und seinen Teil 2).
(3)In diesem Zusammenhang bin ich auf das Buch von Stuart Alan Kauffman gestossen „Reinventing The Sacred. A new View of Science, Reason, and Religion.“ (etwa: Die Wiederentdeckung des Heiligen. Eine neue Sicht der Wissenschaft, des Verstandes und der Religion). Veröffentlicht 2008 (siehe weitere Angaben zu Kauffman unten).

EINSTIEG IN DAS BUCH

(4) Die Einleitung und das erste Kapitel sind ein wenig ’schleppend‘ und ich war schon fast versucht, es wieder weg zu legen, aber dann ab S.10 nimmt das Bucht deutlich Fahrt auf. Und ich habe den Eindruck, dieses Buch kann helfen, die neue Sicht insbesondere im Bereich Physik und Biologie weiter zu differenzieren. Außerdem hat das Buch die unangenehme Eigenschaft, dass Kauffman praktisch nirgends richtig zitiert. Es gibt zwar im Anhang verschiedene Quellenangaben, aber im Text werden die Namen von Autoren oder deren Aussagen zwar erwähnt, aber es gibt keine klare Quellenangaben. Das ist schade, ärgerlich und erschwert das Nachlesen (in diesem Blog mache ich das zwar auch sehr oft, aber es ist auch ein Blog und keine offizielle Veröffentlichung).
(5) Das große Thema des Buches ist nach Kauffman die Unzulänglichkeit einer Physik (bzw. der ganzen Naturwissenschaft), sofern sie sich ‚reduktionistisch‘ versteht, d.h. die Wirklichkeit ausschließlich interpretiert als Rückführung aller Phänomene auf eine Ansammlung von Teilchen. Dieser Denkweise hält er Fakten entgegen, die aus seiner Sicht etwas anderes repräsentieren: die ‚Emergenz‘ des Biologischen, das sich von der Molekülebene aus bis hin zu den komplexen gesellschaftlichen Ausprägungen als eine Form des ‚Zusammenwirken‘ zeigt, die sich nicht aus den physikalischen Gesetzen ableiten lässt, aber dennoch ‚real‘ ist. D.h. es gibt Realität, die uns alle bestimmt, die sich nicht physikalisch (bzw. allgemeiner ’naturwissenschaftlich‘) erklären lässt.
(6) In diesem ‚irreduziblen‘ Phänomen des ‚Biologischen‘ sieht Kauffman eine ‚Kreativität‘ am Werk, die typisch ist für diese Phänomene und er möchte den Begriff ‚Gott‘ für diese das ganze Universum durchwaltende ‚Kreativität‘ benutzen, sozusagen das mit ‚Gott‘ Gemeinte als das sich überall ‚kreativ‘ Zeigende und darin sich Manifestierende (vgl. z.B. S.XI). In diesem Verständnis sieht er einen Anknüpfungspunkt an den weltweiten Glauben an einen Schöpfergott (‚creator god‘), speziell natürlich in der jüdisch-christlichen Tradition (vgl. S.XII). Damit wird das Göttliche stückweise ‚empirisch‘, was neue Ansatzpunkte liefert für ein in der Welt lokalisierte ‚Spiritualität (’spirituality‘), für eine Wiederentdeckung des ‚Heiligen‘ (’sacred‘).(vgl. S.XII)
(7) Den ‚Reduktionismus‘ sieht er schon in den Anfängen der Wissenschaft (Galilei, Descartes, Newton, Laplace) gegeben (vgl. S.2), er kulminiert in der modernen Sicht, dass die Physik letztlich annimmt, dass wir ‚am Grunde‘ der Materie nur ‚Partikel oder Strings haben, die sich in Bewegung befinden‘ (vgl. S.3). Aber mit dieser Basis lässt sich die Vielfalt der biologischen Phänomene nicht beschreiben, auf keinen Fall ‚voraussagen‘. (vgl. S.3ff) Und von daher kann er sagen, dass diese (biologischen) Phänomene (dazu gehören auch die gesellschaftlichen Ausprägungen, insbesondere die Wirtschaft) jenseits der bisherigen Naturgesetze liegen. (Vgl. S.5)
(8) Für Kauffman charakteristisch am Biologischen ist neben seiner vollständigen Nicht-Voraussagbarkeit dass es sich trotz nicht vorhandener Gesetze quasi von selbst organisiert, eine große Vielfalt entwickelt, dabei aber kohärent bleibt.(vgl. S.6) Eine Besonderheit des Biologischen in ihrem selbstorganisatorischen Auftreten ist auch die Eigenschaft der ‚Agentenschaft‘ (‚agency‘), die einhergeht mit Fragen von ‚Werten‘ (‚values‘) und des ‚Tuns‘ (‚doings‘). Biologische Systeme sind nicht ’neutral‘, sondern sie sehen in allem ‚Werte‘. (vgl. SS.6-9)
(9) Und in diesem Kontext der sich überall zeigenden Kreativität wiederholt er seinen Vorschlag aus dem Vorwort, dass das mit ‚Gott‘ Gemeinte zu sehen ist als dasjenige, was sich in all dem manifestiert. Dazu gehört auch eine entsprechende ‚Mystik‘.(vgl. S.6,9)

REDUKTIONISMUS (VERSUCH DER ZURÜCKFÜHRUNG ALLER PHÄNOMENE AUF EINFACHSTE ELEMENTE)

(10)Der Punkt ohne Wiederkehr der Reduktionisten sind die einfachsten, kleinsten Elemente/ Teilchen/ Strings mit ihrer ‚Selbstbewegung‘, hinter und neben denen nichts mehr geht. Kauffman zitiert hier u.a. das Diktum des (großen?) Physikers Weinberg „Je mehr wir das Universum verstehen, umso bedeutungsloser wird es.“(vgl. S.10)
(11)Diese Art des reduktionistischen Denkens weist vielerlei Schwachstellen und Ungereimtheiten auf. Ungereimtheiten, die nah betrachtet eigentlich schon eher eklatante Denkfehler sind, bei denen man sich nur wundern kann, dass Nobelpreisträger sie nicht wahrhaben wollen. Doch zunächst wiederholt Kaufffman einige dieser Ungereimtheiten auf den SS.10-18. Mit der Fixierung des Blicks auf letzte kleinste Elemente gibt es keine ‚Handelnde‘ (‚agency‘) mehr, damit keine ‚Werte‘ und keine ‚Bedeutung‘. Eine ‚teleologische Sprache‘ ist verpönt. Newtons Gesetze induzieren einen umfassenden Determinismus (allerdings noch mit einer umkehrbaren Zeit!). Theistische Gottesauffassungen tendieren nun zu ‚Deistischen‘ (Gott als ‚Uhrmacher‘-Typ…); Gott interveniert nicht mehr. (vgl.S.15) Ein ‚freier Wille‘ wird fragwürdig. Wie soll der Geist mit einem mechanistischen Körper interagieren? Descartes kreiert den expliziten Dualismus.(vgl. S.15)

ARGUMENTE GEGEN EINEN NAIVEN REDUKTIONISMUS

(12)Kauffman zitiert auf den SS.19-21 den Physiker und Nobelpreisträger Philip W.Anderson, der in einer Arbeit 1972 darauf aufmerksam gemacht hat, dass es mit steigender Komplexität in der Anordnung der Atome in Moleküle ‚Symmetriebrüche‘ dahingehend gibt, dass die Lokalisierung der Atome in diesen Verbindungen ab einem bestimmten Punkt nicht mehr in alle mögliche Richtungen stattfindet, sondern nur noch in bestimmte (man spricht von ‚Chiralität‘ im Sinne von ‚Rechts-‚ oder ‚Linkshändigkeit‘). Dies bedeutet, dass auf einer ‚höheren‘ Organisationsebene ‚Phänomene‘ ‚real‘ werden, die sich nicht aus den einzelnen ‚Bestandteilen‘ ‚ableiten‘ lassen. Ein Reduktionismus würde hier nicht nur nichts erklären, sondern würde – im Gegenteil – reale Phänomene ‚leugnen‘.
(13)Kauffman zitiert auf den SS.22f nochmals Anderson mit einer Überlegung zur Berechenbarkeit und dass dieser Berechenbarkeitsbegriff nicht auf physikalischen Eigenschaften beruht. Hier gehen nach meinem Verständnis aber verschiedene Dinge durcheinander. (i) Die Vermischung des Konzepts ‚Turingmaschine‘ von Turing mit dem Rechnerarchitekturkonzept von von Neumann: Turing hatte keine Rechnerarchitektur beschrieben sondern ein logisch-mathematisches Konzept für Berechenbarkeit formuliert, das keinerlei Annahmen bzgl. einer bestimmten Architektur trifft (im Gegensatz zu von Neumann); (ii) die Anführung der Unentscheidbarkeits- und Unvollständigkeitsbeweise von Goedel und Turing an dieser Stelle wirken ein wenig ‚Beziehungslos‘; man weiß nicht so richtig, was sie hier sollen; (iii) die Beweise mit Hilfe der Turingmaschine sind nicht an konkrete physikalische Eigenschaften geknüpft: dies benutzt Anderson/ Kauffman als Argumente gegen den Reduktionismus. Hier zeigen sich Eigenschaften auf einer ‚höheren Ebene‘, die sich nicht auf einzelne Bestandteil zurückführen lassen.
(14)Kauffman erwähnt auf SS.23f das philosophische Konzept der ’supervenience‘ (von vielen einzelnen Aussagen auf einer ‚tieferen‘ Ebene auf eine Aussage auf einer ‚höheren‘ Ebene schließen, wobei die ‚höhere‘ Ebene ‚types‘ (Typen, Klassen) verkörpert und die tiefere (Realisierungs-)Ebene ‚token‘ (Instanzen, Elemente der Klassen). Diese Einlassung bleibt allerdings zu vage, um ihre Tragweite beurteilen zu können.
(15)Kauffman zitiert dann einen anderen Nobelpreisträger, den Physiker Robert Laughlin (SS.24f). Am Beispiel von Gasen und festen Körpern macht Laughlin darauf aufmerksam, dass viele reale Eigenschaften von solchen großen Aggregaten nur messbar und definierbar sind auf der Ebene der Gesamtaggregate; eine Rückführung auf die einzelnen Bestandteile macht keinen Sinn.
(16)Kauffman zitiert ferner (S.25) den Physiker Leo Kadanoff (kein Nobelpreisträger, aber lange Jahre Präsident der amerikanischen Gesellschaft der Physiker (‚American Physical Society (APS)‘). Er konnte aufzeigen, dass die Navier-Stokes Gleichungen für das Verhalten von Flüssigkeiten, die nicht quantenmechanisch abgeleitet werden können, von einem idealisierten (mathematischen) Modell abgeleitet werden können. Auch diese Eigenschaften hängen also nicht ab von den zugrunde liegenden Elementen/ Teilchen/ Strings.
(17)Auf den SS.25-27 erwähnt Kauffman das Beispiel der klassischen Thermodynamik von Sadi Carnot, nach dem (2.Hauptsatz der Thermodynamik) die Entropie in einem geschlossenen System nur zunehmen kann. Dies bedeutet, dass die Zeit nur eine Richtung kennt. Damit entsteht ein Widerspruch zur klassischen Mechanik von Newton, in der die Zeit sowohl ‚vorwärts‘ wie auch ‚rückwärts‘ laufen konnte. Boltzman, Gibbs und andere haben zwar versucht, diesen Widerspruch durch Einführung der statistischen Mechanik zu lösen (alle Elemente streben dem Zustand einer ‚höheren Wahrscheinlichkeit‘ zu), aber diese Begründung erfolgt nicht aus den Elementen selbst, sondern aufgrund von Zusammenhängen, die über die einzelnen Elemente hinausgehen (Kauffman zitiert stattdessen ein anderes Argument, das mich nicht überzeugt).
(18)Auf den SS.27f diskutiert Kauffman das Problem der Naturkonstanten. Das Standard-Modell der Physik vereint mit der allgemeinen Relativitätstheorie können das bekannte Universum nur erklären, wenn sie 23 spezielle Naturkonstanten annehmen. Die konkreten Werte dieser Konstanten lassen sich nicht irgend woher aus einem Modell generisch ableiten, sondern müssen speziell, von Hand, bestimmt werden. Verändert man einzelne Werte auch nur geringfügig, dann hätten wir ein vollständig anderes Universum. Nach dem Physiker Lee Smolin würde schon eine Abweichung in der Größenordnung von (1/10)^27 das Universum ‚lebensunfreundlich‘ machen. (Vgl.S.28). Diese speziellen Makroeigenschaften lassen sich in keiner Weise aus den bekannten Eigenschaften der einzelnen Elemente/ Teilchen/ Strings ableiten. Sie zeigen sich nur im Zusammenhang.
(19)Mögliche Antworten (vgl. S.28f) sind das starke und das schwache anthropische Prinzip: (i) Im starken anthropischen Prinzip wird ein Schöpfer-Gott angenommen, der die Welt genauso geschaffen hat, wie sie nun mal für ‚Leben‘ günstig ist. Dies ist aber keine überzeugende Antwort. (ii) Im schwachen anthropischen Prinzip nimmt man eine Vielzahl von Welten an. Einige von diesen haben die Parameter so, wie sie für das Leben ‚günstig‘ sind; unser Universum ist eines davon.
(20)Die Annahme einer Vielzahl möglicher Universen hat bislang die meisten Argumente für sich. Die Position des klassischen Reduktionismus wirkt in diesem Kontext mehrfach unglaubwürdig und letztlich argumentativ schwach.

DIE NICHTREDUZIERBARKEIT DER BIOLOGIE AUF DIE PHYSIK

(21)Auf den Seiten 31-43 entwickelt Kauffman zusätzliche Argumente, warum der klassische Reduktionismus nicht funktioniert, indem er die Besonderheiten der Biologie thematisiert. Allerdings springt er nach meinem Verständnis bisweilen zwischen verschiedenen Argumenten im Text hin und her, was die Argumentation erschwert.
(22)So ist der anfängliche Hinweis des Einflusses von Malthus auf Darwin wenig geeignet, die Besonderheit des Phänomens des Biologischen heraus zu stellen. Dies ist schon eher gegeben mit der Einsicht Darwins, dass zwischen der Elterngeneration und der Kindgeneration Veränderungen stattfinden können, die je nach Kontext mehr oder weniger ‚erfolgreich‘ sein können. Dies führte einerseits zum Aufsprengen des statischen Klassifikationssystems von Carl Linnaeus (vgl. S.32) und erlaubte eine zunehmende ‚logische‘ Interpretation der geologischen Befunde. (vgl.S.33) In den 1930igern vereinigte sich das evolutionäre Konzept Darwins mit der modernen Genetik (Mayer, Dobzhansky u.a.), weiter intensiviert durch die Erkenntnisse der Molekularbiologie ab den 1950igern (Watson, Crick u.a.).(vgl. S.33) Das Feststellen von Eigenschaften auf höherer Ebene der Komplexität, die sich nicht aus den zugrunde liegenden Elementen direkt ableiten lassen, nennt Kauffman dann ‚epistemologische Emergenz‘ (also etwa ‚Emergenz aus erkenntnistheoretischer Sicht‘), und die reale Gegebenheit von biologischen Strukturen höherer Komplexität bezeichnet er als ‚ontologische Emergenz‘. (vgl. S.34)
(23)Die Entstehung der vielen, immer komplexeren Arten, dazu stark variierend, lässt sich nach Kauffman nicht allein aus den beteiligten Elementen ableiten. Dies ist allein schon deshalb schwierig, weil viele wichtige beteiligten Faktoren ‚zufälliger‘ Natur sind. (vgl. S.37f) Dazu kommt aber noch ein ganz anderer Umstand. Nimmt man – mit den meisten Physikern – an, dass die Raum-Zeit kontinuierlich ist [Anmerkung: was nicht zwingend der Fall sein muss], dann hat Georg Cantor (1845 – 1918) aufgezeigt, dass die reellen Zahlen eine überabzählbar große Menge darstellen. Dies bedeutet, man kann sie nicht aufzählen. Dies wiederum bedeutet, dass es keinen Computer geben kann, diese Menge zu simulieren. Dies gilt dann auch für ein Universum mit einer kontinuierlichen Raum-Zeit.(vgl. S.39f)
(24)Dieses letzte Argument von Kauffman mit der Nichtaufzählbarkeit empfinde ich als wenig zwingend (wenngleich die Nichtaufzählbarkeit als solche natürlich Fakt ist). Wichtiger sind vielmehr jene Argumente, die auf zentrale Eigenschaften des Biologischen abheben, die sich nicht aus den Bestandteilen alleine ableiten lassen. In diesem Sinne verweist Kauffman auf den Umstand, dass der Mechanismus der Selbstreproduktion nicht an ein bestimmtes Material gebunden ist und sich von daher im gesamten Universum ‚irgendwo‘ ereignen könnte. (vgl. S.40f) In diesen Zusammenhang gehört das Astrobiologie-Programm und die Entwicklung einer ‚Allgemeinen Biologie‘, die über die Bedingungen des Lebens auch jenseits der Bedingungen auf der Erde nachdenkt.
(25)Kauffman spekuliert dann auch darüber, dass die Entdeckung des evolutionären Prinzips durch Darwin nicht nach dem Muster der ‚Induktion‘ entstanden sei, also viele einzelne Beispiele und dann eine verallgemeinernde Idee, sondern dass Darwins Überlegungen auf einer komplexeren Ebene abgelaufen seien, auf der er seine Konzepte definiert habe. (vgl.41-43) Diese Überlegungen erscheinen mir sehr spekulativ und wenig hilfreich. Entscheidend ist, ob wir empirische Phänomene einer Art P haben, die sich nicht aus den Eigenschaften P‘ vermuteter ‚einfacherer‘ Bestandteile direkt ableiten lassen. Wenn nicht, dann haben wir mit den Phänomenen P ‚genuine‘ empirische Phänomene, die erst auf einer höheren Organisationsstufe ’sichtbar‘ werden. Ob diese Einsichten ‚induktiv‘ oder ‚deduktiv‘ gewonnen wurden, spielt keine Rolle.
(26)Als solche ‚genuinen‘ Eigenschaften der Biologie nennt Kauffman Eigenschaften wie sie mit den Begriffen ‚Leben‘, ‚Handelnder‘, ‚Wert‘, ‚Bedeutung‘, ‚Bewusstsein‘ bezeichnet werden.

URSPRUNG DES LEBENS

(27)Auf den SS.44-71 versucht Kauffman, den Ursprung des Lebens mit den Augen einer Allgemeinen Biologie zu bestimmen, die als Disziplin nicht nur völlig eigenständig gegenüber einer Physik ist, sondern darüber hinaus diese sogar beeinflussen und herausfordern kann. [ANMERKUNG: in einem Gespräch mit meinem Freund, dem Physiker MW (nicht zu verwechseln mit dem Physiker vom Cafe Siesmayer, das war der Freund und Physiker MK), hatten wir letztlich den Punkt der Disziplingrenzen diskutiert. Er meinte, dass es keine klaren Grenzen gäbe, wo die Physik anfängt oder aufhört. Letztlich hat die Physik einen ganz allgemeinen Erklärungsanspruch bzgl. der erfahrbaren Natur. Wenn sie das Biologische als eigenständiges Naturphänomen akzeptieren würde – woran sie niemand hindern kann außer sie sich selbst – dann gäbe es keine Abgrenzung hin zur Biologie).
(28) Die Ideen zur Entstehung des Lebens konzentrieren sich letztlich um die Frage eines geeigneten Modells, die Entstehung einer biologischen Zelle zu erklären. Eine Zelle wird dabei als ein ‚offenes System‘ angenommen, das sich nicht in einem Gleichgewichtszustand‘ befindet und zur Erhaltung dieses Nicht-Gleichgewichts beständig Energie zuführen muss. Zusätzlich besitzt sie die besondere Eigenschaft, sich selbst vollständig zu Duplizieren. (vgl.S.46f) Da eine ’normale‘ Zelle schon sehr komplex ist, wird nach ‚einfacheren Vorläuferstufen‘ gefragt, aus denen sich dann das komplexere Modell herleiten lässt.
(29)Nach Kauffman versteht die Wissenchaft bis heute nicht genau, wie die Verdopplungsfähigkeit genau funktioniert. Er will daher zunächst der Frage nachgehen wie sich Moleküle in einfachen Systemen reduplizieren können.(vgl.S.47)
(30)Kauffman diskutiert dann mehrere Theorieansätze (vgl. SS.47-54), bis er den Theorieansatz vorstellt, den er ‚kollektive Autokatalyse‘ nennt. Damit ist gemeint, dass die Molküle einer Menge sich zwar nicht selbst reproduzieren können, aber sie dienen sich wechselseitig als Katalysatoren, dass andere Moleküle dies tun können.(vgl. S.55) In diesem Sinne sind z.B. die Zellen in unserem Körper ‚autokatalytische‘ Zellen: die einzelnen Moleküle in der Zelle können sich selbst nicht vermehren, aber die Zelle als ganze wirkt als Katalysator dafür, dass die vielen Moleküle im Innern der Zelle dies können.(vgl.S.56) Dies bedeutet, dass das Gesamtverhalten ein wesentlicher Faktor darstellt, damit zwischen den Elementen bestimmten Reaktionen möglich sind.(vgl. S.58f)
(31)Für die Theorie der autokatalytischen Mengen benutzt Kauffman das Konzept des ‚Zufallsgraphen‘ (random graphs) von Paul Erdös und Alfréd Rényi (1959), der dann zum Konzept des ‚chemisch-Reaktionsgraphen‘ erweitert wird. Die verschiedenen chemischen Reaktionen werden dann in Form unterschiedlicher verbindender Kanten/ Pfeile repräsentiert. (vgl.SS.61ff) Mit Hilfe dieses Graphenkonzeptes lässt sich einfach ein ‚aktueller‘ Zustand definieren und ein ‚Nachfolgezustand‘, durch den die Menge der ‚möglichen neuen Nachbarn‘ (‚the adjacent possible‘) definierbar wird.(vgl.S.64) Im Übergang zu den neuen Nachbarn wird ein neuer aktueller Zustand zusammen mit den soeben neuen Nachbarn definiert, der wieder neue Nachbarn erlaubt, usw. Mit Hilfe dieses ‚Ausbreitungskonzeptes‘ will Kauffman auch ‚Kreativität‘ definieren, die Kreativität des Universums. (vgl. S.64) Simulation einfacher Modelle solcher autokatalytischer Mengen haben nun gezeigt, dass ab einer bestimmten Anzahl von Elementen die ‚Reaktionsdichte‘ natürlicherweise zunimmt, was dann sehr schnell zu großen ‚Clustern‘ führt.(vgl.S.65f)
(32)Andere haben diese Modelle dahingehend weiterentwickelt, dass sie sich ‚vererben‘ können und bei dieser Vererbung Veränderungen erlauben.(vgl. S.67f) Weitere Eigenschaften (Quellen von freier Energie, Metabolismus) lassen sich in dieses Modell integrieren. (vgl.SS.68-70) Noch ist offen, ob sich dieses mathematische Modell voll lauf reale Molekülmengen anwenden lässt. Klar ist allerdings, dass sich die Eigenschaften des Gesamtsystems nicht aus den Bestandteilen alleine herleiten lässt. Ein klassischer Reduktionismus wäre also ausgeschlossen.
(33)Fortsetzung folgt … kritische Auseinandersetzung am Schluss…

Fortsetzung von TEIL 2

Quellen:

Kauffman, S.A., Reinventing the Sacred. A new View of Science, Reason, and Religion. New York: Basic Books, 2008 (Paperback 2010)

Über S.A.Kauffman in der Englischen Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Stuart_Kauffman (Zuletzt besucht 5.Jan.2013)

Interessante Vorlesungen von Kauffman als Videos: http://csb.cs.tut.fi/stu_news.php (Zuletzt besucht 5.Jan.2013)

Eine Übersicht über alle bisherige Blogeinträge nach Themen findet sich HIER

Der Ursprung und die Evolution des Lebens auf der Erde. Leben als ein kosmischer Imperativ. Reflexionen zum Buch von Christian de Duve. Teil 1

Fossilien, Gehirn, Geist, Innovation, Interpretation, Leben, Leben - Ursprung und Bedeutung, Nukleinsäure, Physik, Proteine, Universum, Vorfahren - genetische

Christian de Duve, VITAL DUST. Life as a Cosmic Imperative, New York: Basic Books, 1995

Beginn: 14.Okt.2012, 11:10h

Letzte Änderung: 20.Okt.2012, 11:30h

  1. Ich bin auf das Buch von Christian de Duve aufmerksam geworden durch das Buch von Paul Davies.
  2. Christian de Duve bekam 1974 zusammen mit Albert Claude und George Palade den Nobelpreis in Physiologie in seiner Eigenschaft als Zytologe und Biochemiker für die Erkenntnisse zur Struktur und Funktion der Zelle (eine Biographie findet sich auf der Seite der Nobelpreisverleihung.
  3. Man muss sich immer wieder fragen, warum man sich die Zeit nimmt, Bücher zu lesen, deren Inhalt zwangsläufig weniger ‚aktuell‘ ist als die entsprechenden Artikel in den einschlägigen wissenschaftlichen Zeitschriften (‚journals‘). Meine Erfahrung ist aber die, dass die Zeitschriftenartikel immer sehr punktuell sind, wenig Kontext sichtbar machen, und daher das Verständnis eines größeren Zusammenhangs nur bei Lektüre von vielen hundert Artikeln möglich ist (abgesehen davon, dass der heutige Zwang zur Spezialisierung und der übermäßige Druck zum Publizieren wenig geeignet ist, Qualität zu unterstützen. Dazu kommen immer mehr ‚Zitierkartelle‘, durch die bestimmte Arbeitsgruppen versuchen, sich im ‚Haifischbecken‘ der internationalen Anerkennung ‚Gehör‘ zu verschaffen. Weiterhin gibt es den rein statistischen Impactfacor im Verein mit ‚wissenschaftspolitisch orientierten‘ Redaktionen). Die Bücher von Wissenschaftlern mit Rang (wie Davies, Duve, Heisenberg, Schrödinger usw.) enthalten in der Regel einen ‚Metatext‘, implizite ‚Kontexte‘, die die vielen Details in einen Zusammenhang stellen, der es allererst erlaubt, die vielen Details zu gewichten. Sie ersetzen die Lektüre aktueller Artikel nicht, aber sie bilden nach meinem Verständnis einen notwendigen Interpretationskontext, ohne den alles eher ‚unkoordiniert‘, ‚wirr‘ erscheint.
  4. Wie so viele andere beginnt Duve sein Buch in der Vorrede mit der bezeichnenden Feststellung, dass er über das Thema nur schreiben kann, indem er seine Fachgrenzen übersteigt. Niemand habe heute mehr das umfassende Wissen das notwendig sei. Dennoch können wir über unsere Stellung im Kosmos nur Klarheit gewinnen, wenn wir den Gesamtzusammenhang in den Blick nehmen. Und das Leben – einschließlich unserer selbst –, das wir verstehen wollen, gehört zum Komplexesten, was das Universum bisher hervorgebracht hat (vgl. S.xiii).
  5. Er beklagt, dass der normale Wissenschaftsbetrieb für solche umfassenden Betrachtungen nicht ausgelegt ist. Das Alltagsgeschäft und die zunehmende Spezialisierung liegen konträr zur Forderung einer integrativen Gesamtsicht (vgl. S.xiii.f).
  6. Am Ende seines Buches ‚Blueprint for a Cell‘ (1991) war er schon zu der Einsicht gekommen, dass das Leben sich ‚obligatorisch‘ aus den Eigenschaften der Materie ergeben haben muss, eine Einsicht, die weitere Fragen mit sich bringt. (vgl. S.xiv)
  7. In all seinen Untersuchungen geht er davon aus, dass die Phänomene des Lebens sich als ‚rein natürlicher Prozess‘ erklären lassen, durch Bezug auf jene empirischen Gesetze, die auch in den anderen naturwissenschaftlichen Gebieten gelten.(vgl. S.xiv)
  8. Ausgestattet mit diesen Prämissen meint Duve in dem Prozess des Kosmos eine Zunahme von ‚Komplexität‘ zu erkennen, die er in sieben Stufen anordnet: Beginnend mit deterministischen chemischen Prozessen (vor ca. 4 Mrd. Jahren), sieht er in den Wechselwirkungen der chemischen Bestandteil ‚Informationen‚ am Werke, die steuernd wirken; es bilden sich komplexe Protozellen als Vorläufer von Zellen; dann Einzelzellen, die sich unterschiedliche Protozellen als Bestandteile einverleiben. In diesen Zusammenhang gehört auch die ‚Erfindung‘ der Photosynthese, die es erlaubt, Sauerstoff abzuspalten und damit zur Bildung einer Sauerstoffatmosphäre führte. Multizelluläre Organismen besiedeln das Land; erst Pflanzen, dann auch Tiere. Die Fortpflanzungstechniken (Sexualität) passen sich den neuen Verhältnissen an. Bei den Pflanzen von Sporen zu Samen zu Blüten zu Früchten. Bei den Tieren von einer Entwicklung im Wasser zu Kopulation, zu Eiern im Wasser, dann auf dem Land, dann im Bauch. Schließlich bilden sich immer komplexere Netzwerke von neuronalen Zellen, die als Gehirn (‚brain‘), die Grundlage für ein neues Phänomen, den Geist (‚mind‘) bilden. Dies führt zu einer extremen Beschleunigung bei der Entwicklung des Menschen. (vgl. S.xvi-xvii)
  9. Für Duve ist es wichtig, festzustellen, dass das Phänomen des Geistes eine natürliche Manifestation der Materie ist, kein ‚Witz‘ (‚joke‘).(vgl.S.xviii)
  10. [ANMERKUNG: Es ist nicht üblich, in einem Vorwort mehodologische Aspekte zu diskutieren. Da wir hier die Thematik aber aus philosophischer Sicht behandeln, soll hier angemerkt werden, dass die primäre Untersuchungsperspektive die der Naturwissenschaften sein soll. Nimmt man dies an, dann fallen zwei Begriffe auf ‚Komplexität‘ und ‚Geist‘.
  11. ‚Komplexität‘ ist ein theoretischer Begriff, der nicht nur einen bestimmten ‚Theorierahmen‘ voraussetzt, sondern dessen Bedeutungsbereich selbst schon theoretische Begriffe sein müssen, die bestimmten theoretischen Anforderungen entsprechen. Es ist im weiteren Verlauf darauf zu achten, wie Duve mit diesem Begriff umgeht.
  12. ‚Geist‘ ist – nach normalem Sprachgebrauch – kein Begriff aus dem Bereich der Naturwissenschaften. Der Begriff ‚Geist‘ hat eine vielschichte ‚Begriffsgeschichte‘. In den meisten Fällen verbindet man den Begriff ‚Geist‘ mit Eigenschaften von ‚Menschen‘, deren ‚Verhalten‘ man ‚Eigenschaften‘ zuschreibt, die man mit ‚Geist‘ verknüpft. Die Verwendungsweise dieses Begriffs ist aber alles andere als klar. Selbst in der modernen Philosophie gibt es hier keine einheitliche Position. Man darf also gespannt sein, wie Duve diesen Begriff in seinem Buch verwenden wird.
  13. Ferner fällt auf, dass Duve die ‚kosmologische Vorgeschichte‘ in seiner Komplexitätshierarchie ausklammert. Diese wird heute in der neueren Astrobiologie sehr intensiv behandelt. Aus diesen Untersuchungen wissen wir, dass die Vorgeschichte ‚wesentlich‘ ist für die Rahmenbedingungen, unter denen Leben auf der Erde entstehen konnte. Man wird also prüfen müssen, inwieweit sich diese Ausklammerung auf die Ausführungen Duves merklich auswirken.]
  14. In der Einleitung wiederholt Duve die These, dass das Phänomen ‚Leben‘ auf der Erde das außergewöhnlichste Ereignis (‚most extraordinary adventure‘) im bekannten Universum ist und er wiederholt, dass man in dieser Geschichte des Lebens eine Reihe von ‚Innovationen‘ erkennen kann, die sich durch einen jeweiligen Anstieg an ‚Komplexität‘ auszeichnen. Und zur Beschreibung all dieser Phänomene genügen die Gesetze der ‚Physik‘ und ‚Chemie‘. (vgl.S.1)
  15. [ANMERKUNG: Neben den schon getätigten Anmerkungen oben sollte man sich im Hinterkopf behalten, dass der Physiker Paul Davies bzgl. der ‚Beschreibungskraft‘ der Physik eher kritisch daher kommt. Natürlich bleibt uns kaum eine Alternative zum Ansatz einer experimentellen Naturwissenschaft, aber es kann sein – was Davies ausdrückt – dass eine bestimmte Disziplin zu einem bestimmten Zeitpunkt selbst noch zu wenig Erkenntnisse verfügbar hat, um ein ‚komplexes‘ Phänomen adäquat beschreiben zu können. Dies sind die interessanten Grenzfälle, die die Chance bieten, vorhandene Schwachstellen in der Erkenntnis zu identifizieren und evtl. zu verbessern. Um solche Schwachstellen zu erkennen, muss man die methodischen Voraussetzungen immer sehr klar auf den Tisch legen und sich ihrer allzeit bewusst sein. Ob ein Chemiker sich der Grenzen der Physik allzeit voll bewusst ist, darf man zunächst einmal methodisch anzweifeln. Von daher ist es gut, die Worte von Paul Davies nicht zu vergessen.]
  16. Duve beginnt mit der weiteren These, dass das Phänomen des Lebens ‚eins‘ sei, da es aus dem gleichen ‚Material‘ bestehe, da es sich nach den gleichen ‚Prinzipien‘ gebildet habe, und da es – nach allen bisherigen Untersuchungen – auf die gleichen gemeinsamen ‚Vorstrukturen‘ zurückverweisen. (vgl. S.1)
  17. Mit ‚Material‘ meint er ‚Proteine‘ und ‚Nukleinsäuren‘ (’nucleic acids‘). Protein sind Sequenzen von – standardmäßig 20 (in Ausnahmen auch 22) verschiedenen — Aminosäuren, so dass man Proteine auch als ‚Worte‘ über dem Alphabet der Aminosäuren bezeichnet. Die vergleichenden Analysen von Proteinen und Nukleinsäuren haben bislang eine so hohe ‚Ähnlichkeit‘ zwischen allen bekannten Lebewesen gezeigt, dass eine rein ‚zufällige‘ Bildung auszuschließen sei, eine Ähnlichkeit, die zudem jeweils auf gemeinsame Vorstufen verweise. Daraus ergibt sich die weitere Frage, wann und wie es zu den ‚ersten‘ Strukturen kam, die wir als ‚Leben‘ bezeichnen?(vgl. S.1f)
  18. [ANMERKUNG: Bezeichnet man das Alphabet der Aminosäuren, die zum Einsatz kommen mit ‚A‘ und gibt man die Anzahl der Elemente des Alphabets an mit 20 (22), dann kann man schreiben |A| = 20 (22). Die Menge aller ‚Worte‘ (= Sequenzen) über dem Alphabet bezeichnet man normalerweise mit ‚A*‘. Ein einzelnes Protein p aus der Menge aller Proteine P ist dann ein Element aus dieser Menge, also ‚p in A*‘ bzw. ‚P subset A*‘. Die tatsächlich vorkommende Menge der Proteine sei ‚P+ subset P‘. Für die Menge aller theoretisch möglichen Proteine P gilt |P| = 20^L (bzw. 22^L) mit ‚L‘ als Länge eines Proteins. Also bei L=2 gibt es theoretisch schon 22^2 = 484 verschiedene Proteine. Bei 22^8 = 54.875.873.536, usw. Umso größer die Zahl der theoretischen Möglichkeiten wird, umso geringer wird die Wahrscheinlichkeit für ein bestimmtes Protein, vorzukommen, nämlich ‚1/20^L‘.
  19. Auch sollte man beachten, dass das ‚Material‘ der Proteine und Nukleinsäure nur einen kleinen Ausschnitt aus dem darstellt, was die Physik heute als ‚Materie‘ bezeichnen würde. Der heutige Materiebegriff ist grundsätzlich verschieden von dem Materiebegriff der vorausgehenden Jahrhunderte und allemal der vorausgehenden Jahrtausende. Fast alle philosophischen Aussagen, die irgendwie Bezug nehmen auf den Begriff ‚Geist‘ im Unterschied zu ‚Materie‘ sind aus heutiger Sicht von daher stark ‚wertlos‘ geworden, da sie Voraussetzungen implizieren, die so einfach nicht mehr stimmen. In vielen Diskussionen — insbesondere auch theologischen — wird dies kaum bis garnicht beachtet.
  20. Die Angaben zu den konkreten Details der Gemeinsamkeiten zwischen den verschiedenen ‚Lebensmaterialien‘ sind an dieser Stelle noch sehr vage. Man sollte dies im Blick behalten.]
  21. Fragt man sich, wie man über die vorausgehende Geschichte der Lebensformen etwas wissen kann, so verweist Duve auf speziell zwei Quellen: Fossilien, die bis zu 600 Mio Jahren zurückreichen sollen und die genetischen Informationen der lebenden Zellen. (vgl. S.2f) Allerdings gibt es noch spezielle Fossilien von Bakterien und den Zellkörpern von Bakterien, die sich in Ablagerungen bis zu 3.5 Mrd Jahre zurück datieren lassen.(vgl. S.4f)
  22. Im Falle lebender Zellen herrscht die Annahme, dass sich Unterschiede im Laufe der Zeit aufgrund von Mutationen gebildet haben können. Je mehr sich unterschiedliche Codes unterscheiden, um so weiter liegen sie zeitlich (man muss dafür die Veränderungsgeschwindigkeit nach Anzahl von Generationen pro Zeiteinheit ermitteln) auseinander. Nach dieser Logik kann man auf der Zeitachse ‚zurückschauen‘ und die sich immer ähnlicher werdenden Vorfahren (‚ancestors‘) identifizieren. Bei diesem Verfahren muss man nicht das gesamte Genom vergleichen, sondern es hilft oft schon nur ein bestimmte Protein zu nehmen, das eine wichtige Funktion ausübt. (vgl. S.3f)
  23. Bei der Frage nach dem Ursprung des Lebens – auf der Erde oder von außerhalb der Erde – sieht Duve momentan keine überzeugenden Argumente für eine eindeutige Entscheidung in Richtung von ‚außerhalb‘ der Erde. Zumal im letzteren Fall die Frage nach der genauen Entstehung weiter im Dunkel verbliebe. Optiert man für den Entstehungsort Erde, dann bleiben ca. 200 Mio Jahre Zeit für solch einen Prozeß auf einer in dieser Phase eher lebensfeindlichen Erde.(vgl. S.6f) [Anmerkung: Eine Klärung der Frage einer möglichen Entstehung auf der Erde ist ja zugleich auch ein Beitrag zur Grundsatzfrage, wie die erste Zelle entstehen konnte (auch wenn bei einer Entstehung auf einem anderen Planeten durch unterschiedliche Randbedingungen Details im Zellaufbau evtl. anders sein würden)].
  24. Dennoch verbleibt die Frage, ob es wissenschaftlich Sinn macht, die Frage nach der Entstehung des Lebens tatsächlich zu stellen? Was, wenn – wie nicht wenige annehmen – die Entstehung des Lebens auf einer Reihe von absolut zufälligen Ereignissen beruht, die sich als solche nicht reproduzieren lassen? (vgl. S.7f)
  25. Dem hält Duve entgegen, dass die schon heute bekannten molekular-biologischen chemischen Mechanismen von Zellen und deren Bestandteile dermaßen komplex und hochorganisiert sind, dass rein logisch ein rein zufälliges Geschehen ausscheidet. Vielmehr sprechen alle Tatsachen dafür, dass es die Struktur der Materie selbst ist, die gewissen Entwicklungstendenzen als hochwahrscheinlich erscheinen lässt, also in dem Sinne, dass die Materie ‚von Leben geschwängert‘ ist (‚pregnant with life‘). Mit dieser Voraussetzung kann Leben quasi ‚überall‘ entstanden sein und wird auch entstehen, wenn gewissen Bedingungen gegeben sein. (vgl. S.6-7)
  26. Dieses ‚Schwanger sein von Leben‘ ist nicht zu verwechseln mit einem ‚Plan‘, oder einem expliziten ‚Design‘. Es realisiert sich vielmehr schrittweise, über viele Zwischenstationen, in denen zu keinem Zeitpunkt der aktuelle Prozess ‚weiß‘, was noch kommen soll. Der aktuelle Prozess lebt im ‚Augenblick‘ und es passiert nur das, was nach den herrschenden Gesetzen zu diesem Zeitpunkt möglich ist. (vgl. S.9f)

Zur Fortsetzung siehe TEIL 2.

Eine Übersicht über alle bisherigen Blogeinträg nach Themen findet sich HIER.

PHILOSOPHIE IM KONTEXT oder: BEGRIFFSNETZE oder: THEORIENETZWERKE

Allgemein, Begriffsnetz, Biologie, Chemie, Computational Philosophy, Daten, Daten empirische, Datensprache, Denken, Denken philosophisch, Denken primäres, Disziplin, Disziplin empirische, Disziplin wissenschaftliche, Erlanger Schule, Konstruktivisten, Messen, Messprozedur, Messwert, Neurowissenschaft, Phänomen, Phänomen empirisches, Philosophie bewusstseinsbasiert, Philosophie computergestützt, Philosophie im Kontext, Philosophie klassische, Philosophy of Science, Physik, Psychologie, Reflexion, Theorie, Theoriedefinition, Theorienetz, Theoriesprache, Theorievergleich, Wissenschaft, Wissenschaftstheorie

Achtung: Es hat sich gezeigt, dass diese Version einen grundlegenden Fehler enthält! Siehe am Ende des Textes den Link auf eine verbesserte Version.

 

(1) In dem Vortrag in Bremerhaven ist die Verzahnung von Philosophie und Wissenschaft hevorgehoben worden. Ansatzweise wurde skizziert, wie eine bewusstseinsbasierte Philosophie als das primäre Denken innerhalb seines Denkraumes einen ‚Unterraum‘ spezifizieren kann, der sich über die spezielle Teilmenge der ‚empirischen Phänomene‘ [PH_Emp] definiert bzw. umgekehrt, wie man ausgehend von den empirischen Disziplinen über die Frage nach den notwendigen Voraussetzungen zu einem größeren Zusammenhang kommen kann, der letztlich mit dem philosophischen Denken zusammenfällt. Versucht man, die begrifflichen Verhältnisse zwischen den verschiedenen hier einschlägigen Disziplinen zu klären, dann wird man alsbald feststellen, dass diese bei den meisten nicht ganz klar sind; dies betrifft die ganze ‚Community‘. Im Folgenden ein weiterer Versuch, die hier geltenden grundsätzlichen Verhältnisse transparent zu machen.

 

(2) Die grundsätzliche Idee (die ich seit mehr als 20 Jahren immer wieder mal auf unterschiedliche Weise versucht habe, — in erster Lnie mir selbst — zu verdeutlichen) ist im Schaubild Nr.1 angedeutet.

 

 

Gesamtrahmen Philosophie und Wissenschaften

 

 

(3) Nimmt man seinen Ausgangspunkt von existierenden empirischen Disziplinen wie Physik [Phys], Chemie [Chem], Biologie [Biol] usw. dann sind diese dadurch gekennzeichnet, dass sie aufgrund spezifischer Fragestellungen und spezifischer Messverfahren entsprechend verschiedene ‚Messwerte‘ gewinnen.

 

(4) Hierbei ist aber zu beachten, dass die empirischen Messwerte zwar – idealerweise – unabhängig von einem bestimmten Körper oder Bewusstsein ‚gewonnen‘ werden, dass sie aber nur in dem Maße in eine wissenschaftliche Theoriebildung eingehen können, als die Messwerte von Menschen auch ‚wahrgenommen‘ werden können, d.h. nur insoweit, als die handlungs- und technikbasierten Messwerte zu ‚bewussten Ereignissen‘ werden, zu ‚Phänomenen‘ [PH]. Als ‚Phänomen‘ ist ein Messwert und ein Zahnschmerz nicht unterscheidbar, allerdings haben sie verschiedene ‚Ursachen der Entstehung‘, die sich in einer ‚Reflexion‘ erschließen lassen. In dem Masse, wie man diese Unterscheidung durchführen kann, kann man dann innerhalb der ‚allgemeinen‘ Menge der Phänomene PH eine spezielle Teilmenge der ’speziellen‘ Phänomene ausgrenzen, also PH_Emp ⊆ PH.

 

 

(5) In diesem Sinne kann man sagen, dass die Menge der empirischen Phänomene sich bezüglich ihrer ’speziellen Herkunft‘ von allen anderen Phänomenen unterscheiden und dass die verschiedenen empirischen Disziplinen sich diese spezielle Teilmenge auf unterschiedliche Weise ‚aufteilen‘. Idealerweise würde man sich die Menge der empirischen Phänomene PH_Emp zerlegt denken in endliche viele disjunkte Untermengen. Ob die tatsächlichen Messverfahren mitsamt den daraus resultierenden Messwerten real vollständig disjunkt sind, ist aktuell offen; spielt für die weiteren Überlegungen zunächst auch keine wesentliche Rolle. Wichtig ist nur, dass in diesem Zusammenhang nur dann von empirischen Daten wie z.B. ‚psychologischen Daten‘ DATA_SR gesprochen werden soll, wenn es reale Messwerte von realen Messvorgängen gibt, die von einem Menschen wahrgenommen werden können und dieser diese Phänomene als entsprechende empirische Phänomene PH_Emp_x interpretiert (das ‚x‘ steht hierbei für die jeweilige Disziplin).

 

(6) Wie in vorausgehenden Blogeinträgen schon mehrfach festgestellt, bilden empirische Daten DATA_x als solche noch keine wirkliche Erkenntnis ab. Diese beginnt erst dort, wo Verallgemeinerungen vorgenommen werden können, Beziehungen erkennbar sind, regelhafte Veränderungen, usw. Die Gesamtheit solcher struktureller Eigenschaften im Zusammenhang mit Daten nennt man normalerweise eine ‚Theorie‘ [TH]. Ob und inwieweit alle heutigen empirischen Disziplinen wirklich systematisches Wissen in Form von expliziten Theorien TH_x entwickeln, steht hier nicht zur Diskussion (es gibt sicher viel weniger explizite Theoriebildung als man sich wünschen würde. Die einzige Disziplin, von der man den Eindruck hat, dass sie überwiegend durch formale Konstrukte begleitet wird, die den Anspruch von Theorien erfüllen, ist die moderne Physik. Alle anderen Disziplinen fallen hinter das Ideal mehr oder weniger weit zurück.).

 

(7) Solange man sich nun innerhalb einer ganz bestimmten Disziplin bewegt, ist die Welt — in gewissem Sinne – ‚in Ordnung‘: man weiß wie man misst und man hat elementare Techniken, wie man Daten strukturiert. Fängt man an, Fragen nach den ‚Voraussetzungen‘ dieser fachspezifischen Theoriebildung zu stellen, nach der Angemessenheit der verwendeten Methoden, wird es schwierig, da für solche Fragen strenggenommen kein Instrumentarium verfügbar ist (Warum und wieso sollte ein Chemiker sich Fragen nach den Grundlagen der Erkenntnis stellen, aufgrund deren er überhaupt etwas erkennt, oder nach dem Problem der sprachlichen Bedeutung, wenn er über chemische Sachverhalte spricht, über die Angemessenheit seiner Begrifflichkeit für den zu untersuchenden Gegenstand, usw.). Noch schwieriger wird es, wenn es um mögliche Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Theorieansätzen geht: ob und wie verhalten sich die Daten und theoretischen Modelle zwischen z.B. beobachtetem Verhalten in der Psychologie TH_SR mit zeitgleichen Messungen im Körper TH_Bd oder spezieller im Nervensystem TH_NN? Wann darf ich denn überhaupt von einer Theorie sprechen? In welchem Sinne kann ich Theorien TH_x und TH_y vergleichen? Diese – und viele andere – Fragen gehen weit über die fachspezifischen Fragestellungen hinaus, verweisen auf allgemeine fachübergreifende Zusammenhänge.

 

(8) Im deutschen Sprachraum gab es in der Zeit von ungefähr 1970 bis 1990 eine Phase, in der man verstärkt von ‚Wissenschaftstheorie‘ sprach als jener ‚Metadisziplin‘, die die allgemeinen Eigenschaften und Randbedingungen von ‚Theorien‘ untersucht und klärt. Im englischen Sprachraum nannte man dies ‚Philosophy of Science‘ (allerdings mit einer nicht ganz deckungsgleichen Bedeutung). Alle diese Strömungen haben – so scheint es – bis heute keinen nachhaltigen Einfluss auf den ’normalen Wissenschaftsbetrieb‘ nehmen können; eher ist das Thema sogar wieder rückläufig. Zwar bräuchte man es aus methodischen Gründen dringen, aber keiner will dafür Geld ausgeben.

 

(9) Die deutschsprachige Wissenschaftstheorie hatte den Nachteil, dass sie zwar versuchte, disziplinenübergreifend strukturelle Eigenschaften von Theorien zu klären, sich aber letztlich weigerte, sämtliche Voraussetzungen (einschließlich ihrer eigenen) zu reflektieren, d.h. die Wissenschaftstheorie nahm zwar einerseits gegenüber den Fachdisziplinen allgemeine Eigenschaften von Denken, Folgern, Sprechen, Messen usw. in Anspruch, die über die engen Fachdisziplinen hinausgehen, weigerte sich aber, diesen Anspruch in letzter Konsequenz zu reflektieren und auszuweisen (auch nicht die Erlanger Schule und die sogenannten Konstruktivisten). Eine solche grundlegende Reflexion war und blieb die Domäne der klassischen Philosophie, von der sich die Wissenschaftstheorie panisch abzugrenzen versuchte.

 

(10) So sehr eine gesunde Kritik an der klassischen Philosophie nottat, eine vollständige Verdrängung der philosophischen Aufgabenstellung und Denkweise wirkte aber wie eine ‚Überreaktion‘; diese hatte zur Folge, dass sich die Wissenschaftstheorie von ihren eigenen Voraussetzungen mittels einer klassischen ‚Verdrängung‘ zu befreien suchte, sich dadurch aber entscheidende Aspekte vergab.

 

 

(11) Wie das Schaubild zeigt, gehe ich davon aus, dass die im Erleben wurzelnde Reflexion der primäre Ausgangspunkt für jede Art von spezialisierendem Denken ist. Selbst eine empirische Disziplin ist im Raum der bewussten Erlebnisse, im Raum der Phänomene, verankert, und was immer ein empirischer Wissenschaftler denkt, er denkt im Rahmen der Denkmöglichkeiten, die ihm über das Bewusstsein und die ‚an das Bewusstsein gekoppelten Subsysteme‘ verfügbar sind. Andere hat er gar nicht. Ein Wissenschaftstheoretiker, der über das theoretische Denken von Fachdisziplinen forschen will, ist auch nicht besser dran. Auch er ist an den Phänomenraum als primärem Bezugssystem gebunden und auch er nutzt jene allgemeinen Reflexionsmöglichkeiten, die im Bewusstseinsraum generell verfügbar sind. D.h. jeder Versuch, eine irgendwie geartetes geordnetes Denken — sei es fachwissenschaftlich oder wissenschaftstheoretisch – als solches auf seine Voraussetzungen und Wechselwirkungen hin zu befragen, muss auf dieses ‚primäre Denken‘ zurückgehen und es für die Erkenntnis nutzen. Dieses primäre Denken aber ist genau das philosophische Denken, das auf der einen Seite mit dem alltäglichen Denken verschwimmt, und auf der anderen Seite in Wissenschaftstheorie oder gar Fachwissenschaft übergeht.

 

(12) Von der Intention her hat sich ‚Philosophie‘ immer als solch ein ‚erstes Denken‘ verstanden, das alles andere Denken umfassen sollte. In der konkreten Ausformung eines solchen ersten Denkens gab es aber immer vielfältige und starke Unterschiede. Generell kann man die Tendenz beobachten, dass das philosophische Denken sich entweder vom alltäglichen und wissenschaftlichen Denken ‚zu weit entfernt‘ hat oder aber umgekehrt diesem ‚zu nah‘ kam. Im letzteren Fall büßte Philosophie ihre kritisch-klärende Funktion ein.

 

(13) Will Philosophie beides zugleich realisieren, kritische Distanz wie auch kenntnisreiche Nähe, muss das philosophische Denken sowohl die ‚Form‘ eines wissenschaftlichen Denkens hinreichend klären wie auch die eigenen Erkenntnis — sofern überhaupt strukturierbar – entsprechend explizieren. Das philosophische Denken als ‚erstes Denken‘ wird zwar niemals seinen eigenen Anteil zugleich vollständig und korrekt explizieren können (das liegt primär an der Struktur des Denkens selbst sowie an der Verwendung von Sprache), aber es kann den Zusammenhang der einzelwissenschaftlichen Theorieansätze sowie deren allgemeinen erkenntnistheoretischen Voraussetzungen soweit explizieren, dass klar wird, (i) was ist überhaupt eine Theorie TH_x, (ii) welche erkenntnistheoretischen Voraussetzungen müssen für eine bestimmte Theorie TH_x berücksichtigt werden, (iii) wie kann man das Verhältnis von Theorien beschreiben XREL(TH_x, TH_y), (iv) wie können Objektbeschreibungen aus unterschiedlichen Theorien (z.B. Eigenschaften von Neuronen beschrieben in einer neurowissenschaftlichen Theorie TH_nn, und Eigenschaften eines beobachtbaren Verhaltens in einer psychologischen Theorie TH_sr) aufeinander bezogen werden, usw.

 

(14) Fordern muss man aber auch, dass das philosophische Denken seine Inhalte, soweit sie explizierbar sind, auch in Form von Daten DATA_ph kenntlich macht, und, darauf aufbauend, verdeutlicht, welche Strukturen TH_ph das philosophische Denken vermeintlich besitzt bzw. benutzt, um die Möglichkeit und das ‚Funktionieren‘ der Einzeltheorien zu ‚erklären‘. In gewisser Weise muss die Philosophie genauso ein ‚Modell‘ ihres Gegenstandes bauen wie dies die anderen Wissenschaften auch tun. Im Fall der Philosophie geht es um den Menschen selbst, speziell um den Menschen, insofern er ‚erkennt‘, ‚Wissen‘ entwickelt‘, er ’spricht‘, und vieles mehr. Und natürlich könnte (bzw. sie müsste es!) die Philosophie — wie alle anderen Disziplinen auch – Computermodelle benutzen, um ihr theoretisches Modell vom erkenntnisfähigen und ethisch handelndem Menschen zu explizieren. ‚Computergestützte Philosophische Theorie‘ (etwa ‚computational philosophy‘) ist nicht nur kein Gegensatz sondern ein absolutes Muss! Ohne solche Modelle hat eine moderne Philosophie kaum eine Chance, die zu behandelnde Komplexität angemessen beschreiben zu können.

 

 

Eine korrigierte Version dieses Beitrags findet sich hier.

 

 

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(15) Weitere Details in Fortsetzungen bzw. im Rahmen meiner online-Skripte zur allgemeinen Lerntheorie.