Archiv der Kategorie: Schwarzes Loch

BUCHPROJEKT 2015 – Zwischenreflexion 14.August 2015 – THERMODYNAMIK, BIOLOGISCHE SYSTEME. Viele offene Fragen

Big Bang, Biologisches Leben, Buchprojekt 2015, Energie, Energie - freie, Entropie, Freie Energie, Gravitation, Leben, Leben Definition, Lunine - Jonathan I., Penrose - Roger, Schwarzes Loch, Thermodynamik, Thermpodynamik - zweiter Hauptsatz, Wärme

Der folgende Beitrag bezieht sich auf das Buchprojekt 2015.

Letzte Aktualisierungen: 14.Aug.2015, 18:45h

1. Der Ausflug in die Thermodynamik im Zusammenhang mit einer Definition des biologischen Lebens erweist sich als äußerst fruchtbar (es gab schon frühere Blogeinträge zum Thema. Einige findet man, wenn man unter www.cognitiveagent.org auf der rechten Seite bei den Kategorien die Kategorie ‚Energie – freie‘ anklickt. Hier besonders interessant vielleicht der Eintrag zu einem Buch von Paul Davies). Als hervorragende Quelle zum Thema benutze ich das Buch „ASTROBIOLOGY. A Multidisciplinary Approach“, von Jonathan I.Lunine (San Francisco – Boston – New York et al.: Pearson-Addison Wesley, 2005), dazu viele weitere Quellen.

2. Wir Menschen (‚homo sapiens‘) als einzige überlebende Art der Gattung ‚homo‘ sind ja nur ein Teil des umfassenderen Phänomens des biologischen Lebens auf er Erde (und soweit bis heute bekannt im ganzen bekannten Universum).

3. Das biologisch Leben wiederum ist nur ein kleiner Bereich im Gesamt des universalen Geschehens.

4. Die Physiker haben für dieses Gesamtgeschehen unterschiedliche Beschreibungsmodelle entwickelt, die bis heute weder vollständig sind noch völlig integriert. Vielleicht kann man hier von ‚Teiltheorien‘ sprechen, die jeweils eine Menge Phänomene gut ‚beschreiben‘, aber eben nicht alle.

5. Eine solche Teiltheorie ist für mich die Thermodynamik, die in Form ihrer vier Hauptsätze (0 – 3) eine Kernidee besitzt, die dann aber für die unterschiedlichsten Bereiche ‚angepasst‘, ’spezialisiert‘ wurden. Zugleich wurden mögliche weitere Sätze hinzugefügt. Man kann nicht behaupten, dass die Thermodynamik in dieser Form eine geschlossene Theorie darstellt; noch weniger ist sie überzeugend mit den übrigen physikalischen Teiltheorien integriert.

6. Interessant ist auch die Korrespondenzbeziehung der Thermodynamik zum Entropiebegriff. Aufgrund der durchgängigen Korrespondenz des Redens über ‚Entropie‘ und des Redens über ‚Thermodynamik‘ liegt es nahe, eine gemeinsame Struktur zu unterstellen, die beiden Begriffsnetzen zugrunde liegt, d.h. Dass es letztlich ein Modell dazu gibt. Der Ansatzpunkt dazu liegt in der Art und Weise, wie man in der Basis-Formel ΔE = Q + Q den Term ‚Q‘ (für Wärme) und ‚W‘ (für Arbeit) interpretiert. Wärme bezieht sich hier auf eine innere energetische Eigenschaft einer Materieeinheit (gebundene Energie und kinetische Energie) und Arbeit auf Zustandsänderungen des Systems. Je nach Anwendungsgebiet muss diese innere Energie und müssen die Zustandsänderungen in konkrete Eigenschaften ‚übersetzt‘ werden.

7. In der Thermodynamik im engeren Sinne spielt Gravitation keine Rolle. Da aber im realen physikalisch bekannten Universum u.a. die Gravitation überall wirksam ist, kann es keine Systeme geben, die ‚außerhalb‘ der Gravitation vorkommen. Dies bedeutet, dass Gravitation immer wirkt und damit ein Kraft ausübt, die umso stärker sichtbar wird, umso größer die beteiligten Massen sind, die dann zugleich ‚Druck‘ ‚auf sich selbst‘ und ‚aufeinander ‚ausüben. Wie bekannt ist es die Gravitation die zu Materieansammlungen geführt hat, zu Sternenbildungen, innerhalb der Sterne zu Fusionsprozessen, die unterschiedliche schwere Elemente erzeugt haben, die große Teile von Energie gebunden haben. Diese durch die Gravitation umgeformte Energie liegt in unterschiedlichen Zustandsformen vor. Sofern Energie über Temperatur ‚messbar‘ ist, spricht man zwar von ‚Wärme‘ (Q), aber die Wärme korrespondiert mit den inneren Eigenschaften der jeweiligen Systeme, die wiederum über ihre kernphysikalischen Eigenschaften definiert sind. ‚Wärme‘ erscheint insofern nur als ein Art Hilfsbegriff, um solche impliziten kernphysikalischen Eigenschaften zu beschreiben, durch die Energie kodiert ist.

8. Mit dem Entropiebegriff (S) kann man über viele kernphysikalische Spezialitäten hinwegsehen und und ein beliebiges System als eine Menge von Elementen betrachten, deren Verhalten statistisch maximal unsicher ist und damit maximal viele Freiheitsgrade besitzt (in physikalischen Systemen bei sehr hohen Temperaturen) oder wo alle Zustände maximal wahrscheinlich sind und minimale Freiheitsgrade besitzen (physikalisch bei sehr tiefen Temperaturen). Das Maximum der Entropie ist bei maximalen Freiheitsgraden gegeben.

9. Nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik tendieren geschlossene Systeme zum Zustand maximaler Entropie, da die Unterschiede in der Energieverteilung sich langfristig ‚ausgleichen‘.

10. Im bekannten Universum ist dieser Zustand noch nicht erreicht. Aufgrund der Wirkung der Gravitation gibt es viele Bereiche höherer Materiekonzentration und damit höherer Energiedichte. Diese lokalen Energiekonzentrationen folgen einer Prozesslogik, die zunächst immer mehr Energie anzieht, durch die begleitenden Drücke zu chemischen Prozessen führt, die viel Energie an die Umgebung abgeben, bis der Prozess in sich zusammenbricht. Die Energie, die in die Umgebung abgegeben wird erhöht einerseits die Entropie, stellt aber für andere Systeme ‚freie Energie‘ dar, die für/ in diesen anderen Systemen ‚Wirkungen‘ erzielen kann (z.B. in der Atmosphäre der Erde Wirbelstürme).

11. Im Falle biologischer Strukturen haben wir es mit Strukturen zu tun, die in der Lage sind, solche ‚freie Energie‘ aufzunehmen, diese für Zustandsänderungen zu nutzen, aber so, dass die thermodynamischen Verhältnisse abseits eines Gleichgewichtszustandes bleiben. Die aufgenommene Energie bewirkt Zustandsänderungen (= Arbeit), die wiederum den energetischen Zustand des Gesamtsystems beeinflusst, aber so, dass es seine Fähigkeit behält, weitere Arbeit zu verrichten. Ein biologisches System trägt zwar durch seinen ‚Abfall‘ zur Vermehrung von Entropie bei, aber durch die synchrone Neuaufnahme freier Energie und deren Nutzung wird diese Entropiezunahme zumindest für den Bereich des biologischen Systems wieder ausgeglichen (zu dieser Thematik sehr gut das Kap.7 von Lunine).

12. Das Auftreten von immer komplexeren biologischen Systemen stellt aus physikalischer Sicht extrem schwierige Fragen. Selbst schon die Anfänge biologischer Systeme im Rahmen der sogenannten chemischen Evolution sind bis heute in keiner Weise erschöpfend geklärt. Man kann dies als weiteren Hinweis darauf deuten, dass die heutigen physikalischen Theorieansätze möglicherweise entweder zu einfach sind (obwohl manche eher umständlich wirken), oder aber zu wenig Faktoren ernsthaft berücksichtigen (was gestützt wird durch die geringe Neigung, die schon heute vorhandenen Teiltheorien ernsthaft zu integrieren).

13. ANMERKUNG: Im Buch ‚THE ROAD TO REALITY‘ von Roger Penrose (2004) (veröffentlicht durch Random House, London) finden sich zu diesem Thema viele ausführliche Stellungnahmen. Unter anderem in den Kapiteln 27 und Kap.30 hebt er deutlich hervor, dass der gegenwärtige Zustand der physikalischen Theorien bzgl. Gravitation und Entropie unbefriedigend ist. Zugleich bietet er anregende Überlegungen, dass man die Thermodynamik, die Entropie, die Gravitation, die Einsteinsche Relativitätstheorie und die Quantentheorie zusammen bringen müsste. Ferner hat bei ihm die Entropie einen sehr allgemeinen Charakter. Mit Hilfe des 2.Hauptsatzes kann er sowohl das Auftreten des Big Bang motivieren, seine extreme Besonderheit, wie auch die Existenz und den Charakter der schwarzer Löcher. Überall spielt die Gravitation eine zentrale Rolle.

Einen Überblick über alle Blogeinträge von cagent nach Titeln findet sich HIER.

DIE NEUROWISSENSCHAFTEN – EIN PHILOSOPHISCHES SCHWARZES LOCH? – Zu einem Artikel von W.Singer in der FAZ vom 17.September 2014

Funktion, Gehirn, Gehirnforschung, Geist, Geist-Sichtbarmachung, Geisteswissenschaften, Kunst, Künstler, Neuron, Neuronale Korrelate des Bewusstseins (NCC), Neuropsychologie, Neurowissenschaft, Philosophy of Science, Schwarzes Loch, Wissenschaft, Wissenschaft - empirische, Wissenschaftstheorie

(Letzte Änderungen am Text: 21.Sept.2014, 22:06h)

Sound einer Galaxie oder doch eher von Neuronen oder von Galaxien eingefangen in den Vibrationen der Neuronen?

BEGRIFF (PHILOSOPHISCHES) SCHWARZES LOCH

1. Ein Schwarzes Loch (oder auch Black hole) ist in der Astrophysik – leicht vereinfachend – ein Raum-Zeit-Gebiet, das im Kern eine Massekonzentration besitzt, die so groß ist, dass in einem bestimmten Umfeld alle Materie (einschließlich der Lichtquanten) so stark angezogen wird, dass jenseits dieses Umfeldes (jenseits des ‚Ereignishorizontes‘) nichts mehr nach außen dringt (außer der sogenannten Hawking-Strahlung (benannt nach dem Physiker Stephen Hawking)). Im Prinzip kann ein schwarzes Loch immer weiter wachsen. Ab einer bestimmten Größe entstehen im Umfeld des Ereignishorizontes allerdings ‚Sperreffekte‘, die den Zufluss von Materie erschweren und über die Hawking-Strahlung verlieren schwarze Löcher kontinuierlich Energie.

2. Der Begriff ‚philosophisches‘ schwarzes Loch wird in diesem Beitrag benutzt als eine Metapher, um eine Denkweise zu charakterisieren, die die Vielfalt der Phänomene durch Beschränkung auf ein einziges Prinzip so stark nivelliert, dass von der Vielfalt anschließend nur noch bestimmte Fragmente übrig bleiben, die als solche zwar eine gewisse ‚Wahrheit‘ verkörpern, durch den eliminierenden Kontext aber letztlich ihre ursprüngliche Wahrheit verloren haben; vielleicht muss man sogar sagen, sie werden durch den falschen Kontext geradezu ‚falsch‘.

3. Ich stelle hier die frage, ob diese Metapher vom ‚philosophischen schwarzen Loch‘ anwendbar ist auf den Artikel von Wolf Singer in der FAZ vom 17.September 2014 S.N2. Würde meine Hypothese zutreffen, dann wäre dies fast tragisch, da hier eine Sache, die in sich gut und wichtig ist, die Hirnforschung, durch ihre methodische Übergrifflichkeit viele andere Sachen dermaßen entstellt und ihrer ontologischen Besonderheit beraubt, dass damit genau das Großartige, was die Gehirne in diese Welt eingebracht haben, von den Hirnforschern selbst totgemacht, zerstört würden.

4. Dies hier ist meine individuelle Hypothese. Vielleicht würde eine empirische soziologische Untersuchung im Rahmen einer Wissenssoziologie zu noch weitreichenderen kritischen Aussagen zu den Neurowissenschaften kommen. Aber für solche Wissenschaften ist es heute sehr schwer, Forschungsgelder zu bekommen.

DIE ARGUMENTATIONSFIGUR IM TEXT

5. Warum kann ich die Frage stellen, ob die Metapher von einem ‚philosophisch schwarzem Loch‘ auf den Artikel von Wolf Singer zutrifft?

6. In dem zitierten Artikel mit der Überschrift „Erst kommt das Denken, dann die Kunst“ soll es offiziell um das Verhältnis zwischen der Kunst und den Neurowissenschaften gehen; inoffiziell ergreift der Autor aber die Gelegenheit, aus Anlass eines Themas, das außerhalb der Neurowissenschaften liegt, primär die Bedeutung und Leistung der Neurowissenschaften heraus zu stellen; das auslösende Thema, der ‚Aufhänger‘ Kunst, gerät zu einer Art ‚Randnotiz‘: ja, es gibt irgendwo Kunst, ja, sie hat ein paar Eigenschaften, aber letztlich sind alle diese Eigenschaften unwichtig, da es eigentlich nur auf die Leistungen der neuronalen Verbände ankommt, die dem künstlerischen Verhalten letztlich zugrunde liegen. Die Neuronen und deren Verhalten repräsentieren die eigentliche, die wahre Wirklichkeit; sie erzählen uns, worum es geht …

7. Nun ist es ja unbestreitbar, dass die Neurowissenschaften seit ihrem Entstehen – letztlich viele Jahrhunderte; mit der klaren Einsicht in die Isoliertheit des Neurons aber dann erst seit ca. 120 Jahre – atemberaubende neue Einblicke in unser Gehirn und in die Interaktion zwischen dem Gehirn und dem Körper ermöglicht haben. Vielen Phänomenen des beobachtbaren Verhaltens wie auch unserer subjektiven Empfindungen konnten durch die Korrelation mit neuronalen Aktivitäten neue, interessante Aspekte zugeordnet werden, die zu neuen Verstehensmodellen geführt haben.

INPUT-OUTPUT SYSTEME: DIE SUMME IST MEHR ALS IHRE TEILE

8. Bei der Erklärung des Verhaltens eines Input-Output-Systems — was biologische Systeme u.a. sind – sind die Verhältnisse nicht ganz so trivial, wie sie die Erklärungsmuster der Neurowissenschaftler oft nahe legen.

9. Aus der Tatsache, dass ein Input-Output-System aus einer Vielzahl von elementaren Einheiten – im Falle des Gehirns u.a. aus ‚Neuronen‘ – besteht, folgt sehr selten, dass man das beobachtbare (äußere) Verhalten des Systems durch einfachen Rückgriff auf die Eigenschaften seiner Bestandteile ‚erklären‘ kann.

10. Wenn jemand heute — in einem analogen Fall — einen Computer (PC, Smartphone, Auto, Kamera,…) kauft, um damit einen Text zu schreiben oder Musik zu hören oder ein Computerspiel zu spielen oder … dann interessiert sich normalerweise niemand für die elektronischen Bauteilen in diesen Geräten (würden die meisten auch nicht verstehen), sondern nur um die ‚Funktionen‘, die das Gerät ihm zur Verfügung stellt.

11. Jener, der an der Funktion ‚Text Schreiben‘ interessiert ist, interessiert sich nicht unbedingt auch für die Funktion ‚Fotos machen‘, oder nicht für die spannenden Abenteuer eines Computerspiels, usw.

EINE ABBILDUNGSVORSCHRIFT IST MEHR ALS IHRE ‚TEILE‘

12. Alle diese verschiedenen ‚Funktionen‘ die heute ein Computer ausführen kann, sind zwar – in der Tat – alle durch die gleichen elektronischen Bauteile ermöglicht worden, wie man — im Falle der Computer — aber weiß, ist es nicht möglich, aus der Gegebenheit der elektronischen Bauteile als solcher auch nur eine einzige dieser vielen möglichen Milliarden von Funktionen ‚abzuleiten‘!

13. Zwar kann man rein theoretisch aus der Beschaffenheit dieser Bauteile ableiten (und damit voraussagen), welche Arten von Funktionen generell mit diesen Bauteilen ausführbar wären, aber man könnte niemals zwingend – also niemals mit Notwendigkeit – sagen, auf diesem Computer muss genau diese ‚Funktion f‘ ausgeführt werden.

14. Der tiefere – wenngleich sehr einfache – Grund für diesen Sachverhalt liegt darin, dass das beobachtbare Verhalten eines Computers – verstanden als eine Funktion f – eine Folge von Zustandsänderungen zusammenfasst, die unterschiedlichen ‚Input I‘ in das System (Eingaben durch den Benutzer, Messwerte, …) unter Berücksichtigung aktuell verfügbarer ‚interner Zustände IS‘ auf die beobachtbaren ‚Outputs O‘ (Ereignisse auf dem Bildschirm, Töne, Bewegungen eines mechanischen Teils, …) — und möglicherweise auch auf interne Zustände IS — ‚abbildet‘, wie der Mathematiker sagen würde. Eine solche reale Verhaltensfunktion ist damit nichts anderes als eine Folge von Paaren der Art …, ((I,IS),(IS,O)), …, verallgemeinernd geschrieben als eine Abbildungsvorschrift $latex f: I \times IS \longrightarrow IS \times O$.

15. Schon an dieser Stelle kann man direkt sehen, dass die Existenz irgendwelcher interner Zustände (z.B. elektronische Bauteile oder – wie im Falle des Gehirns – von Neuronen) in keiner Weise irgendetwas darüber sagen kann, wie die übergreifende Verhaltensfunktion f aussehen wird. Die Verhaltensfunktion f wird zwar nur unter Voraussetzung der internen Zustände stattfinden können, die internen Zustände (elektronische Bauteile, Neuronen, …) erlauben aber keinerlei Schlüsse auf die übergreifenden Funktion f, die damit tatsächlich zur Ausführung kommt.

16. Jeder kennt die Formulierung ‚Die Summe ist mehr als ihre Teile‘ oder der etwas neuere Begriff der ‚Emergenz‘, d.h. des Auftretens von Eigenschaften P eines Systems (z.B. Wasser), die unter bestimmten Bedingungen (Kälte, Hitze, …) mit einem Mal ‚beobachtbar‘ werden (‚zu Eis gefrieren‘, ’sich in Dampf transformieren‘, …). Die einzelnen Bestandteile als solche ‚für sich‘ können die Eigenschaft P nicht haben; wenn aber viele solche einzelnen Elemente (z.B. Moleküle) ‚zusammen‘ in einem Raum-Zeitgebiet vorkommen, dann kann eine – die einzelnen Elemente ‚übersteigende‘ (‚emergierende‘) — Eigenschaft P sichtbar werden, die wie aus dem ‚Nichts‘ entsteht.

17. Eine seit den Anfängen der Physik beliebte Strategie, die ‚emergenten‘ Eigenschaften zusammengesetzter Systeme durch ‚Rückführung auf die zugrunde liegenden Elemente‘ zu ‚erklären‘ (bekannt unter dem Namen ‚Reduktionismus‘) ist bis heute virulent, und findet sich z.B. ungebrochen im Text von Wolf Singer wieder. Was immer wir an Verhaltensweisen bei einem Menschen beobachten können – er hat sich einige ausgewählt, die einige als ‚künstlerisch‘, als ‚Malerei‘ bezeichnen –, das Verhalten in seiner speziellen Funktionalität wird auf das Verhalten zugrunde liegender Elemente (Neuronen) zurückgeführt und soll damit ‚erklärt‘ sein.

METHODISCHE GRENZEN DER NEUROWISSENSCHAFTEN

18. Abgesehen mal davon, dass die Neurowissenschaften auch heute – was Singer sogar an einzelnen Stellen einräumt – in der Regel noch nicht über wirklich harte Erklärungsansätze verfügen (bedingt durch die Komplexität des Gehirns und Messproblemen), werden die Neurowissenschaften als solche – sofern sie ihren eigenen Methoden treu bleiben – grundsätzlich niemals und zu keinem Zeitpunkt auch nur einzige der beobachtbaren Funktionen im echten Sinne ‚erklären‘ können.

19. Wenn Neurowissenschaftler sich zu Verhaltenserklärungen hinreißen lassen, dann überschreiten Sie in diesem Moment die methodischen Grenzen, die den Neurowissenschaften grundsätzlich gesetzt sind. Erklärung von ‚Verhalten‘ geht prinzipiell über die Beschreibung von Neuronen, Neuronenverbänden, und dem Verhalten von Neuronen hinaus, da es sich um prinzipiell verschiedene Datenarten handelt. Verhalten ist die Domäne der (biologischen) Ethologie oder der modernen experimentellen verhaltensbasierten Psychologie. Diese beiden Disziplinen wissen (als Verhaltenswissenschaften) nichts von Körperzuständen und Neuronen. Begibt ein Neurowissenschaftler sich in das Gebiet des Verhaltens, dann begeht er eine methodische Grenzüberschreitung. Wenn er Verhalten beschreibe will, dann muss er seine Neuronen grundsätzlich und vollständig vergessen! Hält man sich nicht an diese methodischen Grenzziehungen, dann resultiert ein methodisches Chaos, das man leider in ganz vielen neurowissenschaftlichen Publikationen — bis hin zu den High-End Journalen — beobachten kann.

20. Natürlich kann man sich eine methodisch kontrollierte ‚Kooperation‘ zwischen ‚Neurowissenschaften‘ und ‚Psychologie‘ vorstellen – dafür gibt es auch schon lange den Namen ‚Neuropsychologie‘ –, aber eine solche Kooperation stellt sehr hohe methodische und theoretische Anforderungen. Es ist nicht zu sehen, dass sich die Mehrheit der Neurowissenschaftlern dieses Problems bewusst ist. Es gibt offizielle Lehrbücher mit dem Titel ‚Neuropsychologie‘ die in keiner Weise den wissenschaftstheoretischen Ansprüchen genügen, die man hier stellen muss.

21. Im Falle des Artikels von Wolf Singer meine ich sowohl die Erklärungsstrategie des ‚Reduktionismus‘ wie auch eine Grenzüberschreitung von der Neurowissenschaft zu den Verhaltenswissenschaften feststellen zu müssen.

KEIN BEZUG ZUR WISSENSCHAFTSTHEORIE

22. Das Grundproblem, wie man das beobachtbare Verhalten f eines biologischen Input-Output-Systems ‚erklärt‘, ist eine Fragestellung aus dem Bereich der ‚Meta-Wissenschaft‘ genannt ‚Wissenschaftstheorie‘, die letztlich zur ‚Philosophie‘ gehört, der allgemeinen Reflexion ‚über‘ die Dinge, nicht methodisch eingegrenzt auf eine bestimmte wissenschaftliche Fachdisziplin.

23. Insofern berührt der Text von Wolf Singer Aspekte und Fragestellungen, die über die Neurowissenschaften deutlich hinausgehen. Singer lässt aber nirgends in seinem Text erkennen, dass er sich dieser Sachlage bewusst ist. Er spricht über das Gehirn wie ein Techniker über seinen Schaltplan, aus dem er abliest, dass der Motor in Halle 3 nicht läuft, weil eine bestimmte Leitung mit einer bestimmten Bauteilgruppe nicht funktioniert.

24. Mit einem solchen platten ‚Erklärungsansatz‘ wird aber genau die Besonderheit des Phänomens schlicht und einfach verdeckt, zugedeckt, unsichtbar gemacht. Das verstehe ich unter einem ‚philosophisch-schwarzen Loch‘

DIE RÜCKKEHR DES GEISTES?

25. Ist schon die mangelnde Selbstreflexion der Neurowissenschaften traurig genug, so gerät diese zu einer gewissen Tragik, da sie – aufgrund ihrer aktuell starken gesellschaftlichen Akzeptanz – alternative Reflektionsansätze auf die Vielfalt der Phänomene zu übertönen droht und damit die Wahrnehmung von genau dem ‚Wunder des Geistes‘, das durch die Evolution der Körper mit Gehirnen möglich wurde, im Ansatz zerstören. Kann man das ‚Allmachtsgebaren‘ der Neurowissenschaften noch als ‚typisch menschlich‘ abtun, greifen die kognitiven Wirkungen des begrifflichen Allmachtgehabes die ontologische Brisanz der durch die Gehirne möglichen Phänomene in ihrer Substanz an.

26. Erinnern wir uns an die mathematische Formel von zuvor $latex f: I \times IS \longrightarrow IS \times O$. Es ist absolut unmöglich, aus der Beschaffenheit der Teile die Gesamtfunktion abzuleiten; insofern repräsentiert eine solche Funktion ein ‚Mehr‘ an Informationen.

REFERENZSYSTEM PHYSIK

27. Die Physik kennt keine Gesetze, die die Entstehung von Etwas aus einem ‚Nichts‘ beschreiben (‚ex nihilo nihil fit‘). Insofern ist eine Theorie wie die ‚BigBang-Theorie‘ das Maximum, was die Physik leisten kann: vorausgesetzt, es gab genügend viel Energie am Beginn des Zeitpfeils, dann kann man den ganzen ‚Rest‘ (nämlich die Entwicklung des bekannten Universums) daraus schrittweise ‚rekonstruieren‘.

28. Will man mehr, dann muss man – hypothetisch – annehmen, dass es ‚außerhalb‘ von unserem bekannten Universum noch viele andere Universen gibt, die alle miteinander auf bestimmte Weise wechselwirken können. In diesem Fall wird das Prinzip ‚ex nihilo nihil fit‘ aber nicht aufgehoben. Die endlichen Raum-Zeitgrenzen werden damit nur ‚beliebig weit‘ (rein gedanklich) ausgedehnt.

29. Bezogen auf das Verhalten konkreter Systeme würde die Physik fordern, dass man ein ‚Mehr an Information‘ erklären muss.

30. Die Physik versagt bislang aber nicht nur bei der Grundsatzfrage, wo denn die ungeheure Menge an Information in Form von Anfangsenergie ‚herkommt‘, sie versagt auch schon bei der – scheinbar – kleineren Frage, wie es zur Ausbildung von biologischen Systemen auf dem Planeten Erde kommen konnte.

31. Damit ist nicht die Detailfrage gemeint, ob bestimmte für das Leben wichtige Moleküle schon ‚fertig‘ aus dem Weltall auf die Erde kamen oder sich – auf bislang noch unklare Weise – auf der Erde ‚gebildet‘ haben, sondern die Grundsatzfrage, wie es möglich war, dass sich überhaupt biologischen Systeme auf dem Planeten Erde bilden und immer weiter ausbreiten konnten (Molekülbildung, chemische Evolution, biologische Evolution).

32. Nach den Gesetzen der Thermodynamik strebt das bekannte Universum zwar langfristig auf einen Ausgleich aller Energieunterschiede, solange aber noch lokale Unterschiede bestehen, solange können sich an den Rändern des Energiegefälles noch Phänomene ausbilden, die die an diesen ‚Rändern‘ verfügbare ‚freie‘ Energie für ‚ihre Zwecke‘ ’nutzen‘. Alle biologische Zellen und Zellverbände, sind solche Strukturen: sie entziehen ihrer Umgebung (freie) Energie und generieren immer komplexere Strukturen, die der Idee des ‚(entropischen) Ausgleichs‘ diametral entgegen wirken. Und die biologischen Strukturen tun dies in einer sowohl individuellen wie auch systemisch-vernetzten Komplexität, die jeden rein auf ‚Zufall‘ basierenden Erklärungsversuch schon im Ansatz (rein mathematisch) ad absurdum führt.

33. Will man an dieser Stelle nicht in pseudo-theologische Ansätze flüchten, die die Erklärungslücken nach eigenen Vorstellungen – beliebig ? — ‚auffüllen‘, dann benötigt man Erklärungshypothesen, die sich mit den Methoden der Wissenschaft(en) vertragen.

VERDECKTE (IMPLIZITE) EIGENSCHAFTEN

34. Wenn wir im großen Stil Phänomene beobachten und messen können, die sich als Funktionen f darstellen lassen, die sich nicht direkt aus den unmittelbaren ‚Teilen‘ des Phänomens herleiten lassen, dann gibt es – neben der notwendigen Klärung der Arbeitsweise unseres Denkens (sehr wohl auch unter Einbeziehung einer evolutionären Erkenntnistheorie) – natürlich die (ganz normale) Arbeitshypothese, dass es in ‚Verbindung‘ mit den beteiligten ‚Elementen E‘ des beobachtbaren Phänomens p nicht nur die ‚direkten Eigenschaften‘ P(E) der beteiligten Elemente gibt, sondern möglicherweise auch weitere (indirekte)Eigenschaften E* (‚hidden properties‘), die direkt nicht beobachtbar sind, sondern nur unter bestimmten Randbedingungen des Zusammenwirkens ’sichtbar‘ werden.

35. Dieser Denkansatz würde dann in die Richtung führen, dass genau jene Eigenschaften, die an komplexen Strukturen ’sichtbar‘ werden, nicht ‚aus dem Nichts‘ entstehen, sondern grundsätzlich in der Struktur der Materie-Energie angelegt sind und sich bei steigendem Komplexitätsgrad in immer komplexeren Formen ‚zeigen‘.

36. Insofern alles, was wir in der Geistes- und Kulturgeschichte über ‚Geist’/ ‚Geistigkeit‘ usw. kennengelernt haben, von genau jenem komplexen Körper mit Gehirn stammt, der sich in der biologischen Evolution schrittweise herausgeschält hat, kann man mit dieser Hypothese dann die Frage aufwerfen, ob das, was die Phänomene des ‚Geistes‘ ausmacht, nicht zurückgeht auf diese indirekten Eigenschaften der Materie-Energie. Falls ja wäre der ‚Geist‘ letztlich eine ‚interne Eigenschaft‘ der Materie-Energie von Anfang an (ein Gedanke, der philosophisch viele Vorläufer hat, wenngleich eingebettet in andere Wortspiele).

37. Für eine empirische Theoriebildung wären solchen Fragen grundsätzlich kein Problem. In jeder anspruchsvollen empirischen Theorie mit mathematischem Modell gibt es genügend viele theoretische Begriffe (auch ‚theoretische Terme‘ genannt), die nicht ‚explizit‘ (‚direkt‘) definiert sind, sondern nur im Kontext vieler anderer Begriffe und Funktionen, die als Gesamtmodell einen Erklärungsanspruch darstellen und als Gesamtmodell ‚wahr‘ oder ‚falsch‘ sind.

[Anmerkung: Die Annahme von ‚verborgenen‘, ‚indirekten‘ Eigenschaften sind in der modernen Physik seit langem üblich. Der berühmte ‚Teilchenzoo‘ der Quantenphysik bietet hier genügend Anschauungsmaterial.]

38. Eine neue empirisch begründete (!) wissenschaftliche universale Theorie des Geistes wäre vor diesem Hintergrund prinzipiell kein Problem. Sie würde aber voraussetzen, dass die einzelnen Disziplinen (wie z.B. die Gehirnforschung) sich ihrer methodischen Grenzen bewusst werden und es zulassen würden, dass andere wissenschaftliche Disziplinen im Bereich komplexer Verhaltensphänomene geeignete theoretische Modelle entwickeln, die sich zwar bedingt mit z.B. der Gehirnwissenschaft für begrenzte Fragestellungen korrelieren lassen, die aber in keinster Weise auf diese begrenzten Fachdisziplinen ‚reduzierbar‘ wären. Andersherum gesprochen: diese komplexen Theorien beschreiben Eigenschaften und Beziehungen ‚oberhalb‘ möglichen vorausgesetzten ‚primitiveren# Elementen, die nur in diesen komplexeren Begriffen ’sichtbar‘ werden und nur hier ihre ‚Bedeutung‘ haben. Eine ‚Reduktion‘ auf die einfacheren Elemente ist nicht nur rein logisch nicht möglich, sondern würde die eigentliche Aussage direkt zerstören.

[Anmerkung: Das Thema mit dem ‚impliziten‘ Geist wurde in diesem Blog schon mehrfach diskutiert; besonders vielleicht in diesem Beitrag.]

DER KUNSTBEGRIFF

39. Im übrigen wäre der Kunstbegriff, den Singer benutzt, kritisch zu hinterfragen. Er selbst stellt gleich zu Beginn einerseits fest, dass es überhaupt keinen Konsens zum Begriff ‚Kunst‘ gibt, andererseits nimmt er Bezug auf bestimmte Tätigkeiten, die er dann als ‚künstlerisch‘ bezeichnet. Was soll man jetzt denken? Warum und wie sollen bestimmte Aktivitäten von Neuronen etwas mit Kunst zu tun haben, wenn nicht klar ist, was genau Kunst ist? Warum schreibt er dann nicht gleich, dass er zum Verhältnis von Gehirn und Kunst nichts sagen kann, weil nicht klar genug ist, was Kunst ist?

Einen Überblick über alle Blogeinträge nach Titeln findet sich HIER.