Einführung
Stellung in der Welt
In Raum und Zeit
 Die Evolution
 Aberglaube,Religion
Das Gehirn versagt
Zahlenspiele
Relativitätstheorien
Quantenphysik
Chaos und Fraktale
Die Erde
Aufbau der Materie
Stichwort Realität

Zurück zu Willkommen


Stichwort "Realität" –
Anmerkungen zum Thema des Portals
Eine Art Nachwort

Stein und Farbe – Objekt und Prozess

Das Thema

Die Gegenüberstellung  Mensch – Realität im Namen des Portals lässt bereits erkennen, das die Verfasser von der Existenz einer vom Bewusstsein des Menschen unabhängig existierenden Welt ausgehen („ontologischer Realismus“). Raum und Zeit (nach Kant die a priori gegebenen Kategorien unserer Erkenntnis), Objekte (darunter der menschliche Körper) und Prozesse (darunter der menschliche Geist), untrennbar mit einander verknüpft und isoliert nicht vorstellbar (Leibnitz: „Quod non agit non existit“),  sind Teile dieser Realität. Der Mensch erfährt von dieser Welt durch seine Sinne, sein Gehirn hebt das Erleben auf die Ebene des Bewusstseins, dank seines Gehirns kann er die Welt in  immer weiteren Grenzen verstehen, das Gehirn gibt die Anweisungen (bewusste wie unbewusste) um sich handelnd in der Welt zu behaupten. Das menschliche Gehirn steht im Zentrum des Themas „Mensch und Realität“.

Gibt es überhaupt eine Realität?

Die Frage ob es jenseits unseres Bewusstseinsinhaltes überhaupt eine reale Welt gibt, taucht zu verschiedenen Zeiten in unterschiedlichen Gewändern auf.

Zhuang Zhou (nach „Cultural China“)

Der Taoist Zhuang Zhou (ca 365 - 290 v. u. Z.) beschrieb den „Schmetterlingstraum“: „Zhuang Zhou träumte, er sei ein Schmetterling, der fröhlich umherflatterte und nichts wußte von Zhuang Zhou. Nach dem Erwachen fragte sich Zhuang Zhou: "Bin ich nun Zhuang Zhou, der träumte, er sei ein Schmetterling, oder bin ich ein Schmetterling, der träumt, er sei Zhuang Zhou?“

Renè Descartes (nach Wikipedia)

René Descartes (1596-1650) suchte nach einem unerschütterlichen Grundstein für sein Denken. Er stellte sich einen boshaften Dämon vor, der ihm die ganze Welt vortäuscht. Descartes fand er könne sich nichts anderen sicher sein als des eigenen Bewusstseins, und baute darauf seine Philosophie auf: „Cogito, ergo sum  - Ich denke, also bin ich.“

Descartes vertrat einen strengen Dualismus, die völlige Unabhängigkeit des Geistes vom Körper. Eine modernere  Version vergleicht das Gehirn mit einem Computer und interpretiert den Geist als die darauf laufende Software. Aber auch dies ist irreführend: Das Gehirn steht im ständigen Austausch mit dem gesamten Körper sowohl über Nervenbahnen als auch über chemische Botenstoffe.

Heute wird das Problem unter dem Stichwort  „Retortengehirn“ („Brain in a vat“) behandelt. Man stelle sich ein menschliches Gehirn in einer Nährlösung vor dessen Nerven allesamt von einem großen Computer mit Reizen gefüttert werden, unter Berücksichtigung der vom Gehirn an den nichtexistenten Körper gegebenen Befehle und der von diesem einlaufenden Zustandsmeldungen.  Dieses Gehirn kann auf keine Art und Weise seine wirkliche Situation durchschauen. (Der Film „Matrix“ (1999) basiert auf einem solchen Szenario. )

Man muss aber nicht unbedingt ein biologisches Gehirn annehmen. Viele Wissenschaftler geht davon aus, dass sich die Funktionen eines Gehirns – und damit auch das Bewusstsein – durch ein komplexes neuronales Netz in einem Supercomputer realisieren lassen. Auch die Interaktion mit einem virtuellen Körper könnte simuliert werden. Damit wäre die bewusste Existenz in einer reinen Simulation möglich – und die bewusste Entität könnte die wahren Verhältnisse niemals durchschauen. (Schon 1973 wurde simulierte Realität in Rainer Werner Fassbinders hoch gelobtem Film „Welt am Draht“ behandelt.)

Der Oxforder Philosoph Nick Bostrom kommt in einer 2001/2002 veröffentlichten Wahrscheinlichkeitsbetrachtung zum Schluss, dass eine der drei folgenden, von ihm gleich hoch bewerteten Alternativen vorliegen muss:
1) Es ist sehr unwahrscheinlich dass die menschliche Zivilisation eine post-humane Stufe mit gigantischen Computerkapazitäten erreicht;
2) Es ist sehr unwahrscheinlich dass sich eine solche posthumane Zivilisation dafür interessiert ihre Vorfahren zu simulieren;
3) Die Wahrscheinlichkeit ist hoch dass wir in einer Simulation leben.

Die grundsätzliche Aussage solchen “Solipsismus’ ” - dass außer unserem Bewusstsein nichts existiere - lässt sich nicht beweisen, aber auch nicht widerlegen. Sie führt  jedoch zu keinen brauchbaren Handlungsanweisungen.  Ockham’s Messer legt zudem nahe, die Welt für bare Münze zu nehmen und nicht hinter dem Anschein einer ohnehin äußerst komplizierten Welt eine andere, notwendigerweise noch kompliziertere Welt zu postulieren (Gilt auch für religiöse Erklärungsversuche!).

Der große Philosoph Leibniz wird mit den Worten zitiert: “Diese Welt mag ein Trugbild und das Dasein nur ein Traum sein, doch dieser Traum und dieses Trugbild sind für mich so real, dass wir bei rechtem Vernunftgebrauch nie von ihnen enttäuscht werden.“ Dass die erlebte Welt verlässlich sei – das soll auch uns genügen.

Eine hübsche Geschichte dazu wird von dem großen Samuel Johnson erzählt:
After we came out of the church, we stood talking for some time together of Bishop Berkeley's ingenious sophistry to prove the nonexistence of matter, and that every thing in the universe is merely ideal. I observed, that though we are satisfied his doctrine is not true, it is impossible to refute it. I never shall forget the alacrity with which Johnson answered, striking his foot with mighty force against a large stone, till he rebounded from it -- "I refute it thus."

Man kann es auch noch einfacher sagen: „Wer Zahnschmerzen hat zweifelt nicht an der Realität.“

Ein Philosoph wird sich mit derart schlichten Erkenntnissen natürlich nicht zufrieden geben. ;-)

Eine  besondere Rolle spielt das menschliche Bewusstsein in der „Kopenhagener Deutung“ der Quantenmechanik. Danach entsteht Wirklichkeit erst durch den Akt einer bewussten Beobachtung. Dazu der Physiker Andrei Linde: „ Als Mensch gibt es für mich keine Möglichkeit sinnvoll zu behaupten das Universum sei in Abwesenheit von Beobachtern vorhanden.“ Einstein hingegen pflegte seine abendlichen Besucher auf den Mond hinzuweisen und ironisch zu fragen: „Glauben Sie wirklich dass der Mond nur existiert weil eine Maus ihn ansieht?“  Wir schlagen uns hier klar auf die Seite Einsteins.

Können wir die Realität erkennen?

Wir beabsichtigen nicht in den undurchdringlichen Dschungel der philosophischen Erkenntnistheorien einzudringen. Wir nehmen schlicht an dass wir in der Tat Erkenntnisse über die Realität gewinnen können.  Die Sinne selbst wie auch die im Gehirn ablaufende Verarbeitung der Reize wurden im Laufe der Evolution im Rahmen der biologischen Möglichkeiten so entwickelt dass ihre Aussagen die Realität widerspiegeln  - nur so ist Überleben möglich. Der Biologe George G. Simpson formulierte: „Der Affe, der keine realistische Wahrnehmung von dem Ast hatte nach dem er sprang, war bald ein toter Affe – und gehört daher nicht zu unseren Urahnen“. (Wir setzen immer gesunde Sinne und ein gesundes Gehirn voraus; Mängel hier können die Wahrnehmung der Welt, auch der grundlegenden Elemente Raum und Zeit, dramatisch stören – Fälle für den Neurologen!).

Die durch Sinne und Verarbeitung im Gehirn gewinnbaren Erkenntnisse unterliegen Einschränkungen, wir nennen einige:

Unsere Sinne als primäre Informationsquelle sind beschränkt entsprechend den Bedürfnissen des Überlebens in der Welt. Die Natur treibt keinen überflüssigen Aufwand. Es genügt eine Auswahl an Informationen, und sie ist von Tier zu Tier verschieden: Wir Menschen leben in einer Seh-Welt, Hunde leben in einer Riech-Welt, Fledermäuse leben in einer Hör-Welt ... Man spricht von einer „kognitiven Nische“, nennt sie auch „Mesokosmos“.

Mit den Mitteln der Wissenschaft und Technik können wir über den Mesokosmos unserer Sinne hinausgreifen. Ein schönes Beispiel ist das Sehen:

Wir nehmen nur elektromagnetische Wellen im Bereich von 380 bis 780 nm (nm= Millionstel mm) wahr, ein winziger Ausschnitt des gesamten Spektrums von den Radiowellen bis zur Gamma-Strahlung. Dies ist kein Zufall, sondern durchaus sinvoll: Es ist der Bereich in dem unsere Sonne am stärksten strahlt, der also bei marginalen Verhältnissen am besten Abbildungen im Auge erlaubt.  Die unterschiedlichen Wellenlängen des sichtbaren Lichtes werden von der Kombination Auge/Gehirn als „Farben“ interpretiert. (Tiere haben unterschiedliche Fähigkeiten im Farbensehen: Hunde sehen kein Rot, Bienen sehen kein Rot aber dafür UV, Fische UV bis Rot ....). Technische Einrichtungen erlauben die indirekte Wahrnehmung des gesamten Spektralbereiches. Auch zur Wahrnehmung sehr kleiner Objekte benutzen wir Instrumente (Mikroskop > Mikroben ..... Rastertunnelmikroskop > Atome). Teleskope bringen Informationen über das Universum.

Es ist grundsätzlich unmöglich zu beweisen, dass wir bestimmte Sinneseindrücke in gleicher Weise empfinden (Ist mein „Rot“ auch Dein "Rot“?). Dennoch ist es plausibel,  dass wir, weil mit gleich gebauten Sinnesorganen und Gehirnen ausgestattet, solche „Qualia“ in ähnlicher Weise erleben (es gibt Ausnahmen: Farbensehen beim Hören von Musik  u.ä. – „Synästhesie“).  Qualia sind ein Lieblingsthema der Philosophen.

Die von den Sinnen empfangenen Informationen interpretiert das Gehirn im Unterbewussten und baut damit ein Modell der Welt in dem der Mensch sich bewegt.

Der Übergang von der Wahrnehmung zum Modell lässt sich schön beobachten an dem bekannten "Necker-Würfel", der dem Gehirn eine Information anbietet die zwei unterschiedliche, völlig gleichwertige Interpretationen zulässt. Bei längerem Betrachten wechselt das Gehirn zwischen den beiden möglichen räumlichen Interpretationen der ebenen Zeichnung: ruckartig etwa alle 5 Sekunden abwechselnd scheint einmal das linke Quadrat vorne zu liegen (man blickt auf den Würfel von oben), dann das rechte Quadrat (man blickt von unten auf den Würfel).

Andererseits besteht unsere Wahrnehmung bisweilen auf einer ganz bestimmten Sicht der Dinge, auch wenn wir zweifelsfrei wissen dass diese falsch ist. Bekanntes Beispiel: Die „hollow mask“. Die hohle Maske eines Gesichtes sehen wir unweigerlich als ein normales plastisches Gesicht. In der folgenden Bilderserie gehen wir um eine große Bronzeplastik des polnischen Bildhauers Igor Maturaj herum. Wir wissen genau dass wir von hinten die Plastik als hohle Maske sehen – aber unser Gehirn weigert sich die Wirklichkeit zur Kenntnis zu nehmen! Mit Masken hat unser Gehirn keine Erfahrung, wohl aber  - seit kurz nach unserer Geburt – mit Gesichtern.

Igor Maturaj: Bronzeplastik
(ausgestellt neben anderen Werken im Sommer 2011 im Tempelbezirk von Agrigent)

Welche außerordentliche Leistung unser Gehirn unbewusst beim Aufbau unseres Weltbildes leistet, zeigt sich gerade am Sehsinn. Wir bilden uns ein, die Umwelt vollständig und präzise wahrzunehmen. Tatsächlich ist das Bild auf der Netzhaut des Auges nur in einem sehr kleinen Bereich scharf („Gelber Fleck“, größte Konzentration der Sehzellen), daneben wird das Bild schnell unscharf, ganz außen werden nur noch Veränderungen (Bewegungen) registriert, und dann klafft da noch ein Loch im Bild am „Blinden Fleck“ (Durchtritt der vorne liegenden Sehnerven nach hinten in Richtung Gehirn). Fortwährende Augenbewegungen projizieren immer neue Bereiche der Umwelt auf den Gelben Fleck und erzeugen so die Illusion des Scharfsehens in großem Bereich. Im Gehirn werden die Informationen beider Augen zusammengeführt und die vollständige Wahrnehmung einer äußeren Welt konstruiert.


Was wir zu sehen glauben – was das Auge wirklich sieht (Näherung)

Unser kognitiver Apparat wurde durch die Evolution als Hilfsmittel zum erfolgreichen Überleben in unserem Mesokosmos selektiert. Dabei wurden seine verschiedenen Fähigkeiten (Wahrnehmen, Unterscheiden, Lernen, Erinnern, Verallgemeinern ... Handeln im Vorstellungsraum....)  weit über das bei Tieren  Erreichte hinaus entwickelt. Durch die Kombination seiner fortgeschrittenen Komponenten erlangte das System eine über die biologischen Bedürfnisse eines Jägers und Sammlers hinausgehende Fähigkeit: Wir können die Welt über unseren Mesokosmos hinaus verstehen. Ganz wichtige Hilfsmittel dazu sind Wortsprache und das Arbeiten mit Zahlen.

Forschungsbereich des Menschen - Größenordnungen

Insgesamt erstreckt sich der Forschungsbereich des Menschen über rund 60 Größenordnungen der Dimension „Raum“: von der „Plancklänge“, bei der Raum und Zeit ihre gewöhnliche Bedeutung verlieren  (siehe unten), bis hin zu den Grenzen des beobachtbaren Universums.

Wie der einzelne Mensch die Welt wahrnimmt hängt von der Verschaltung der Neuronen in seinem Gehirn ab. Arbeitsteilung und Zusammenwirken der Teile des Gehirns sind genetisch festgelegt, doch die Verschaltung der Neuronen wird in hohem Maße durch ihren tatsächlichen Gebrauch bestimmt. Die Medizingeschichte kennt Beispiele: Wer als Baby nicht sehen lernt wird es auch dann nicht lernen wenn eine angeborene Blindheit in späteren Jahren durch eine neue Operationstechnik beseitigt wird  - das Gehirn kann das optisch einwandfreie Bild nicht interpretieren. Der Psychiater und Neurologe John J. Ratey formuliert: „Die Eindrücke – oder Qualia – aus der Außenwelt werden in Kategorien oder Konstrukte eingeordnet, die wir erlernt haben. Wir instruieren ständig unsere Wahrnehmung, wir passen die Welt unseren Sinneserwartungen an ...  Die Erfahrung färbt unsere Wahrnehmung.“

Das Gleiche gilt auf den höheren kognitiven Ebenen. Wie wir Menschen die Welt wahrnehmen ist mitbestimmt durch das Weltbild, das Interpretationssystem,  das jeder einzelne von uns mit sich trägt, geprägt von dem was er ererbt und auf den verschiedensten Wegen erfahren und gelernt hat. Bisweilen wird behauptet, unsere Sprache beschränke was wir erleben und denken können. Es funktioniert aber doch wohl anders herum: Die Sprache mag zwar beeinflussen,  wie wir die Welt interpretieren. Jedoch ist das Erlebnis der Welt zuerst da, die Sprache spiegelt unser Erleben. Wir alle erleben die Welt in den Kant'schen Kategorien Raum, Zeit, Kausalität, wir erfassen und beschreiben Objekte und Vorgänge nach Prinzipien, die offenbar allen Sprachen gleichermaßen zugrunde liegen. Die Grundlagen zu diesen Fähigkeiten sind vererbt: Schon Kleinkinder von 3-4 Monaten (jünger kann man nicht testen) haben ein Verständnis dafür was ein Objekt ist.

Unsere Wissenschaft bemüht sich um objektive Aussagen durch nachvollziehbare Versuche und Messungen und durch die Formulierung überprüfbarer Theorien. Diese machen ihnen zugrunde liegende Modellvorstellungen mathematisch handhabbar.

Achtung: Im allgemeinen Sprachgebrauch wird häufig „Theorie“ mit „Hypothese“ verwechselt! Eine „Hypothese“ ist eine Vermutung über die Welt die noch der Bestätigung bedarf. Eine „Theorie“ in der Wissenschaft ist hingegen eine vorzugsweise mathematisch präzisierte, den Gesetzen der Logik genügende Aussage über eine möglichst große Gruppe von Erscheinungen, durch Messungen und Beobachtungen verifiziert.  Sie ist eine fundierte Aussage über die Welt.

Eine gute Theorie ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
· Sie ist elegant – das heißt auch: so einfach wie möglich.
· Sie enthält nur wenige freie oder anpassbare Parameter.
· Sie ist mit allen bereits vorliegenden Beobachtungen verträglich und erklärt sie.
· Sie erlaubt überprüfbare Vorhersagen über zukünftige Beobachtungen.

Das Verhalten eines bestimmten Objektes kann gleichzeitig durch verschiedene Theorien/Modelle beschrieben werden, die abhängig von der aktuellen wissenschaftlichen Fragestellung anzuwenden sind (vergleiche die  Welle-Teilchen- Dualität der Quantenphysik).

Aussagen die weder beweisbar noch falsifizierbar sind, können nicht als wissenschaftlich gelten.

Anmerkung: Nach dem bekannten Philosophen Karl Popper können wissenschaftliche Aussagen niemals bewiesen, sondern nur falsifiziert werden. Das mag nach streng formaler Logik richtig sein, doch hilft solches Denken weder im Alltag noch in der Wissenschaft. Richard Feynmann, einer der größten Physiker des 20. Jahrhunderts, sagte dazu: „Die Wissenschaftsphilosophie ist für den Wissenschaftler ungefähr so nützlich wie die Ornithologie für die Vögel“. Wir ignorieren Poppers Einwand und betrachten eine Theorie als  bewiesen als anwendbares Modell der Welt, wenn ein große Anzahl von Beobachtungen im gesamten Anwendungsbereich ihre Vorhersagekraft bestätigt hat.

Versagt eine Theorie, zum Beispiel bei Anwendung auf einen erweiterten Bereich, so muss sie modifiziert oder ersetzt werden. Häufig versucht man, die alte Theorie durch Ergänzungen zu retten. (Beispiel: Die Epizyklentheorie der Planetenbewegung um die Erde nach Ptolemäus war eine brauchbare Beschreibung der Realität. Indem man immer mehr Epizyklen aufeinander türmt, kann man sie beliebig genau an die Beobachtungen anpassen. Keplers Ellipsen aber sind weitaus eleganter, benötigen weniger Anpassungsfaktoren, erlauben genauere Vorhersagen der Planetenbewegung aus wenigen Messungen. Deswegen hat sich Keplers Theorie durchgesetzt lange vor Beginn der Raumfahrt.)

Dass der Fortschritt der Wissenschaft gegen überkommene Vorstellungen mühsam sein kann, dazu hat Max Planck gesagt:
„Eine neue wissenschaftliche Wahrheit triumphiert nicht dadurch dass sie ihre Gegner überzeugt und sie das Licht sehen lässt, sondern vielmehr dadurch, dass ihre Gegner aussterben und eine neue Generation heranwächst die mit ihr vertraut ist.“

Wenn wir die Welt verstehen wollen, müssen wir eine Sprache zu ihrer Beschreibung haben. Galilei stellte fest:
„Das Buch der Natur ist in der Sprache der Mathematik geschrieben“.

Dass die Natur einer mathematischen Beschreibung zugänglich ist, gehört zu den erstaunlichen und nicht erklärbaren Grundtatsachen der Realität. Dazu Einstein:
„Das Unverständlichste am Universum ist im Grunde, dass wir es verstehen.“

Mit Hilfe der Mathematik und des systematischen Versuches lassen sich Erkenntnisse gewinnen, die weit über unsere Alltagserfahrungen hinausgehen und mit unseren Alltagsbegriffen nicht zu verstehen sind (Quantenphysik, Relativitätstheorie ...) Dabei versucht die Wissenschaft erst gar nicht zu klären was die Objekte der Realität „wirklich sind“, sondern sie beschreibt wie sie sich verhalten. Der große Mathematiker John von Neumann sagte dazu:

„Die Naturwissenschaften wollen nicht erklären, sie wollen selten etwas interpretieren, sie schaffen in der Hauptsache Modelle. Mit einem Modell ist ein mathematisches Konstrukt gemeint, das unter Zusatz bestimmter sprachlicher Interpretationen Phänomene der Beobachtungswelt beschreibt. Die Berechtigung eines solchen mathematischen Konstruktes beruht einzig und allein auf der Hoffnung, dass es funktioniert.“

Niels Bohr formulierte es so: „Es ist falsch, wenn man denkt, die Aufgabe der Physik ist es herauszufinden, wie die Natur ist. Physik handelt von dem was, was man über die Natur sagen kann.“

Wo die eindeutige Sprache der Mathematik jedoch nicht anwendbar und das kontrollierende Experiment unmöglich ist, herrscht leicht Sprachwirrwar und Schulenstreit (Psychologie, Philosophie, Theologie ....), entstehen Gedankengebäude mit geringem Realitätsbezug. Hier ist in besonderem Maße die Bereitschaft gefordert, die eigene Meinung in kritischem Diskurs wenigstens auf Plausibilität zu überprüfen.

Dass es jemals gelingen wird die komplexen Vorgänge der menschlichen Psyche oder das überaus komplizierte Netzwerk der menschlichen Gesellschaft mathematisch zu formulieren muss man freilich bezweifeln. Und wenn es gelänge, müssten wir wohl enttäuscht feststellen dass es sich um chaotische Prozesse handelt die langfristige Vorhersagen nicht erlauben!

Das Wesen von Raum und Zeit

Das wahre Wesen von Raum und Zeit ist auch nach Jahrhunderten wissenschaftlicher Arbeit nicht endgültig geklärt. Zunächst schien die "relationistische" Auffassung vorzuherrschen dass Raum und Zeit nur den Hintergrund liefern für das Verhältnis von Objekten zueinander, für Abstand und Bewegung (Gottfried Wilhelm von Leibniz, später Ernst Mach), aber nicht eigenständig existieren. Newton dagegen ging davon aus es existierte ein absoluter Raum. Mit der Allgemeinen Relativitätstheorie wurde die Raumzeit klar zu einem „Etwas“, das selbständig existiert und dessen Eigenschaften (Krümmung) sich ändern können. Mit der Quantentheorie bekam der Raum ein intensives Eigenleben: im leeren Raum kommt es zu Quantenfluktuationen (Quantenobjekte tauchen auf und verschwinden nach extrem kurzer Zeit wieder, ein Umstand der durch die Messung des „Casimir-Effektes“ bewiesen werden konnte). In der aktuellen Kosmologie wird dem Raum „Dunkle Energie“ (oder nach Einstein eine „Kosmologische Konstante“) zugewiesen.

Heute steht die Frage im Vordergrund, ob Raum und Zeit durchgehend glatt - beliebig fein teilbar - oder „körnig“ sind. Vieles spricht dafür dass die Raumzeit auf der Skala von Plancklänge/Plankzeit „schaumig“ wird (rund 10p-35 m / 10-43 s) . Die „Superstringtheorie“ lässt ihre Strings in glatter Raumzeit schwingen, doch wird auch die Möglichkeit in Betracht gezogen, dass Raum und Zeit selbst auf verflochtene Stringschwingungen zurückgehen. Dagegen macht die konkurrierende „Schleifen-Quantengravitation“ keine Voraussetzungen hinsichtlich Raum und Zeit (sie ist „Hintergrund-unabhängig“). Vielmehr baut sie Raum und Zeit aus einem quantenmechanischen Netzwerk auf.

Kann es mehrere Realitäten geben?

Unter dem „Universum“ verstehen wir traditionell die Gesamtheit aller existierenden Dinge, außerhalb kann per definitionem nichts existieren, gibt es keine Realität.

Überraschenderweise spielt aber heute in der theoretischen Physik der Begriff „Multiversum“ eine große Rolle. Gemeint ist damit dass mehrere, viele oder gar unendlich viele Universen nebeneinander existieren können, die in sich abgeschlossen sind, das heißt, im keinerlei Verbindung zu einander stehen. Es gibt drei wesentliche, unter einander in keinerlei Beziehung stehende Ansätze zum „Multiversum“.

Universenbildung durch permanente Inflation.
Die heute gängigste Vorstellung von der Entstehung und Entwicklung unseres Universums nimmt für die frühsten Sekundenbruchteile nach dem Urknall eine Phase extrem schneller Expansion an : die Inflation. Was die Inflation enden lässt wissen wir nicht. Führen Quantenfluktuationen dazu dass die Inflation nicht überall gleichzeitig endet, dann können sich winzige Bereiche zu einem eigenen Universum aufblähen. Neue Universen können aus alten durch Knospung hervorgehen.
 Bei konsequenter Verfolgung des Gedankens entsteht die Vorstellung von stetig neu entstehenden  Universen. Diese können ganz unterschiedliche Naturgesetze und Naturkonstanten aufweisen und damit ganz unterschiedliche Entwicklungen nehmen. Einige wenige Universen sind fähig Leben hervorzubringen; in einem solchen Universum leben wir; damit ist das „Goldilock“-Rätsel gelöst, die Frage warum unser Universum so fein abgestimmt ist auf die Hervorbringung von Leben auf einem kleinen Planeten. Ein Universum der permanenten Inflation besteht ewig ohne Anfang und Ende, vermeidet mithin das für den Philosophen so leidige und von den Theologen so gerne zitierte Problem einer Schöpfung.

Der bekannte Physiker Roger Penrose schlägt eine Variante vor, eine Art Kreislauf der Zeit: Das Universum expandiert über sehr lange Zeiträume und seine Bestandteile lösen sich letztendlich auf; dann wird durch einen Inflationsprozess ein Nachfolge-Universum geboren.


Künstlerische Animation

Universenbildung in höheren Dimensionen:
Die noch nicht voll ausgebildete Superstringtheorie nimmt an dass die Grundbestandteile der Welt schwingende „Strings“ oder Membranen sind. Die Schwingungsform eines Strings legt fest welches Teilchen er darstellt. Die Theorie nimmt Schwingungen einer Membran in 11 Dimensionen an, woraus sich schwingende Strings in 10 Dimensionen ergeben;  wir nehmen nur 3 Dimensionen wahr weil die anderen winzig „aufgerollt“ sind. Es scheint dass die Theorie eine nahezu unendliche Zahl unterschiedlicher Universen beschreibt. Da kein Auswahlkriterium bekannt ist  kann man auch annehmen dass alle diese Universen tatsächlich nebeneinander in einem „Hyperspace“ existieren. Wir nehmen sie nicht wahr da sie in unterschiedlichen Dimensionen existieren. Nach einer spekulativen Variante leben wir auf einer dreidimensionalen "Bran", nach einer anderen ist unser Universum ein Hologramm.

Darstellung eines vierdimensionalen Hyperwürfels (Jason Hise, Wikipedia)

Universenbildung durch Quantenprozesse.
Die Quantenphysik ist eine außerordentlich erfolgreiche Theorie von extrem hoher Genauigkeit. Was sie aber „eigentlich bedeutet“, ist seit mehr als 80 Jahren umstritten. Die verschiedenen Deutungen haben erstaunlicherweise keinen Einfluss auf ihre praktischen Aussagen.

Nach der „Kopenhagener Deutung“ befinden sich Quantensysteme in einer Überlagerung möglicher Zustände. Erst eine Beobachtung entscheidet welcher Zustand tatsächlich eintritt. Nach der 1957 von Hugh Everett  vorgeschlagenen Deutung treten alle möglichen Zustände auch ein, das heißt die Welt spaltet sich unablässig auf in unterschiedliche parallele Welten.

Da die Existenz abgeschlossener anderer Universen per definitionem nicht beweisbar und nicht falsifizierbar ist, wird von einigen Forschern bestritten dass es sich überhaupt um wissenschaftliche Aussagen handelt. (Es gibt allerdings einen Ansatz dass höhere Dimensionen sich durch das Verhalten der Gravitation bei extrem kleinen Abständen verraten; dazu werden Versuche unternommen.)

Gibt es eine „Theorie von allem“?

Als „Heiliger Gral der Physik“ wird die Vereinigung von Gravitations- und Quantentheorie zu einer „Theorie von allem“ bezeichnet, die im Idealfall die tiefste Stufe der Realität erfasst und unser Universum mit seinen Naturgesetzen als einzig mögliches und zwingend existierendes beschreibt. Derzeit gilt die Superstringtheorie der aussichtsreichste Kandidat. Dass jedoch eine solche Theorie überhaupt möglich ist, wird  vielfach bestritten. Es ist durchaus vorstellbar dass es mehrere Theorien gibt, die erst zusammen die Gesamtheit unserer Welt beschreiben, einzeln aber nur auf Teilaspekte anwendbar sind  und sich widerspruchsfrei überlappen. (Derzeit kennt man fünf Stringtheorien, die als besondere Ausprägungen einer unbekannten „M-Theorie“ gedeutet werden.)

„Theorie von allem“ meint aber auch nicht wirklich „alles“, sondern eben nur die unterste Elementarteilchenebene. Eine solche Theorie wird völlig ungeeignet sein jene Phänomene zu beschreiben die erst auf einer höheren Ebene überhaupt in Erscheinung treten („Emergenz“). Eine „Theorie von allem“ wird unserer Forschung, unserer technischen Entwicklung, unseren gesellschaftlichen Herausforderungen, unserer künstlerischen Kreativität, unseren individuellen Schicksalsfragen kein Ende setzen. Unser Gehirn wird sich auf alle vorstellbaren Zeiten mit der Realität auseinandersetzen müssen.

Wie weit und tief auch immer wir die Natur erforschen und beschreiben werden, es wird immer das Staunen über ihren Reichtum bleiben und das Verwundern darüber „dass überhaupt etwas ist und nicht nichts ist.“ Dazu noch eine kurze Anmerkung:

„Warum ist überhaupt etwas und nicht nichts?“

Diese uralte Frage lässt sich in zweierlei Richtung verstehen.

1. „Warum“ kann so viel bedeuten wie „Wozu, zu welchem Zweck?“
Diese Variante der Frage ist nicht beantwortbar, nicht einmal die Religionen versuchen eine Antwort! Sie ist schlicht falsch gestellt: „Sinn und Zweck“ beziehen auf Verhaltensweisen des Menschen und höherer Tiere, die sich auf „Handeln im Vorstellungsraum“ gründen. Das gibt es sonst in der  Natur nicht: ein Berg, eine Wolke, ein Planet, eine Galaxie  haben keinen „Sinn und Zweck“. Warum sollte die Welt als Ganzes einen haben?!

2. „Warum“ kann so viel bedeuten wie „Auf welche Art und Weise? Durch welchen Mechanismus?“
Dies ist eine naturwissenschaftliche Fragestellung. Kosmologie und Quantenphysik haben sie gemeinsam angenommen und suchen nach einer Antwort. Es gibt Ansätze nach denen unser Universum spontan aus „leerem Raum“ entstehen konnte, ja sogar Raum und Zeit selbst könnten aus dem instabilen Nichts entstanden sein. Ein Multiversum mit chaotischer Inflation oder Roger Penrose' zyklisches Modell andererseits erweisen sich als Ansätze, welche die Entstehung aus dem Nichts gar nicht mehr kennen.
 

Die Betrachtung der reinen „Möglichkeit des Entstehens“ bleibt in beiden Fällen der Philosophie überlassen.
 
 

Verwendete und empfohlene Literatur

Zu zahlreichen Einzelfragen wurde Wikipedia genutzt. Auf die ermüdende Aufzählung wird verzichtet – jeder Leser wird andere Begriffe und Aussagen hinterfragen wollen.

Stand der Links Ende 2010

Diskussion des „Retortengehirns“ und ähnlicher Probleme
William Poundstone: Im Labyrinth des Denken
rororo 1992 ISBN 3 499 19745 6

Leben wir in einer Simulation?
Nick Bostrom: ARE YOU LIVING IN A COMPUTER SIMULATION?
http://www.simulation-argument.com/simulation.html

Der kartesische Dämon – warum Descartes sich auf „Cogito ergo sum“ zurückzog
Philipp Wehrli: Der Kartesische Dämon oder was wir wissen können
http://homepage.swissonline.ch/philipp.wehrli/Erkenntnistheorie/Der_kartesische_Damon/der_kartesische_damon.html

Die Funktion unseres Gehirns erklärt von einem neurologisch orientierten Psychiater
John J. Ratey : Das menschliche Gehirn – Eine Gebrauchsanweisung
Piper Verklag 2003    ISBN-13: 978-3-492-23825-0

Ausführliche Diskussion des Inflationären Universums und anderer Paralleluniversen
Michio Kaku: „Im Paralleluniversum“
Roro 2005 ISBN 3 499 61948 2

Übersicht: Verschiedene Arten von Paralleluniversen
Michio Kaku  Physics of the Impossible (S.229 ff)
Penguin 2008   ISBN 978-0-141-03090-6

Mit Akzent auf dem Multiversum
Paul Davies: The Goldilocks Enigma - Why is the Universe Just Right for Life?
Mariner Books 2008   ISBN 978-618-59226-5

Die Feinabstimmung der Naturkonstanten, Voraussetzung für unser lebensfreundli-ches Universum
Martin Rees: “Just Six Numbers”
Basic Books 2000     ISBN 0-465-03673-2

Die Suche nach den Grundstrukturen des Universums (mit einem Akzent auf der Superstringtheorie)
Brian Greene: „ Der Stoff, aus dem der Kosmos ist – Raum, Zeit und die Beschaffenheit der Wirklichkeit“
Goldmann 2008      ISBN: 976-3-442-15487-6

Grundlagen; Pro und Kontra der Evolutionären Erkenntnistheorie
Gerhard Vollmer: Wieso können wir die Welt erkennen?
In: Forum für Verantwortung – Evolution
Fischer 2003    ISBN   3 – 596 – 15905 - 9

Wie die Sprache unser Erleben der Welt spiegelt
Steven Pinker: The Stuff of Thought – Language as a Window into Human Nature
Penguin Books 2007    ISBN  978-0-670-06327

Grundstrukturen unserer Wahrnehmung und unseres Denkens
Steven Pinker: How the Mind Works
Penguin 1997/1998 ISBN-13: 978-0-140-24491-5
 

Mit Kapitel „What is Reality?“ und Ausführungen zu einem Multiversum-Konzept
Stephen Hawkins / Leonard Mlodinow : “The Grand Design“
Bantam Books 2011     ISBN 978-0-553-84091-9

Eine Tour-de-force der Kosmologie bis hin zu den aktuellen Überlegungen zu Entstehung des Universums
Lawrence M. Krauss: "A Universe from Nothing – Why There is Something Rather than Nothing"
Free Press 2012  ISBN 978 – 1 – 4516 – 2445 - 8

Ganz unterschiedliche physikalische Untersuchen resultieren in acht unterschiedlichen Hypothesen zur Existenz von parallelen Universen ("Multiversum")
Brian Green: "The Hidden Reality - Parallel Universes and the Deep Laws of the Cosmos"
Vintage Books 2011    ISBN 978 - 0 -307 - 27812 - 8
 
 

Stellung in der Welt
In Raum und Zeit
Die Evolution
Aberglaube, Religion
Das Gehirn versagt

Zurück zu Willkommen