Wie funktioniert die Naturwissenschaft? Teil 4

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Diesmal greift Dr. Peter Hank zu besonderen Mitteln, um uns seine wissenschaftlichen Informationen zu vermitteln. Rasiermesser werden bemüht (das einschlägig bekannte Occam'sche) und rostiges Latein (was bei den wissenbloggt-Lesern anscheinend nicht so rostig ist, wenn man den Kommentar zu Latein zum Lachen anschaut).

Kühne Theorien – Occam's Razor

Wie funktioniert die Naturwissenschaft? Teil 4

Im vorigen, dritten Teil von „Wie funktioniert die Naturwissenschaft“ wurde dargelegt, dass eine kühne Theorie immer Möglichkeiten zur Falsifizierung anbieten muss. Damit sind Tests gemeint, die zumindest so ausgehen könnten, dass die Theorie damit widerlegt wäre. Je mehr Tests angeboten werden, desto kühner auch die Theorie.

Leider gibt es für die weniger Kühnen auch Möglichkeiten, eine Theorie gegen Widerlegungen zu schützen – ja quasi zu immunisieren, in dem man sich nur genügend Möglichkeiten offen hält, auch ganz unterschiedliche Messergebnisse oder Beobachtungen erklären zu können. Um aufzuzeigen, wie man solche Versuche einer Immunisierungen erkennen kann, möchte ich in diesem, dem vierten Teil auf ein wichtiges Hilfsmittel des kritischen Denkens eingehen – dem schärfsten Messer im Werkzeugkasten eines Wissenschaftlers sozusagen – nämlich Ockhams Rasiermesser oder

„Occam’s Razor“

 

William_of_Ockham[1] Wilhelm von Ockham (1288–1347)

 

Nach dem Mönch Wilhelm von Ockham (1288–1347) benannt, besagt Occam’s Razor:

Occam Latein

Wenn Ihr Latein genauso eingerostet ist wie meines, dann hier die Übersetzung:

Occam Deutsch

Hilft erst einmal auch nicht richtig weiter. Mit Bezug auf die Naturwissenschaft – was hier gesagt werden soll, ist, dass eine Theorie nicht ohne Not um zusätzliche Anteile und Parameter erweitert werden soll. Das Problem, dass man sich nämlich damit einhandelt ist, dass jede solche unnötige Erweiterung die Vorhersagekraft der Theorie schwächt.

Oder einfacher formuliert: Mit solchen zusätzlichen Anteilen öffnet man sich Hintertürchen, mit dem man dann wieder beliebige Beobachtungen erklären kann. Dadurch, dass man keine bestimmten Vorhersagen mehr macht, weicht man die Falsifizierbarkeit der Theorie auf.

Kühn, im Sinne, dass man sich einer Überprüfung und möglichen Widerlegung stellt, ist das nicht.

Betrachten wir hierzu wieder ein Beispiel, in welchem wir zwei Theorien zur Himmelsmechanik vergleichen. Auf der einen Seite werden die Bahnen der Planeten ganz im Sinne von Aristoteles durch ideale Kreisbahnen beschrieben, auf der anderen Seite beschreibt Kepler die Planetenbahne durch Ellipsen:

Planetenbahnen 1

Welche der beiden Theorien kommt mit weniger Annahmen und Parametern aus?

Das ist die Theorie mit den Kreisbahnen, die nur einen Parameter – den Kreisradius aufweisen. Um eine Ellipse zu beschreiben, benötigt man nämlich zusätzlich noch zwei weitere Parameter, die Exzentrizität, die beschreibt, wie stark die Ellipse von der Kreisform abweicht und die Ausrichtung der Hauptachse der Ellipse. Heißt das jetzt, dass man nach dem Prinzip von Occam’s Razor die kreisförmigen Planetenbahnen vorziehen muss?

Nein, denn die Kreisbahnen haben ein Problem – sie beschreiben die Planetenbahnen nicht richtig. So schön und sparsam eine Theorie mit Kreisbahnen ist – sie beschreibt nicht die Wirklichkeit. Das war auch schon Aristoteles bekannt und er hat tatsächlich die Planetenbahnen mit der Epizyklentheorie beschrieben, bei der die Planetenbahnen durch Kreise, die auf Kreisen sitzen, beschrieben wurden:

Planetenbahnen 2

Leider führen die Epizyklen zu zusätzlichen Parametern, da man zum Radius des ersten Kreises auch noch den zweiten Radius und einen Lagewinkel benötigt. Wenn man hier die Theorien miteinander vergleicht, dann ist bei beiden Theorien die Zahl der Parameter vergleichbar. Da hätten wir also einen Gleichstand, wenn – ja wenn beide Theorien die Wirklichkeit gleich gut beschreiben würden. Tatsächlich zeigen sich bei genauer Betrachtung bei dieser einfachen Epizyklentheorie immer noch Abweichungen zu den Beobachtungen. Sie werden schon ahnen was jetzt kommt – mit zusätzlichen Kreisen kann man die Theorie noch besser an die Beobachtungen anpassen:

Planetenbahnen 3

Natürlich kann man mit genügend vielen Kreisen jede beliebige Planetenbahn beliebig genau beschreiben – aber nur um den Preis einer immer weiter steigenden Anzahl von zusätzlichen Epizyklen. Hier greift dann Ockhams Rasiermesser, welches dann fordert, dass man von den beiden Theorien, die jeweils die Planetenbahnen beschreiben können, die Keplerschen Ellipsen vorziehen soll, da hier die Zahl der freien Parameter geringer ist.

Wo man oft einen Verstoß gegen das Prinzip von Occam’s Razor beobachten kann, sind Verschwörungstheorien, die sehr häufig, um Einwände umgehen zu können, die Verschwörungen immer weiter aufblähen bis am Ende alles und jeder (außer den Anhängern selbst) Teil der Verschwörung sind.

So fängt z. B. die Verschwörung zur Mondlandung häufig damit an, dass die Amerikaner eine Mondlandung nur vorgetäuscht haben, um die Russen in einen teuren Wettlauf zum Mond zu stürzen. Meist wird argumentiert, dass nur ein paar Astronauten und eine Filmcrew in die Verschwörung eingeweiht gewesen wären (siehe z. B: http://www.mondlandung.de/ ).    
Schwierig wird dann die Frage, warum man 250000 Leute an einer riesigen Rakete bauen hat lassen und wohin diese Rakete geflogen ist – also sind auch diese Leute Teil der Verschwörung.
Da man Funksignale relativ leicht anpeilen kann und man somit sofort die ganze Sache auffliegen hätte lassen können, muss dann die ganze Verschwörung noch um die Russen erweitert werden, die man zum Stillhalten gezwungen hat (z. B: http://www.gernot-geise.de/apollo/apollo.html); natürlich wenn ich die Russen eh schon so unter Kontrolle habe, warum dann der ganze Aufwand.    
Gefälschte Bilder: Ein Einwand gegen die Mondlandung ist, dass die Bilder für Verschwörungstheoretiker offensichtlich gefälscht sind, da auf dem Himmel keine Sterne zu sehen sind.

5927_NASA

[2] Mondlandefähre

Vielleicht mal ausprobieren, aus einem hellen Zimmer den Nachthimmel photographieren – unser Auge täuscht uns da, denn es hat eine wesentlich besseren Dynamikumfang als die alten Filme. Oder dieses Video vom ersten chinesischen Weltraumsparziergang ansehen (https://youtu.be/0UJJp6AWZfw?t=3m); die Chinesen müssen wohl auch an der Mondlandeverschwörung beteiligt sein, denn in ihrem Video machen die genau denselben Fehler.
Und wenn gar nichts mehr hilft, dann ist das Fehlen von Beweisen der Beweis, dass es eine Verschwörung gibt, denn die hat ja sämtliche Beweise beseitigt. Und wenn Sie das nicht einsehen, dann sind sie einer von Denen.

Diesmal möchte ich mit etwas unterhaltsamen abschließen, nämlich einen Hinweis auf diesen Sketch von Webb und Mitchell; wie die sich vorstellen, dass die Mondverschwörung stattgefunden hat:

Wouldn't it be great to make everyone think we'd landed on the moon?

https://youtu.be/P6MOnehCOUw

 

Bildnachweis:

 

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