Wie funktioniert die Naturwissenschaft? Teil 6

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co-workers-294266_640Selbst die Allerklügsten können nicht immer richtig liegen. Auch Außenseiter können im Recht sein. Dr. Peter Hank beschreibt das wissenschaftliche Verfahren bei solchen Diskrepanzen: Am Ende passt sich die Lehrmeinung an das an, was tatsächlich stimmt. Absolut vorbildhaft für andere Bereiche, zum Beispiel die Religion. Als Thema vom nächsten Artikel schlägt Hank Experimente vor, um Widerlegungen zu begründen. Ob wohl das Fliegende Spaghettimonster als Gottes-Widerlegungs-Experiment gelten kann?

Widerlegungen

Wie funktioniert die Naturwissenschaft? Teil 6

In Teil 5 von „Wie funktioniert die Naturwissenschaft“ habe ich mich am Ende über Pseudowissenschaften wie Astrologie, Akupunktur und Homöopathie ausgelassen, die sich trotz Widerlegung nun schon über Jahrhunderte halten und immer noch Anhänger haben. Dadurch ist aber auch die Gegenfrage berechtigt, ob die Naturwissenschaft da ihrem Anspruch gerecht wird. Die Frage für heute ist damit:

Kann es tatsächlich vorkommen, dass eine als Lehrmeinung anerkannte naturwissenschaftliche Theorie widerlegt wird?

Kurze Antwort: Ja, das kann sogar den Besten passieren.

Einem der Heroen der Naturwissenschaft, dem Begründer der klassischen Mechanik und Entdecker des Gravitationsgesetzes, Isaac Newton ist das nicht nur einmal, sondern sogar mehrmals passiert.

Anfang des letzten Jahrhunderts stellte Albert Einstein die spezielle Relativitätstheorie auf. Diese besagt, dass für Körper, die sich annähernd mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, die Regeln der klassischen Mechanik korrigiert werden müssen. Um noch eins draufzusetzen, hat Albert Einstein auch noch die allgemeine Relativitätstheorie erdacht, die für sehr schwere und dennoch kleine Körper auch noch das Gravitationsgesetz abändert.   
Nicht nur, dass Albert Einstein es damit gewagt hat, die Erkenntnisse von Newton anzuzweifeln – nein, die Experimente haben ihm auch noch Recht gegeben. Ein kleiner Angestellter im Patentamt stellt sich also gegen den Lehrmeister Newton und wissen Sie was passiert ist?        

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[1] Albert Einstein

Nicht etwa, dass die Sache unter den Tisch gekehrt und geheim gehalten wurde. Gut, es hat etwas Zeit und die Bestätigung durch experimentelle Messungen gebraucht, aber Einstein wurde geehrt und mit dem Nobelpreis ausgezeichnet und danach wurden die Lehrbücher umgeschrieben.

Das ist wirklich phantastisch in der Physik –
man spornt die Leute dazu an, Fehler in den bisherigen Theorien zu finden, indem man sie mit Ruhm und Nobelpreisen belohnt,
wenn sie die vorhandenen Lehrmeinungen umstoßen.

Stellen Sie sich doch im Gegensatz dazu vor, ein kleiner Landpfarrer kritisiert die Auslegung der Bibel durch den Papst. Meinen Sie, in irgendeinem Glaubenssystem würde es genauso wie in der Physik ablaufen, dass man feststellt: Ja, unsere Ansichten waren falsch, also werden sie geändert und der, der das festgestellt hat, wird belohnt. Wohl eher nicht?

Bei Newton war das auch noch nicht das Ende vom Lied – als man das Verhalten der kleinsten Teilchen beobachtete, führte das dazu, dass man auch hier die Newtonschen Gesetze abermals korrigieren musste. Für die Quantenmechanik kann man nicht einen einzelnen Wissenschaftler als Schöpfer angeben. Planck, Bohr, Schrödinger, Heisenberg, Einstein und viele andere haben dazu beigetragen – und ja, auch die wurden mit Nobelpreisen ausgezeichnet.

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[2] Teilnehmer an der Solvay Konferenz zum Thema Quantenmechanik

Man könnte jetzt einwenden, dass die Newtonsche Mechanik immer noch an den Schulen und Universitäten gelehrt wird – also doch an einer falschen Theorie festgehalten wird. Das ist aber so nicht richtig. Jedem Physiker – auch denen, die mit Newton rechnen – ist klar, dass Relativitätstheorie und Quantenmechanik die genauere Beschreibung der Natur ist. Nur, für Körper die sich nicht fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegen und Körper, die deutlich größer als Atome sind, dafür ist die klassische Mechanik eine sehr, sehr gute Beschreibung. Selbst wenn Sie mit einem Flugzeug mit 1000 km/h um die ganze Erde fliegen, dann brauchen Sie schon eine Atomuhr, um den Fehler von weniger als einer Mikrosekunde zu messen, den die Vorhersage aus der klassischen Mechanik im Gegensatz zur Relativitätstheorie macht.

Kurz und gut, für das alltägliche Leben wie zum Beispiel zum Autofahren brauchen Sie keine Relativitätstheorie,
selbst wenn Sie einen getunten Porsche fahren, und auch keine Quantenmechanik, auch nicht mit einem Kleinwagen!

Können wir aber jetzt sicher sein, das mit Relativitätstheorie und Quantenmechanik die endgültige Beschreibung der physikalischen Gesetze gefunden wurden? Aller Wahrscheinlichkeit nein. Da die Quantenmechanik sehr kleine und die allgemeine Relativitätstheorie sehr schwere Körper beschreibt, gibt es einen Überschneidungsbereich für sehr kleine, sehr schwere Körper, bei denen beide Theorien wichtig werden und für diesen Überscheidungsbereich ergeben sich widersprechende Voraussagen. Ich wage es jetzt nicht vorauszusagen, ob die Relativitätstheorie oder die Quantenmechanik sich als richtiger erweisen wird oder ob beide abgeändert werden müssen, aber eines traue ich mich zu sagen: Wer auch immer dieses Problem löst, der wird für die Widerlegung von Quantenmechanik oder Relativitätstheorie oder beiden den Nobelpreis erhalten.

Wie wir also gesehen haben, ist es nicht nur möglich, sondern auch ausgesprochen lukrativ, anerkannte naturwissenschaftliche Theorien zu widerlegen – aber bevor Sie jetzt gleich loslaufen, um eine der Theorien zu widerlegen, eine Warnung: Ganz so einfach ist es auch nicht; damit man Ihnen glaubt, sollten Sie die Experimente auf Ihrer Seite haben und das heißt, in einem der nächsten Beiträge müssen wir uns darüber Gedanken machen, wie ein gutes Experiment aussieht.

 

Bildnachweis:

Weitere wissenbloggt-Artikel von Peter Hank unter Auswahl/Wissenschaft Kann ich meinem Hirn trauen 1…9 und Wie funktioniert die Naturwissenschaft?

 

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