Der freie Wille als „effektive Theorie“.

Die ganze Diskussion mit dem freien Willen hatte sich schon auf einem Männerwochen im Harz entsponnen und geht eigentlich nur darauf zurück, dass ich Stephen Hawking, Der grosse Entwurf – Eine neue Erklärung des Universums (Reinbek 2010, Rowohlt) gelesen hatte und  davon ziemlich beeindruckt war.

Ich will versuchen in diesem Artikel zusammen zu fassen, was Hawking in seinem Buch zum Thema „freier Wille“ schreibt. Beim nochmaligen Lesen des Buches – jetzt im dritten Durchgang – habe ich mich gewundert, dass dieses Thema schon im zweiten Kapitel aufgegriffen wir. Ich hatte es in einem viel späteren Kapitel in Erinnerung und auch viel kürzer abgehandelt.

Kapitel 2 ist  „Die Herrschaft des Gesetzes“ überschrieben. Es beginnt mit einer Einführung in die Geschichte wissenschaftlichen Erkennens. Angefangen von der nordischen Mythologie führt es den Leser über Thales von Milet, Pythagoras, Archimedes, Euklid, Anaximander, Empedokles, Demokrit, Aristarch und … … bis hin zu Kepler, Descartes, Galilei und Newton ein in die Entwicklung, die wissenschaftliches Denken seit Thales von Milet (um 624 v.Chr. – um 546 v Chr.) genommen hat.

Wo in der Mythologie noch die Götter erfunden werden müssen, deren Zorn, Willkür oder Güte als Erklärung für Naturereignisse herhalten müssen, da „entwickelt Thales als Erster den Gedanken, dass die Welt sich verstehen lässt, dass sich die komplizierten Geschehnisse um uns herum auf einfachere Prinzipien zurückzuführen und ohne Rückgriff auf mythische oder theologische Deutungen erklären lassen. Thales soll 588 v. Chr. als Erster eine Sonnenfinsternis vorhergesagt haben.“ (S. 21 f – alle Seitenangaben ohne weitere Literaturangabe beziehen sich auf Hawking, Der grosse Entwurf – s.o.)

Die Liste wissenschaftlicher Erkenntnisse, die seit dem gewonnen wurden ist lang. Die Erkenntnisse die das geozentrische Weltbild erschüttert haben sind vielen durch den Galilei unter geschobenen Ausspruch: „Und sie bewegt sich doch!“ im Bewußtsein. Galilei soll das gesagt haben nachdem er seine Erkenntnisse zu einem heliozentrischen Weltbild widerrufen hatte. Dass sie Erde nicht im Zentrum des Universums steht hat erstmals Aristarch (um 310 v. Chr – um 230 v. Chr) vertreten (vergl. S. 25), war aber damit offensichtlich auch auf taube Ohren gestoßen. Aber alles Abschwören oder verleugnen nützt nichts. Die Dinge sind, wie sie sind. Wenn aber neue Erkenntnisse an der Machtbasis etablierter Institutionen kratzen, dann setzen diese sich zur Wehr.

„Die christlichen Nachfolger der Griechen lehnten den Gedanken ab, dass das Universum von einem gleichgültigen Naturgesetz regiert werde. Sie verwarfen die Annahme, dass der Mensch in diesem Universum keine bevorzugte Stellung innehabe. Und obwohl das Mittelalter kein einziges schlüssiges philosophisches System hervorbrachte, gab es doch ein gemeinsames Thema: dass das Universum Gottes Puppenstube und die Religion ein weit lohnenderes Studienobjekt sei als die Naturerscheinungen. Und so veröffentlichte Papst Johannes XXI. eine Liste der 219 zu verurteilendes Fehler und Häresien. Darunter war die Idee, dass die Natur Gesetzen folgte, weil sie sich nicht mit Gottes Allmacht vereinbaren lasse. Interessanterweise wurde Papst Johannes einigne Monate später von den Auswirkungen des Gravitationsgesetzes getötet, als ihm das Dach seines Palastes auf den Kopf fiel.“ (S. 28 f)

Das Muster ist ebenso einfach wie logisch. Um Dinge zu erklären, die man sich mit dem gesunden Menschenverstand (zum Thema „Gesunder Menschenverstand“ wird es bei Gelegenheit einen eigenen Blogpost geben)  nicht erklären kann und die auch nicht mit den aktuellen Möglichkeiten wissenschaftlichen Erkennens begriffen werden können erfindet man ein Konstrukt, das einem wenigstens hilft das Ganze in ein System einzuordnen. So entstehen Erklärungssysteme und Götter aller Art. Wenn dann die Möglichkeiten wissenschaftlichen Erkennens sich verändern und wissenschaftliche Erklärungen liefern können .. wohin dann mit den ausgedienten Göttern und ihren irdischen Würdenträgern?

Gut, das ist jetzt etwas zu kurz gegriffen. Es geht schließlich um ganze Kulturkreise, um Musik, Theater, soziales Engagement, Wohlfahrtspflege, politische Überzeugungen und und und. Es geht schlicht um die Überzeugungen all derer die jetzt feststellen, dass der Grund in dem sie ihre Überzeugungen wurzeln sahen ins Wanken gerät. Das ist nicht zu unterschätzen, auch heute nicht in einer Zeit in der wir regelmäßig neue wissenschaftliche Erkenntnisse mitgeteilt bekommen und uns eigentlich daran gewöhnt haben müssten, dass die Welt anders ist, als wir sie uns vorstellen und vorstellen können.

Hawking weist schließlich darauf hin, dass Galilei für das Prinzip eintrat, „nachdem Beobachtung die Grundlage der Wissenschaft ist und der Zweck der Wissenschaft darin besteht, die quantitativen Beziehungen zwischen physikalischen Erscheinungen zu erforschen.“ (S. 29)

„Der Erste aber, der den Begriff der Naturgesetze, wie wir ihn verstehen, explizit und streng formulierte, war René Descartes (1596-1650).

Descartes glaubte, dass alle physikalischen Phänomene als Zusammenstöße bewegter Massen erklärt werden müssten, die von drei Gesetzen regiert würde – Vorläufer von Newtons berühmten Bewegungsgesetzen. Descartes versicherte, dass diese Naturgesetze überall und jederzeit gültig seien, wobei der Gehorsam gegen die Gesetze, wie er ausdrücklich feststellte, nicht bedeute, dass die bewegten Körper beseelt seien. Descartes erkannte auch die Bedeutung dessen, was wir heute „Anfangsbedingungen“ nennen. Diese beschreiben den Zustand eines System zum Anfang des Zeitintervalls für das man Vorhersagen machen möchte. Sind die Anfangsbedingungen vorgegeben, dann bestimmen die Naturgesetze, wie sich ein System mit der Zeit entwickeln wird.. Ohne diese zusätzliche Information lässt sich die Entwicklung nicht vorhersagen. Wenn beispielsweise eine Taube zum Zeitpunkt Null direkt über uns etwas fallen lässt, wird die Bahn des fallenden Objektes von Newtons Gesetzen bestimmt. Doch das Ergebnis wir sehr unterschiedlich ausfallen, je nachdem ob die Taube zum Zeitpunkt Null ruhig auf einem Telefondraht sitzt oder mit 30 Stundenkilometern an uns vorbeifliegt. Um die physikalischen Gesetze anwenden zu können, müssen wir wissen, wie das System angefangen hat oder zumindest in welchem Zustand es sich zu einem bestimmten Zeitpunkt befunden hat. (Wir können ein System mit Hilfe der Gesetze auch in die Vergangenheit zurückverfolgen.)“ (S.29 f.)

Im folgenden Absatz beschreibt Hawking dann, wie auch Descartes versucht hat den Glauben an die Existenz von Naturgesetze mit dem Gottesbegriff ein Einklang zu bringen, nämlich u.a. dadurch, dass er einen Kniff an wandte und erklärte, „die Gesetze seien unveränderlich, weil sie Gottes innerstes Wesen widerspiegelten.“ (S. 30) Jede wissenschaftliche Erkenntnis musste also irgendwie mit dem Glauben an Gott in Einklang gebracht werden, sonst wäre es sicher nicht möglich gewesen sie zu veröffentlichen..

„Heute sind sich die meisten Wissenschaftler einig darüber, dass ein Naturgesetz eine Regel ist, die sich auf eine beobachtbare Regelmäßigkeit stützt und mit ihren Vorhersagen über die unmittelbaren Situationen hinausgeht, auf die sie sich stützt.“  (S. 30 f.)

Und einige Absätze später:

„In der modernen Wissenschaft werden die Naturgesetze gewöhnlich mathematisch formuliert. Sie können entweder exact oder angenähert sein, aber die Beobachtungen müssen gezeigt haben, dass sie ohne Ausnahme gültig sind – wenn nicht universell, so doch innerhalb eines klar definieren Gültigkeitsbereiches. Beispielsweise wissen wir, dass Newtons Gesetze modifiziert werden müssen, wenn sich Objekte nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen. Trotzdem reden wir weiterhin von „Newtons Gesetzen“. Das, was Newton postuliert, ist nämlich in sehr guter Näherung gültig, in der Alltagswelt nämlich, wo alle Geschwindigkeiten auf die es ankommt, viel kleiner sind als die Lichtgeschwindigkeit.“ S. 31 f.)

Und Hawking weiter:

„Wenn die Natur von Gesetzen geregelt wird stellen sich drei Fragen:

1. Welchen Ursprung haben die Gesetze?
2. Gibt es irgendwelche Ausnahmen von den Gesetzen, das heißt Wunder?
3. Gibt es nur einen Satz möglicher Gesetze?“ (S. 32)

Um die Beantwortung dieser drei Fragen geht es im Folgenden in dem Buch von Hawking. Die Beantwortung der Frage Nummer zwei wird noch in dem hier zusammengefassten Kapitel erledigt, nicht ohne gleich eine neue Frage aufzuwerfen ..
Die Beantwortung der beiden anderen Fragen bleibt dann der verbleibende Teil des Buches vorbehalten.

Und an Frage zwei scheiden sich die Geister, zumindest „wenn man sich den biblischen Standpunkt zu eigen macht“ (S. 32). Dann „hat Gott nicht nur die Gesetze geschaffen, sondern kann durch Gebete bewogen werden Ausnahmen zu machen – Todkranke zu heilen, Dürreperioden frühzeitig zu beenden, Krocket wieder als olympische Disziplin zuzulassen.“ (S. 32)

Im Gegensatz dazu steht der wissenschaftliche Determinismus, den Laplace als erster unmissverständlich postuliert hat:

„Ist der Zustand des Universums zu einem gegebenen Zeitpunkt bekannt, werden die Zukunft wie die Vergangenheit durch einen vollständigen Satz von Gesetzen restlos bestimmt. Das schließt die Möglichkeit von Wundern oder eine aktive Rolle Gottes aus. Der wissenschaftliche Determinismus, den Laplace formulierte, ist die Antwort des modernen Wissenschaftlers auf Frage zwei. Sie ist eigentlich die Grundlage der gesamten modernen Naturwissenschaft.“ (S. 33)

Und jetzt kommen wir auf Seite 33/34 das erste mal zu der Sache mit dem freien Willen:

„Da die Menschen im Universum leben und mit den anderen Objekten darin wechselwirken, muss der naturwissenschaftliche Determinismus auch für sie gelten. Doch viele akzeptieren zwar, dass der wissenschaftliche Determinismus die physikalischen Prozesse bestimmt, machen beim menschlichen Verhalten aber eine Ausnahme, weil sie glauben, wir haben einen freien Willen.“ (S. 33 f)

„Wenn dem so ist, an welcher Stelle unseres Stammbaums hat er sich dann entwickelt? Haben Blaualgen oder Bakterien einen freien Willen, oder ist ihr Verhalten automatisch und fällt damit unter das Diktat der Naturgesetze? Haben erst mehrzellige Organismen einen freien Willen oder sogar nur Säugetiere?“ (S. 34)

„Obwohl wir glauben, dass wir entscheiden können, wie wir handeln, zeigen die Erkenntnisse der Molekularbiologie, dass biologische Prozesse den Gesetzen der Physik und Chemie unterworfen und daher genauso determiniert sind, wie die Planetenbahnen. Jüngere neurowisschenschaftliche Experimente bestätigen die Auffassung, dass unser materielles, den bekannten naturwissenschaftlichen Gesetzen unterworfenes Gehirn – und nicht irgendeine Instanz außerhalb dieser Gesetze – unser Handeln bestimmen.“ (S. 34)

Einwurf: Da wir hier schon bei Blaualgen und Bakterien sind und bei molekularbiologischen Prozessen erfolgt an dieser Stelle noch einmal die Bitte/Aufforderung an Joachim (vergl. den Eröffnungsbeitrag in diesem Blog), seine Erkenntnisse zum Einfluss von Bakterien auf unseren ‚freien Willen‘ in Anlehnung an Eckhardt Tolle beizutragen.

„Es ist schwer vorstellbar, wie sich der freie Wille Geltung verschaffen kann, wenn unser Verhalten vom physikalischen Gesetz bestimmt wird. Daher hat es den Anschein, dass wir lediglich biologische Maschinen sind und dass der freie Wille nur eine Illusion ist.

Mag menschliches Verhalten auch durch die Naturgesetze determiniert sein, so müssen wir doch vernünftigerweise annehmen, dass das Ergebnis von zu komplizierten Prozessen und zu vielen Variablen abhängt, um sich in der Praxis irgendwie vorhersagen zu lassen. Dazu müssten wir den Anfangszustand jedes der tausend Billionen Billionen Moleküle im menschlichen Körper kennen und in etwa die gleiche Anzahl von Gleichungen lösen. Dazu würden wir ein paar Milliarden Jahre brauchen, so dass wir uns wahrscheinlich zu spät ducken würden um dem Schlag unseres Gegenüber auszuweichen.

Da die Vorhersage menschlichen Verhaltens mit Hilfe der grundlegenden physikalischen Gesetze zu unpraktisch ist, halten wir uns an eine sogenannte effektive Theorie. In der Physik ist eine effektive Theorie ein Gerüst, mit dem sich bestimmte Phänomene modellieren lassen, ohne alle fundamentalen Prozesse im Detail zu beschreiben. Beispielsweise können wir die Gleichungen, die die gravitativen Wechselwirkungen jedes Atoms im Körper eines Menschen mit jedem Atom in der Erde bestimmen, nicht exakt lösen. In der Praxis lässt sich die Gravitationskraft zwischen einem Menschen und der Erde aber bereits mit Hilfe einiger weniger Werte, etwa der Gesamtmasse des Menschen, gut beschreiben.

… …

Da wir beim Menschen nicht die Gleichungen lösen können, die sein Verhalten bestimmen, verwenden wir eine effektive Theorie, dass er einen freien Willen hat. Die Lehre von unserem Willen und des aus ihm resultierenden Verhaltens ist die Psychologie.“ (S. 35)

Damit ist an dieser Stelle genug Hawking zitiert und ich hoffe, ich habe ihn trotz der ausführlichen Zitate so verständlich ‚eingedampft‘, dass seiner Argumentation noch zu folgen ist.

Ich habe bei der Diskussion auf dem Männerwochenende im Januar 2013 noch auf Konrad Lorenz verwiesen und hatte damals die Textstelle nicht genau im Kopf und auch nicht, dass Lorenz konkret die Ausweichreaktion eine Pantoffeltierchens beschreibt. Nachdem ich sie wiedergefunden habe will ich Euch die auch nicht vorenthalten:

„Die Organisation der Sinnesorgane und des Zentralnervensystems setzt die Lebewesen in den Stand, Kunde von bestimmten, für sie relevanten Gegebenheiten der Außenwelt zu erlangen und in lebenserhaltender Weise auf sie zu antworten. Auch die primitive Ausweichreaktion des Pantoffeltierchens, Paramaecium, das, wenn es auf ein Hindernis gestoßen ist, erst ein Stückchen zurück und dann – in einer zufallsbestimmten anderen Richtung – wieder vorwärts schwimmt, »weiß« etwas im buchstäblichen Sinne »Objektives« über die Außenwelt. Objicere heißt entgegenwerfen: Das Objekt ist das, was unserer Vorwärtsbewegung entgegen geworfen wird, das Undurchdringliche, woran wir uns stoßen. Das Paramaecium »weiß« über das Objekt nur, daß es die Fortbewegung in der bisherigen Richtung nicht zuläßt. Diese »Erkenntnis« hält der Kritik stand, die wir vom Blickpunkt unseres weit komplexeren und an Einzelheiten reicheren Weltbildes zu üben imstande sind. Wir könnten dem Tierchen zwar oft Richtungen anraten, die günstiger wären als die von ihm auf gut Glück eingeschlagene, aber das, was es »weiß«,
ist durchaus richtig: Geradeaus geht es tatsächlich nicht weiter!“ (Konrad Lorenz, Die Rückseite des Spiegels, Versuch einer Naturgeschichte menschlichen Erkennens; München 1993, DTV)

Mir ist diese Textstelle bei Lorenz in der Diskussion im Januar 2013 eingefallen, weil ich damit die Idee illustrieren wollte, dass wir im Verhältnis zum tatsächlichen Geschehen um uns herum und in unserem Universum auch nicht viel schlauer sind als das Pantoffeltierchen. Und – weiter in Anlehnung an die Gedanken von Lorenz – letztlich sind wir auch nur in der Lage das zu erkennen, was für unser Überleben und für unsere Arterhaltung wichtig und notwendig ist. Für alles andere haben wir, hat der auf unsere Art wirkende Selektionsdruck, keine Organe, keine Rezeptoren ausgebildet.

Und wenn wir uns den Bereich der Quantenphysik anschauen, der im Zusammenhang mit den drei Fragen von Hawking  von Bedeutung ist und der im ‚Grossen Entwurf‘  eine große Rolle spielt, dann können wir wahrscheinlich am eigenen Leibe nachvollziehen, dass schon die Art zu denken unseren Verstand ziemlich an seien Grenzen bringt.

Um aber ein erstes abschließendes Wort zu sagen: Das Buch von Hawking ist durchgehend gut verständlich geschrieben, Das trifft auch für die Stellen zu, an  denen er Zusammenhänge beschriebt, die wir aufgrund unserer Alltagserfahrung nicht nachvollziehen können. Es lohnt sich das Buch zu lesen, weil es zeigt wie sehr unsere Situation mit der der Pantoffeltierchen vergleichbar ist.

Und um ein zweites abschließendes und damit wirklich abschließendes Wort zu sagen: Ich hoffe, dass ich mit dieser kleinen Zusammenfassung unsere Diskussion und die Diskussion mit denjenigen, die sich sonst noch beteiligen wollen, etwas angestoßen habe. ich bin gespannt und neugierig auf Reaktionen.