von Ändy

Dieser Post führt zunächst in die Idee des Naturgesetzes ein, worauf aufbauend der Gedankenansatz einer Science-Fiction-Geschichte geschildert werden soll.

Vom Naturgesetz

Erscheinungen, Phänomene, Beobachtungen der Natur wollen durch den Menschen erklärt werden. Er möchte die grundlegenden Funktionsprinzipien, denen die Erscheinungen gehorchen, verstehen und das Wissen darüber zu seinen Gunsten, also technischen Fortschritt bspw., nutzen. Da das gewöhnliche Auffassungsvermögen des Menschen begrenzt ist, die Wahrnehmung der Umwelt falsch oder unvollständig sein kann, muss die gegenwärtige Vorstellung einer Prüfung unterzogen werden. Ein Apparat in dem diese Überprüfung sehr gut möglich ist, ist die Sprache der Mathematik, deren Möglichkeiten weit über unseren, in Bildern und Metaphern denkenden, Verstand hinausgehen. Das Vorgehen beim Finden einer Beschreibung der Natur gliedert sich dabei in zwei hauptsächliche Schritte.
Der erste Schritt ist die Modellbildung, oder Abstraktion der Realität. Dabei werden Größen in der Natur als Variablen aufgefasst, und die Vorstellung über das Zusammenwirken der Variablen durch mathematische Operatoren symbolisiert. Der Vorteil der Sprache der Mathematik ist das Wissen über den Umgang mit den in ihr vorkommenden Elementen. So kann für einige Elemente das Kommutativgesetz gelten, für Andere wiederum nicht. Zugleich findet eine Verallgemeinerung statt, denn es wird von konkreten inhaltlichen Realisierungen ein Modell abgeleitet, deduziert, welches für alle Realisierungen gelten soll, also für alle Ausgangszustände das richtige Resultat liefern soll.
An diesem Punkt setzt der zweite Schritt an. Man überlegt sich einen Ausgangszustand der im Bereich des Bezugs des Gesetzes liegt, der das Gesetz aber nicht iniziert hat, trifft mit Hilfe des Gesetzes eine Voraussage über das Resultat, abgeleitet aus dem Ausgangszustand, und überprüft ob das Ergebnis mit der Realität in Einklang steht. Dieser aus dem Gesetz induzierte Sachverhalt kann das Gesetz dann entweder verifizieren, wenn die getroffene Aussage zutrifft, oder im gegenteiligen Fall das Gesetz falsifizieren. Der zweite Schritt ist also die Überprüfung des Gesetzes.
Insgesamt brauch der Prozess des Findens des Gesetzes und seine Überprüfung nicht am gleichen Experiment, mit nur variierenden Parametern, als konkreten Zahlenwerten für die Variablen, durchgeführt werden, sondern es kann durch Umformung des Gesetzes mit den Mitteln der Mathematik eine Beschreibung für ein vollkommen anderes Experiment hergeleitet werden, an dem das Gesetz dann wiederum überprüft werden kann. Die Mathematik eröffnet uns neue Wege, auf die wir mit unserem normalen Verstand teils sicher nur schwer gekommen wären, was einen weiterer Vorteil ist.

Science Fiktion

Folgendes: Es wurde ein Gesetz aufgestellt, welches die Phänomene in dem System aus dem es hergeleitet wurde hinreichend erklärt, und das es das auch in anderen Systemen kann. Andererseits können für das Gesetz auch Systeme gefunden werden, in denen es das Beobachtete nur mangelhaft wiedergibt, aber dennoch in einer Akkuratesse, die zufriedenstellend ist.
Solch ein Gesetz ist z.B. die Schrödinger Gleichung, welches die Strahlung des schwarzen Körpers gut erklärt, an diesem System wurde sie gefunden, und das auch für das Wasserstoffatom die exakten Resultate liefert, was die Schrödinger Gleichung verifiziert. Geht man zu schwereren Atomen über, also Atomen mit Ordnungszahl größer 1, versagt die Sch.Gl. insofern, dass die von ihr abgeleiteten Aussagen nicht mehr mit der Beobachtung übereinstimmen. Dennoch liefert sie aber Ergebnisse hinreichender Genauigkeit. Der Grund für das Versagen liegt in der Nichtberücksichtigung relativistischer Effekte aber auch in Schwierigkeiten in der Lösung der mathematischen Gleichungen, da die Richtig aufgestellte Sch.Gl. mit den gegebenen Mitteln der Mathematik nur näherungsweise gelöst werden kann.
Ein Dilemma was sich daraus ergibt: Das Vorhandensein einer Gleichung die ein System nicht vollkommen erklärt, aber dennoch über zufriedenstellende Genauigkeit in diesem System verfügt, blockiert das Finden der richtigen Gleichung für dieses System, bspw. weil die unbedingte Notwendigkeit das Findens abgemildert wurde.
Als Lösungsansatz entwirft nun Arthur C. Clarke, ein geläufiger SciFi-Autor, in einer seiner Geschichten die Möglichkeit von Zeitreisen durch die man das Finden von Gleichungen verhindern kann, in der Hoffnung, das sich später in der Geschichte ein anderer kluger Kopf findet, der eine bessere Gleichung aufstellt. Glaube mal, in der Geschichte wird der Einfluss der neuen Möglichkeit auf die Gesellschaft gedacht.
Leider hab ich die Geschichte selbst nicht gelesen und weis auch nicht wie sie heißt, kenne sie nur vom Hörensagen her, und deshalb ist hier Schluss. Vielleicht hat's euch ja Appetit gemacht.