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Naturwissenschaften

Die Trägheit des Denkens

Bahnbrechende Erkenntnisse werden in der Naturforschung oft erst durch Bruch mit dem wissenschaftlichen Mainstream gewonnen.

Von Martin Koch

Seit jeher haben Menschen versucht, hinter die Geheimnisse der Himmelsbewegungen zu kommen. In der griechischen Antike fand dieses Bemühen im geozentrischen Weltbild von Claudius Ptolemäus seinen vorläufigen Abschluss. Danach wird die Erde, die fest im Mittelpunkt des Weltalls steht, von der Sonne, dem Mond und den damals bekannten fünf Planeten gleichförmig auf kreisförmigen Bahnen umrundet.

Denn die Kreisbewegung war laut Platon die vollkommene Bewegung, die Grundlage der Harmonie der göttlichen Schöpfung. Allerdings widersprach dieses Modell den astronomischen Beobachtungen. Deshalb führte Ptolemäus darin zahlreiche weitere Kreise ein, deren zusammengesetzte Bewegung erst den Lauf der Planeten zufriedenstellend reproduzierte.

Trotz seiner komplizierten Struktur war der ptolemäische Geozentrismus in der Astronomie über Jahrhunderte unangefochtene Lehrmeinung. Zumal er sich gut mit der Bibel und der christlichen Heilslehre in Einklang bringen ließ. Selbst Nikolaus Kopernikus, in dessen heliozentrischem Weltsystem sich alle Planeten um die Sonne bewegen, sah keine Veranlassung, am Dogma von den Kreisbahnen zu rütteln. Dadurch war auch er letztlich gezwungen, bei der Beschreibung der Planetenbahnen auf Hilfskreise zurückzugreifen.

Erst Johannes Kepler widersetzte sich dem Geist der Zeit und zog aus seinen Beobachtungen der Marsbewegung 1609 den »ketzerischen« Schluss, dass sämtliche Planeten auf Ellipsenbahnen ungleichförmig die Sonne umrunden. Obwohl er dadurch die Ungereimtheiten zwischen Beobachtung und kopernikanischem Weltbild beseitigen konnte, stieß sein Modell bei keinem Geringeren als Galileo Galilei auf Ablehnung.

Galilei blieb in dieser Frage konservativ und hielt bis zu seinem Tod am Konzept der Kreisbahnen fest. Dadurch wiederum war er nicht in der Lage, den von Kepler eingeleiteten Umbruch in der Astronomie in seiner ganzen Tragweite zu erfassen. Es blieb somit Isaac Newton vorbehalten, den Keplerschen Gesetzen eine physikalische Begründung zu geben, indem er zeigte, dass sie sich aus dem allgemeinen Gravitationsgesetz herleiten lassen.

Obwohl man Beispiele dieser Art in der Geschichte zuhauf finden kann, also Beispiele, die zeigen, dass der wissenschaftliche Erkenntnisprozess an entscheidenden Punkten diskontinuierlich bzw. sprunghaft verläuft, war in der Wissenschaftstheorie lange die gegenteilige Auffassung verbreitet. Das heißt, die Naturwissenschaft wurde als ein kontinuierlich wachsender Berg von Erkenntnissen betrachtet, die sich wie Bausteine aufeinander türmen und so zu einer immer besseren Annäherung an die Wahrheit führen.

Ein gänzlich anderes Modell der Wissenschaftsentwicklung entwarf in den 1960er Jahren der US-Physiker Thomas S. Kuhn. Er ging davon aus, dass nicht glatte Übergänge, sondern Krisen und Umbrüche den Weg der Erkenntnis prägen. Sein »Erweckungserlebnis« hatte Kuhn 1947 an der Harvard University, als er während seiner Promotion die »Physik« von Aristoteles las und sich darüber wunderte, wie jemand, der als Philosoph so Großartiges geleistet hatte, in der Physik dermaßen falsch liegen konnte. Kuhn fand dafür eine überraschende Erklärung: Aristoteles verwendete die physikalischen Grundbegriffe ganz anders, als dies heute geschieht.

Bewegung etwa war für ihn nicht nur Ortsveränderung, sondern Veränderung überhaupt. Verstehe man die Aristotelische Physik aus ihren eigenen Voraussetzungen heraus, meinte Kuhn, dann sei sie ebenso stimmig wie die Newtonsche Physik und dieser keineswegs unterlegen. Auch wenn ein solcher Schluss ziemlich gewagt erscheint, war er für Kuhn Anlass, die Geschichte der Physik und der Naturwissenschaften neu zu interpretieren. Dabei gelangte er zu Einsichten, die durchaus treffend beschreiben, wie Wissenschaftler zu neuen Theorien gelangen und wie sie mit bereits etablierten Theorien umgehen.

Zentral für Kuhns Modell ist der Begriff des »Paradigmas«, der kurz definiert werden kann als Gesamtheit von Annahmen, Methoden und Theorien, mit deren Hilfe eine Gemeinschaft von Wissenschaftlern versucht, möglichst viele Probleme auf einem Gebiet der Forschung zu lösen. Dieser auch als »Normalwissenschaft« bezeichnete Prozess stößt jedoch irgendwann an Grenzen. Es treten Anomalien auf, die sich innerhalb des vorherrschenden Paradigmas nicht lösen lassen.

So geschah es am Anfang des 20. Jahrhunderts, als Entdeckungen wie die Radioaktivität, das Wirkungsquantum und die Nichtnachweisbarkeit des Lichtäthers aus dem Rahmen des vermeintlich ewig gültigen Paradigmas der klassischen Physik fielen. Es kam zu einer Krise der Normalwissenschaft, die durch eine wissenschaftliche Revolution behoben wurde. Das heißt, es fand ein Paradigmenwechsel statt - von der klassischen Physik hin zur Relativitäts- und Quantentheorie, die sich nun ihrerseits als Normalwissenschaften etablierten. Allerdings vollzog sich dieser Wandel nicht reibungslos, denn zahlreiche Physiker bevorzugten weiterhin das klassische Paradigma.

Erst als die Erfolge der neuen Theorien unabweisbar geworden waren, fanden sie Anerkennung vor allem bei jüngeren Wissenschaftlern, denen es ohnehin leichter fiel, das tradierte Paradigma aufzugeben. Max Planck, der Begründer der Quantentheorie, erklärte dazu einmal: »Eine neue wissenschaftliche Wahrheit pflegt sich nicht in der Weise durchzusetzen, dass ihre Gegner überzeugt werden, sondern vielmehr dadurch, dass ihre Gegner allmählich aussterben und die heranwachsende Generation von vornherein mit der Wahrheit vertraut gemacht wird.«

Anders als im Mittelalter und der frühen Neuzeit, wo Gelehrte wie Giordano Bruno für ihre ketzerischen Auffassungen verbrannt wurden, geht es im Meinungsstreit zwischen Wissenschaftlern heute gewöhnlich nicht mehr um Leib und Leben. Die argumentative Funktion der Sprache erlaube es, Theorien sterben zu lassen und nicht die Menschen, die sie entwickelt haben, schrieb der britisch-österreichische Philosoph Karl R. Popper. Dennoch, wer vom Mainstream des wissenschaftlichen Denkens abweicht, riskiert leicht seinen Ruf und seine Karriere.

Auch hierfür bietet die Geschichte zahlreiche Beispiele. Nehmen wir nur den ungarischen Arzt Ignaz Semmelweis, der das im 19. Jahrhundert gefürchtete Kindbettfieber, an dem zahlreiche Frauen nach der Entbindung starben, auf eine mangelhafte Hygiene zurückführte. Also bat er seine Kollegen im Wiener Allgemeinen Krankenhaus, sich vor jedem Besuch der Geburtsstation die Hände in Chlorkalk zu waschen. Obwohl sich dadurch die Sterberate unter den Wöchnerinnen deutlich senken ließ, wurde Semmelweis übel angefeindet. Viele Ärzte wollten schlicht nicht wahrhaben, dass sie selbst die Verursacher des Kindbettfiebers waren. Sie verhinderten deshalb, dass Semmelweis in Wien die erhoffte akademische Karriere machen konnte. Enttäuscht kehrte dieser daraufhin zurück nach Ungarn, wo er weiter mutig für seine Ideen stritt, die heute Standard in jedem Krankenhaus sind.

Ähnlich wie Semmelweis erging es dem deutschen Meteorologen Alfred Wegener, der 1912 erstmals seine Theorie der Kontinentalverschiebung der Öffentlichkeit vorlegte. Danach existierte vor rund 250 Millionen Jahren auf der Erde nur ein einziger großer Kontinent, genannt Pangäa, der später in mehrere Teile zerbrach: Amerika löste sich von Eurasien und Afrika, wodurch der Atlantik entstand. Indien trieb von Afrika weg und kollidierte schließlich mit Asien. »Warum soll man zehn oder gar 30 Jahre mit dieser Idee warten?«, hatte Wegener in sein Tagebuch geschrieben. »Ich glaube nicht, dass die alten Vorstellungen noch zehn Jahre zu leben haben.« Er irrte sich. Die geologische Fachwelt hielt an ihrer Auffassung von den unbeweglichen Kontinenten fest und verspottete Wegener als »Märchenerzähler«.

Verzweifelt verwies dieser auf die verblüffenden Ähnlichkeiten zwischen Pflanzen- und Tierfossilien in Südamerika und Afrika sowie darauf, dass die Ostküste Südamerikas geometrisch perfekt zur Westküste Afrikas passt. Es half nichts, 1928 lehnten auf einem Kolloquium die meisten anwesenden Geologen die Theorie der Kontinentalverschiebung ab, die erst in den 1960er Jahren allgemeine Anerkennung fand. Da war Wegener schon über 30 Jahre tot.

Wissenschaft lebt vom Widerspruch. Doch anders als die genannten Fälle zeigen, ist nicht jeder Widerspruch begründet. Viele Menschen, die Alternativen zu gesicherten Theorien entwerfen, tun dies häufig aus mangelndem Verständnis oder ideologischer Verbohrtheit. Tatsächlich gibt es Legionen von »Widerlegungen« der Relativitätstheorie oder des Darwinismus, die ohne wissenschaftlichen Wert sind. Ihre Urheber fühlen sich aufgrund fehlender Anerkennung oft verkannt und ausgegrenzt. Und sie lassen kaum eine Gelegenheit aus, die Wissenschaft ins Zwielicht zu rücken und deren Erkenntnisse als »fake science« zu verhöhnen, so wie dies heute auch die Leugner des anthropogenen Klimawandels tun.

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