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Die philosophischen Folgerungen aus der Quantentheorie

Werner Heisenberg als philosophisch Interessierter stellte sich diese Frage sofort nach der Entwicklung der Quantentheorie: was sind die philosophischen Konsequenzen daraus?

Doch was ist das überhaupt für eine Frage? Wir erinnern uns an die Einleitung:

  • Philosophie, so wie wir sie hier verstehen, fragt nach dem, was ist. Sie begnügt sich nicht damit, menschliche Erfahrungen beschreiben zu können.
  • Das Einzige, von dem wir sicher wissen, dass es ist, nannten wir in der Einleitung Bewusstsein.

Die Frage bedeutet damit insbesondere: welchen Zusammenhang haben Quantentheorie und Bewusstsein? Die möglichen Antworten auf diese Frage haben sich in letzter Zeit durchaus dramatisch geändert, und zwar aufgrund von trickreichen physikalischen Experimenten, die früher noch nicht durchgeführt werden konnten.

Die vor dem Bewusstsein erscheinende Szenerie trennte man in der klassischen Philosophie begrifflich vom Bewusstsein ab.
Der Materialismus nimmt an, dass diese Szenerie aus seienden Dingen aufgebaut ist. Diese Materie (besser Energiematerie, was dem Materiebegriff der klassischen Philosophie eher gerecht wird) bringt das Bewusstsein hervor, welches daraufhin seinerseits das Sein der Materie erkennen kann. Materie kann ohne Bewusstsein sein, aber Bewusstsein ist nicht ohne Materie möglich. Ein Gehirn stellt eines dieser materiellen Dinge dar. Es wird davon ausgegangen, dass das Bewusstsein von einem Gehirn hervorgebracht wird. Gehirne sind lokalisiert, haben eine beschränkte Lebensdauer und es gibt davon viele, weswegen erwartet wird, dass Bewusstsein lokalisiert ist (im Gehirn oder wenigstens im Nervensystem), eine beschränkte Lebensdauer hat und dass es so viele Bewusstseine wie Gehirne gibt. Aus letzterem ergibt sich sofort eine interessante Fragestellung: eines der vielen Bewusstseine kann sich seines Seins sicher sein. Aus der Szenerie schließt es als Materialist auf das Sein weiterer gleichartiger Bewusstseine. Doch kann es sich dessen sicher sein? Die Szenerie könnte die Existenz der anderen Bewusstseine auch nur vortäuschen, die anderen Gehirne könnten bewusstlos sein - oder hirntot.
Der Idealismus dreht den Spieß um und geht davon aus, dass das Bewusstsein selbst es ist, dass die Szenerie hervorbringt, die es als vor sich stehend wahrnimmt (also als Vorstellung). Materie, ohne dass es Bewusstsein gibt, ist im Idealismus nicht möglich.

Im engeren Sinn wird als Vertreter eines Idealismus bezeichnet, wer annimmt, dass die physikalische Welt nur als Objekt für das Bewusstsein oder im Bewusstsein existiert oder in sich selbst geistig beschaffen ist. [Wikipedia 2015]

Die Physiker des ausgehenden 19. Jahrhunderts dürften wohl mehrheitlich dem Materialismus angehängt haben. Ihre klassische Physik beschrieb erfolgreich das Verhalten von immer größeren Teilen der Szenerien, die vor ihrem Bewusstsein auftauchen konnten. Diese klassische Physik handelte von einzelnen Dingen (wie Teilchen) und kontinuierlichen Dingen (wie Feldern). Der Erfolg gab ihnen Recht.

Die klassische Physik stieß jedoch immer öfter an ihre Grenzen. Zur Erklärung mancher Experimente musste etwas Neues her: die Quantentheorie. Diese neue Physik funktionierte deutlich anders als die klassische Physik und konnte die neuen Experimente wie gewünscht beschreiben. Sie konnte zunächst aber kaum Geschehen beschreiben, das die klassische Physik beschreiben - sozusagen „erklären“ - konnte. Ganz klar musste man zunächst an der klassischen Physik festhalten, um nicht in's Nichts zu stürzen. Die neue Physik war ab irgendeiner Größe des zu beobachtenden Teils der Welt degradiert zum Lieferanten von Wahrscheinlichkeiten für Geschehen, dass nach wie vor dem Bereich der klassischen Physik angehören sollte. Im Bereich des Kleinen (Atomphysik, Teilchenphysik) erlaubte man es der neuen Physik, Erklärungen zu liefern. Irgendwo sollte es einen Schnitt zwischen den beiden Naturbeschreibungen geben, einen sogenannten Heisenbergschen Schnitt. Das war der pragmatische Konsens, um überhaupt weitermachen zu können. Philosophisch war durchaus vielen herausragenden Köpfen dabei gar nicht wohl, und die Debatte um die Interpretation der Quantentheorie war geboren.
Was uns die immer ausgefeilteren Experimente zu Kohärenz, Nichtlokalität, Wahrscheinlichkeiten (damit meine ich Experimente zur Bellschen Ungleichung und ihren Artgenossen) als Zukunft aufzeigen, ist nun dies: wir werden mit unseren Quantenexperimenten immer weiter in den angestammten Bereich der klassischen Physik vordringen und dabei ist kein Ende abzusehen. Und diese Experimente werden die Quantennatur von Allem beweisen. Ein Heisenbergscher Schnitt ist dann nicht mehr notwendig. Vielmehr haben wir die Aufgabe zu erklären, wie die klassische Physik aus der Quantentheorie hervorgehen kann, wie dies genau funktioniert und welche Annahmen dabei gemacht werden müssen, damit es funktioniert - Annahmen, die letztlich zu einer Einschränkung des Geltungsbereichs der klassischen Physik führen müssen.
Viele theoretische Physiker haben darauf reagiert. Sie haben sich der durchaus schwierigen Aufgabe gestellt, das teilweise Funktionieren der klassischen Physik aus der Quantentheorie heraus ableiten zu müssen. Das Instrument dazu nennt sich etwas technisch Dekohärenztheorie. Es hat damit zu tun, dass kohärente Überlagerungen von Quantenzuständen in den Jagdgründen der klassischen Physik nicht vorkommen, also aus irgendeinem Grund irgendwie auf dem Weg in diese Jagdgründe verschwinden müssen. In der klassischen Physik gibt es keine totlebendigen Schrödingerkatzen, in der Quantentheorie schon. Die Dekohärenztheorie erklärt uns, warum das beides funktioniert: die totlebendige Überlagerung von Zuständen wird durch die makroskopische Umgebung sehr schnell aufgelöst - und zwar mit Quantenmitteln. Das Sterben einer Katze dauert viel länger als die Dekohärenz ihrer Totlebendigkeit, wodurch letztere nicht beobachtet werden kann. Es hängt also stark von den jeweiligen Parametern ab, was wir in einem Experiment beobachten können: nur tote und lebendige oder auch totlebendige Katzen.
Den Begriff Dekohärenztheorie empfinde ich deswegen als unglücklich, weil es nicht um irgendeine Teiltheorie der Quantentheorie geht, sondern vielmehr um eine riesengroße Aufgabe: die Erklärung der Erscheinung einer klassischen Welt aus einer reinen Quantenwirklichkeit heraus. Als Dekohärenztheoretiker hat man die Quantentheorie akzeptiert als die Theorie, die näher an der Wirklichkeit ist als alle anderen Theorien. H. Dieter Zeh plädiert leidenschaftlich dafür, endlich die quantentheoretische Beschreibung des Geschehens in einem hochdimensionalen Konfigurationsraum als Beschreibung der Wirklichkeit anzuerkennen [Zeh], viel eher jedenfalls als eine Beschreibung der Wirklichkeit mit Teilchen oder Feldern in einer vierdimensionalen Raumzeit. Der Begriff ist außerdem deswegen zu eng, weil wir auch eine Kohärenztheorie brauchen: die Verschränkung, die sich im Dekohärenzexperiment vom betrachteten Teil auf dessen Umgebung ausdehnt, muss in der Vergangenheit durch einen entgegengesetzten Vorgang erst einmal entstanden sein, durch Entschränkung von der Umgebung. Und in so einer Kohärenztheorie kann es am Ende notwendig werden, den Experimentator mit einzubeziehen.

Wir haben damit diese Situation: neue Experimente lassen uns erkennen, dass die Quantentheorie die klassische Physik vollständig aufsaugen wird. Dekohärenztheoretiker haben sich dieser Aufgabe gestellt und erste hervorragende Ergebnisse erarbeitet. Doch gerade in der Hirnforschung scheint man heute noch das Bewusstsein durch das menschliche Gehirn erklären zu wollen, und das mit Modellen, die der klassischen Physik und Chemie entstammen. „Schaltkreise“ sollen dafür verantwortlich sein:

Welche Schaltkreise in unserem Gehirn dafür verantwortlich sind, dass wir unsere Umgebung bewusst wahrnehmen, wissen Forscher nach wie vor nicht genau. Vermutlich ist daran eine Vielzahl unterschiedlichster Strukturen beteiligt. Mohamad Koubeissi von der George Washington University in Washington DC und seine Kollegen haben nun einen Hinweis darauf gefunden, dass dem Claustrum, einer dünnen Struktur tief im Inneren des Gehirns, eine Schlüsselrolle dabei zukommen könnte. Stimulierten die Wissenschaftler dieses Areal im Gehirn einer Epilepsiepatientin mit Hilfe von hochfrequenten elektrischen Impulsen, konnten sie das Bewusstsein der Frau quasi an- und ausschalten. [Spektrum News 3.7.2014]

Schaut man sich die Meldung allerdings genauer an...

Während der Stromimpulse verlangsamte sich die Atmung der Probandin. Sie starrte ins Leere, hörte auf zu sprechen und reagierte weder auf akustische noch auf visuelle Reize. Sobald die Forscher mit der Stimulation aufhörten, kehrte das Bewusstsein zurück und die Patientin konnte sich nicht mehr an ihren mentalen Aussetzer erinnern.

...stellt sich die Frage, woran die Forscher eigentlich erkannt haben, dass die Probandin kein Bewusstsein gehabt haben soll. Hätte sie eine Szenerie bewusst erlebt, wie hätte sie das den Forschern ohne Kommunikationskanal mitteilen können, denn sie hörte auf zu sprechen und reagierte weder auf akustische noch auf visuelle Reize? Und die Tatsache, dass die Probandin sich nicht an das erinnern kann, woran sich die Forscher erinnern, beweist gar nichts. Niemand würde auf die Idee kommen, einem Menschen mit fortgeschrittenem Alzheimer ein Bewusstsein abzusprechen, nur weil er sich nicht an das erinnern kann, was eben geschehen ist. Unser hier verwendeter Bewusstseinsbegriff gilt auch für Träume: Träume werden bewusst erlebt. Wieviel davon allerdings als Erinnerung gespeichert wird und wie stark die Motorik und Sensorik des menschlichen Leibes daran beteiligt sind unterliegt starken Schwankungen. Oder anders ausgedrückt: eine scharfe Trennung zwischen Traum- und Wachzustand wird durch Sprache künstlich erzeugt, in Wirklichkeit gibt es nur Träume verschiedener Qualität.

Als einen weiteren Gewinn müssen wir ansehen, daß der Physiker von den herkömmlichen intellektuellen Mitteln der Physik sich nicht mehr imponieren läßt. Kann schon die gewöhnliche „Materie“ nur als ein sich unbewußt ergebendes, sehr natürliches Gedankensymbol für einen relativ stabilen Komplex sinnlicher Elemente betrachtet werden, so muß dies umso mehr von den künstlichen hypothetischen Atomen und Molekülen der Physik und Chemie gelten. Diesen Mitteln verbleibt ihre Wertschätzung für ihren besonderen beschränkten Zweck. Sie bleiben ökonomische Symbolisierungen der physikalisch-chemischen Erfahrung. Man wird aber von ihnen wie von den Symbolen der Algebra nicht mehr erwarten, als man in dieselben hineingelegt hat, namentlich nicht mehr Aufklärung und Offenbarung als von der Erfahrung selbst. Schon im Gebiete der Physik selbst bleiben wir vor Überschätzung unserer Symbole bewahrt. Noch weniger wird aber der ungeheuerliche Gedanke, die Atome zur Erklärung der psychischen Vorgänge verwenden zu wollen, sich unserer bemächtigen können. Sind doch die Atome nur Symbole jener eigenartigen Komplexe sinnlicher Elemente, die wir in den engeren Gebieten der Physik und Chemie antreffen.
[Mach XIV.1.]

Die klassische Physik wird in Zukunft als Ausdünnung der darunterliegenden Quantenphysik dastehen, es werden darin sehr wesentliche Aspekte fehlen. Deswegen darf man heute nicht mehr erwarten, dass alle makroskopischen Erscheinungen mit der klassischen Physik erklärt werden können. Man kann nicht mehr erwarten, dass es für alle Erscheinungen eine „natürliche Erklärung“ gibt. Denn mit der „natürlichen Erklärung“ meint man eine Erklärung aus der klassischen Physik heraus, eine Erklärung aus der ausgedünnten Theorie heraus. Das kann nicht funktionieren! Mag sein, dass es für alles eine Erklärung aus der Quantentheorie heraus gibt, jedoch nicht heute, denn dazu sind lediglich erste Fortschritte erzielt worden.

Doch was bietet sich für die Erklärung des Bewusstseins jetzt als Ausweg an? Ein möglicher Ausweg würde auf dem materialistischen Pfad bleiben. Statt aus der klassischen Physik heraus müsste man versuchen, das Bewusstsein (oder Bewusstseinszustände) - sowie andere „übernatürliche“ Dinge - direkt aus der Quantentheorie heraus zu erklären. Doch wieso sollte mit dem mathematischen Formalismus der Quantentheorie gelingen, was noch nie geglückt ist: aus Gleichungen, die Materie beschreiben sollen, etwas entstehen zu lassen, das nicht Materie sein soll, sondern etwas ganz Anderes?
Ein anderer, eher idealistischer Ausweg wäre es, mögliches Entstehen von Bewusstsein aus Nichtbewusstsein heraus abzulehnen. Vielmehr wäre dort das Bewusstsein ureigentlicher Bestandteil der quantentheoretischen Beschreibung. Zu erklären wäre dadurch nicht mehr das Zustandekommen des Bewusstseins, sondern nur noch die Dynamik seiner Zustände müsste beschrieben werden. Es ist zu erwarten, dass das Bewusstsein dabei diese Eigenschaften bekommt: nichtlokal und kohärent. Einer Erklärung bedürfte nun die Lokalisierung von Bewusstsein: wie geht es, dass ein nichtlokales, kohärentes Etwas plötzlich lokal erscheint und sich mit einem Teil der Gesamtenergie (z.B. einem menschlichen Leib) als Einheit sieht? Wie es gehen kann, dass ein nichtlokales, kohärentes Etwas plötzlich lokal erscheint, zeigt uns bereits die Dekohärenztheorie...

Leib-Seele-Problem

Der Kern der Philosophie des Geistes ist das Leib-Seele-Problem, das manchmal auch „Körper-Geist-Problem“ genannt wird. Es besteht in der Frage, wie sich die mentalen Zustände (oder der Geist, das Bewusstsein, das Psychische, die Seele) zu den physischen Zuständen (oder dem Körper, dem Gehirn, dem Materiellen, dem Leib) verhalten. Handelt es sich hier um zwei verschiedene Substanzen? Oder sind das Mentale und das Physische letztlich eins? Dies sind die zentralen Fragen der Philosophie des Geistes. Jede Antwort wirft jedoch zahlreiche neue Fragen auf. Etwa: Sind wir in unserem Denken und Wollen frei? Könnten Computer auch einen Geist haben? Kann der Geist auch ohne den Körper existieren? Die Philosophie des Geistes ist daher mittlerweile ein enorm differenziertes Projekt. Bereits Platon hat dies in seinem Dialog Philebos (30a) thematisiert: „Sokrates: Unser Leib, wollen wir nicht sagen, der habe eine Seele? Protarchos: Offenbar wollen wir das. Sokrates: Woher aber, o lieber Protarchos, sollte er sie erhalten haben, wenn nicht auch des Ganzen Leib beseelt wäre, dasselbe habend wie er und noch in jeder Hinsicht trefflicher?“
[Wikipedia 2015]

Der Ausweg 2 gibt diese Antworten:

  • Es handelt sich um dieselbe Substanz, nicht um zwei verschiedene.
  • Physisch (physikalisch) sind bestimmte relative Zustände (mit einer Teilmenge der Konfigurationsraumvariablen) des Einen (mit allen Variablen), die im menschlichen Alltag und in menschlichen Vorstellungswelten eine maßgebliche Rolle spielen.
  • Ein freies Denken oder Wollen ist nicht erkennbar, höchstens ein stochastischer Prozess, ein innewohnender Zufall.
  • Computer und Steine sind relative Zustände (besser: Zustandsräume mit jeweils hinreichend ähnlichen als computerig bzw. steinig bezeichenbaren Zuständen, siehe unten) des Einen und bei gleichem Energieinhalt genau so geistig wie die relativen Zustände, die Menschen genannt werden.
  • Körperliche Zustände sind bestimmte relative Zustände. Sie können nicht ohne das Absolute, das man Geist nennen kann, existieren.

Würde Platon heute auch diese Antworten geben?

Der Ausweg 2 erscheint sehr verlockend. Der Materialismus steht immer noch vor dem Problem, das Zustandekommen des Geistigen aus der Materie heraus erklären zu müssen aber nicht zu können. Ein idealistischer Ansatz hätte freilich ein ähnliches Problem, wenn er das Zustandekommen von Materie aus dem Geistigen heraus erklären müsste. Für die Existenz von Materie gibt es allerdings keinen Beweis wie es ihn für die Existenz des Bewusstseins gibt, denn wir haben einfach das sich selbst als mit-Sicherheit-daseiend erkennende „Bewusstsein“ genannt. Materie kann als Erscheinung erklärt werden, die durch Zustandswechsel der geistigen Substanz bewusst wird. Dass ein Ding nur immer wieder gemeinsam erscheinende Eigenschaften sind, haben wir schon im Kapitel über den Reduktionismus gesehen. Es ist also nicht so, dass ein Ding verschiedene Eigenschaften hat. Die Sprache will zwar genau das ausdrücken: die Eigenschaften sind dem Ding zueigen. Es ist vielmehr andersherum: aus dem hinreichend konstanten Auftreten bestimmter Wahrnehmungen heraus definieren wir uns Dinge zusammen. Und diese Art von „Materie“ kann ein Idealismus erklären.