Montag, 9. Juli 2012

"Nur eine Theorie"?

Ein Versuch zu einem naturwissenschaftlichen Terminus.

In einer sehr sinnvollen Lehre darüber, wie man mit Atheisten diskutieren kann (da ich selbst mal auf der anderen Seite des Zauns war, kann ich diese Lehre zur Wappnung durchaus empfehlen), hat Johannes Hartl vom Gebetshaus in Augsburg leider einen m.E. gravierenden Lapsus gebracht (einen anderen, nämlich eine überaus uninformierte und irreführende Aussage zur Entstehung von Leben auf der Erde werde ich noch behandeln): Er bezeichnete, eher beiläufig, Evolution als "nur eine Theorie". Das ist leider die Manifestation eines fatalen Fehlers im Denken, der bereits für viel Ungemach verantwortlich war und ist.

Auf ein Wort:

Was ist eine "Theorie"? Ich versuchs mal vereinfacht zu umreißen. Das Fach das sich mit sowas beschäftigt ist übrigens die Philosophie, und das Thema ist Wissenschaftstheorie bzw. Erkenntnistheorie (auf schlau: Epistemologie).

Eine Theorie ist der höchste Grad an "Gewissheit" in der Naturwissenschaft (danach betreten wir das Reich der Mathematik): Unsere Technologie funktioniert, was belegt, dass die Grundlagen für diese Technologien, die Theorien die dahinter stehen, weitestgehend korrekt sind. Wäre beispielsweise die Atomtheorie falsch, hätten wir keine funktionierenden Atomkraftwerke. Wären unsere Theorien zur Aerodynamik falsch, hätten wir keine Flugzeuge usw.
Das heißt aber nicht, dass eine Theorie immer so bleibt wie sie ist ("festgeschrieben"). Theorien werden modifiziert, wenn neue Fakten entdeckt werden. Solche Modifikationen werfen die Theorie nicht um (denn sie stimmt ja nachwievor für alle Fakten bis zu einem bestimmten Punkt), sie erweitert sie lediglich entsprechend den neu entdeckten Fakten und verbessert sie dadurch.
Es kann auch mal zu einem so genannten Paradigmenwechsel kommen, wenn eine Theorie tatsächlich verworfen wird... das passiert aber nicht sonderlich häufig.*
Beispiel: In der Frühphase eines jeden wissenschaftlichen Gebietes (Kartographie, Biologie, Astronomie etc.) gibt es relativ wenige konkrete Fakten und viele Ungenauigkeiten mangels präziser Messmethoden (z.B. eine Weltkarte aus dem 15. Jahrhundert). Mit dem Fortschreiten in der Zeit, wächst die Menge der Fakten und Hinweise und die Messungen und Ergebnisse nähern sich größerer Gewissheit an. Mit jeder fördernden Modifikation wächst die Sicherheit, Genauigkeit und Gültigkeit der Theorie.
Nur weil eine Theorie zu einem bestimmten Zeitpunkt nichtmehr alle Fakten erklärt, wird sie nicht verworfen, sondern korrigiert und verbessert: Wenn auf einer Landkarte eine neu entdeckte Insel nicht verzeichnet ist, wird nicht alles was auf der Karte ist abgelehnt, sondern die neue Insel wird einfach in das bestehende Wissen einbezogen. Gleichzeitig werden als ungenau oder falsch erkannt Einzelheiten korrigiert bzw. gestrichen. Jede dieser Korrekturen bringt uns mehr Gewissheit (vergleiche etwas eine Landkarte von vor 400 Jahren mit einer heutigen: Wir können heute das ganze Terrain von oben, per Flugzeug oder Satellit, fotografieren, was eine hohe Authentizität bedeutet.).

Man sagt oft: "Evolution ist nur eine Theorie, die Wissenschaftler sollten nicht so tun, als wäre sie Fakt."
Eine "Theorie" im naturwissenschaftlichen Jargon ist die höchste Stufe der "Gewissheit", da sie normalerweise mit allen Fakten konsistent ist. Es wäre geradezu idiotisch, anzunehmen, nur weil wir uns einer Sache, naturwissenschaftliche gesprochen, "gewiss" sind, wird sie dann irgendwann zum "Fakt". Fakten sind einfach nur da! Sie werden nicht gemacht und resultieren nicht aus etwas anderem. Aber sie bedürfen der Beschreibung und Erklärung: Das ist es, was Naturwissenschaft tut!

Beispiel: Gravitation ist Fakt. Niemand würde auf die Idee kommen, das zu bezweifeln. Wieso? Weil jeder von uns Gegenstände zu Boden fallen sieht, weil der Mond sich um die Erde dreht usw.
Nun gibt es aber auch noch die Theorie der Gravitation (in ihrer aktuellen Fassung: Einsteins Relativitätstheorie). Diese beschreibt, wie das Faktum "Gravitation" funktioniert. Sie ist nicht die Gravitation selbst, sondern ein Werkzeug um diese zu verstehen. Die Theorie sagt uns z.B. mit welcher Geschwindigkeit Objekte fallen oder welche Geschwindigkeit man braucht, um die Erde zu verlassen. Ohne eine Theorie, müssten wir ständig alles neu per „trial and error“ herausfinden und hätten keine Möglichkeit irgendetwas vorherzusagen oder als Grundlage für irgendwelche Vorhaben zu nutzen (z.B einen Satelliten in den Orbit schießen).

Evolution ist Fakt. Sie wurde direkt in der Natur beobachtet, im Labor wiederholt und alle nötigen Anzeichen für Evolution finden sich sowohl in der Geologie als auch in der Genetik und anderen Wissensgebieten. Evolution ist ein Naturphänomen das dem Leben so notwendig immanent ist wie einer Pflanze das Wachstum.
Nun gibt es aber auch noch die Theorie der Evolution (in ihrer aktuellen Fassung: die synthetische Theorie der Evolution; natürlich gilt: work in progess). Diese beschreibt, wie das Faktum "Evolution" funktioniert. Sie ist nicht die Evolution selbst, sondern ein Werkzeug um diese zu verstehen.
Gravitation nennen wir den Grund, warum Objekte fallen („was passiert“); die Theorie der Gravitation gibt uns die mathematischen Erklärungen und lässt uns sinnvolle (und nötige) Prognosen machen („warum es passiert“).
Genauso ist Evolution das was passiert (in aller Kürze: "Änderung der Allelfrequenz in einer Population im Laufe der Zeit"); ist also Fakt. Die Theorie der Evolution erklärt uns wie es passiert (Mutation, natürliche Selektion u.v.m.). Fakt und Theorie sind so unterschiedlich wie die Fragepartikel „was?“ und „warum?“.

Eine Landkarte ist keine Landschaft, ein Bauplan ist kein Haus und eine Theorie ist kein Fakt. Und wird es nie sein. Theorien sind in der Wissenschaft aber ebenso nötig und wichtig wie Karten für die Orientierung und Baupläne zum Bau von Gebäuden.
Also gilt: "Evolution ist Fakt und Theorie".


* Wer glaubt, ein solcher Paradigmenwechsel passiere nicht und Naturwissenschaft würde von einem Haufen engstirniger Dogmatiker betrieben, dem sei folgendes kleines Beispiel gegeben:
Stanley Prusiner veröffentlichte 1982 die Hypothese, dass die Creutzfeldt-Jakob Krankheit (sehr bekannt auch als BSE) nicht durch Viren übertragen wird, sondern von Proteinen, die er „Prionen“ nannte. Er stieß auf krasse Widerstände und wurde vielfach sogar regelrecht angegriffen für seine Ideen, denn bis dahin hatte es noch niemand für möglich gehalten, dass Proteine sich ohne die Hilfe von DNA oder RNA replizieren können. Letztlich waren aber seine Gegner nicht in er Lage RNA oder DNA in den betreffenden Prozessen nachzuweisen. Zwei Jahre nachdem er diesen Vorschlag veröffentlicht hatte, gelang es ihm tatsächlich diese Proteine im Labor zu isolieren und die weiteren Forschungen brachten zahlreiche wichtig Erkenntnisse. 1997 wurde  Prusiner der Nobelpreis für Physiologie und Medizin verliehen. In der Erklärung des Komitees hieß es: »The hypothesis that prions are able to replicate without a genome and to cause disease violated all conventional conceptions and during the 1980s was severely criticised. For more than 10 years, Stanley Prusiner fought an uneven battle against overwhelming opposition. Research during the 1990s has, however, rendered strong support for the correctness of Prusiner’s prion hypothesis. The mystery behind scrapie, kuru, and mad cow disease has finally been unravelled. Additionally, the discovery of prions has opened up new avenues to better understand the pathogenesis of other more common dementias, such as Alzheimer’s disease.«

Natürlich gibt es immer Widerstände gegen krasse veränderungen, aber am Ende sind es die Fakten die entscheiden... und dann passieren tatsächlich Veränderungen! Mit Carl Sagan gesprochen:
»In science it often happens that scientists say, 'You know that's a really good argument; my position is mistaken,' and then they actually change their minds and you never hear that old view from them again. They really do it. It doesn't happen as often as it should, because scientists are human and change is sometimes painful. But it happens every day.«

Kommentare:

  1. "Evolution ist Fakt. Sie wurde direkt in der Natur beobachtet, im Labor wiederholt"
    Das ist falsch, möchte ich mal behaupten.
    Im Labor ist Evolution nicht nachvollziehbar und beobachtbar ist sie nicht in Zeiträumen, die wissenschaftlich nutzbar sind.
    Beispiele, die das Gegenteil behaupten, würden mich doch sehr interessieren.

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    1. Man kann Evolution in der Natur durchaus beobachten (ein gutes Beispiel sind hier Ringspezies). Auch die Entstehng neuer (reproduktiv isolierter) Arten innerhalb erfahrbarer Zeiträume lässt sich beobachten: so kennt man etwa ein Bakterium, das Nylon verwertet (mithilfe von Nylonase) und davon lebt. Da es Nylon noch nicht sehr lange gibt (ca. 70 Jahre), kann es auch dieses Bakterium bzw. seine Fähigkeit noch nicht sehr lange geben. Dann wäre da noch das Beispiel eines Moskitos der in der londoner U-Bahn lebt und auch nur dort vorkommt (sich dort entwickelt hat). Und es gäbe noch weitere Beispiele. Wenn ich die Zeit finde, werde ich dazu mal was posten.
      Im Labor geht das auch: jede Antibiotikaresistenz ist ein evolutionärer Vorgang. Es gibt sogar Beobachtungen, bei denen ein mehrzelliges Lebewesen gewissermaßen "entstanden" ist: Eine Bakterienspezies, bei der sich mehrere Individuen zu einer Gruppe zusammengeschlossen haben und die nun in diesem Verband bleiben und sich auch so, als Verband, reproduzieren.

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    2. Hm, beobachtet man da "Evolution" oder beobachtet man dort Phänomene und Vorgänge, die sich wunderbar mit der Evolutionstheorie erklären lassen? Ich habe auch noch nie "Gravitation" gesehen. Ich sehe, daß Dinge tendentiell eher nach unten als nach oben fallen, aber zu sagen, da sehe man die Schwerkraft am Werk, setzt bereits eine ganze Menge Theorie voraus.

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    3. Evolution IST der Vorgang (der freilich beliebig weit aufgedröselt werde kann)!

      "Phänomene und Vorgänge, die sich wunderbar mit der Evolutionstheorie erklären lassen" <--- Was tut denn die Evolutionstheorie? Sie erklärt das Faktum "Evolution". Wie jede Theorie. Was wir beobachten ist also Evolution.

      "Evolution" ist ein Vorgang. Wie jeder Vorgang, ist auch dieser kein physischer Gegenstand, sondern eben ein Vorgang, ein Prozess. Das macht ihn aber nicht weniger real.

      Mal ein anderer, der Alltagserfahrung näher liegender Vorgang als Beispiel: Man kann diesen Vorgang aufdröseln und von Zellproliferation, Zellspezifikation und von Sezernierung interzellulärer Matrix reden. Man kann die verschiedenen Ebenen dieses Vorgangs untersuchen: von Zellorganellen, Zellen, Zellverbänden, Geweben, Organen bis hin zu ganzen Organismen. Man kann über die Veränderung der Proportionen und das Knochenwachstum reden. Man kann Mechanismen aufzählen und z.B. über die verantwortlichen Hormone, Somatotropin und Thyroxin, reden.
      Die "Theorie" die wir zu diesem Vorgang haben ist sehr vielfältig und überaus komplex! Und ich kann natürlich auch rückwerts sagen, dass unsere Theorie all diese Einzelaspekte und Fakten erklärt (ist aber nonsens, denn eine Theorie von etwas tut genau das, sonst wäre sie keine Theorie!). Das ändert aber nichts an der Tatsache, dass ich den eben aufgedröselten Vorgang auch einfach (aber dann eben recht unspezifisch) mit einem einzigen Wort bezeichnen kann: Wachstum.

      Kann ich Wachstum sehen?

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    4. Wenn Du anfängst, erkenntnistheoretisch zu argumentieren, kannst Du nicht auf halbem Weg stehen bleiben. Zumal Du damit auf dem Niveau der Kreationismus-Atheismus-Debatte verbleibst. Denn wie die Kreationisten mit ihrem "alls nur Theorie"-Argument eben den Gewißheitsgrad der Theorie im naturwissenschaftlichen Diskurs verkennen, mißachten Dawkins und Co. die erkenntnistheoretischen und wissenschaftstheoretischen Voraussetzungen (und damit auch Begrenzungen) des nämlichen Diskurses.

      Denn genau diese sind das, was man als berechtigten Kern des "alles nur Theorie"-Arguments ansehen könnte: Die Naturwissenschaft geht mit bestimmten Voraussetzungen an die Realität ran, die dazu führen, bestimmte Dinge gleich auszublenden, um die Wirklichkeit insofern zu vereinfachen, daß man überhaupt etwas über sie aussagen kann. Zu den entscheidensten Voraussetzungen gehört der methodische Atheismus. Würde man in der Naturwissenschaft einen allmächtigen Gott berücksichtigen, könnten alle Beobachtungen, insbesondere jene, die gerade nicht ins Theoriegebäude passen, Folge eines besonderen göttlichen Eingreifens sein -- womit sich die Naturwissenschaft selbst ad absurdum führte. Eine weitere Voraussetzung ist etwa Ockhams Rasiermesser. Das sich bei genauerer Betrachtung als völlig willkürlich erweist, wenn man es für eine Aussage über "die Realität" hielte. Setzt man hingegen voraus, daß die Zielabsicht darin besteht, Beobachtungen und Erfahrungen so zu systematisieren und zu strukturieren, daß sie nachvollziehbar und zukünftige Entwicklungen beeinflußbar werden, dann ist Ockhams Rasiermesser richtiggehend genial. Aber die damit gefundenen Theorien sagen eben nur im Rahmen der Zielabsicht etwas über die Wirklichkeit aus, sind also Folge einer (notwendigen) Komplexitätsreduktion, um überhaupt etwas über die Wirklichkeit aussagen zu können. Ihre Aussagen sind im Rahmen ihrer Aussageabsicht richtig und insofern auch wahr. Aber dabei muß man sich immer bewußt bleiben, daß das alles Wirklichkeitskonstruktion ist (und jede Aussage über die Wirklichkeit immer eine solche darstellt), die eben auch ihre Grenzen hat.

      Oder anders gesagt: Die Atheisten wie Dawkins und Co. holen aus den naturwissenschaftlichen Theorien das raus, was am Anfang in die Voraussetzungen der Naturwissenschaft selbst reingesteckt wurde. Klassische petitio principii.

      Deswegen finde ich die ganze Diskussion um die Evolutionstheorie auch völlig langweilig. Sie ist eine Phantomdebatte. Wunderbar übrigens hier und hier dargestellt.

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    5. Genau das hatte ich in einem vorhergehenden Beitrag zur Frage nach "Evolution an Schulen" behandelt. Man kann mich hier also schwerlich einer Unterlassung bezichtigen. ;)

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    6. Doch, doch, hast Du doch schon selbst. :-) Sorry.

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  2. Okay. Sehr interessant.
    Ich werde Evolution nie wieder "nur eine Theorie" nennen. ;-)

    Was sagt man denn, wenn man das sagen will, was man landläufig mit "nur ein Theorie" gemeint hat?
    Hypothese?

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    1. Ich weiß es ehrlich gesagt nicht... es ist jedenfalls hirnrissig. Was will jemand aussagen, der erklärt, das Sonnenlicht sei kein Gräusch?
      Ich nehme an, es soll einfach ausdrücken, dass es "nicht sicher" sei (was immer das heißt) und darum sei es "nicht so wichtig", ob man das jetzt "akzeptiert" oder nicht... aber wie das mit der Realität so ist: Akzeptanz lohnt sich eher.

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    2. Das Problem ist sicherlich der profane Sprachgebrauch von "Theorie". Wenn man sagt "ist bloß eine Theorie" dann meint man damit eine "Meinung" oder "Vermutung". Mit dem wissenschaftlichen Terminus ha das nichts zutun. Ich werde das demnächst nochmal aufgreifen.

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  3. Hm, ist der Prusiner ein Beispiel für das Verwerfen einer Theorie? Oder eins für "es passen nicht alle Phänomene in die Theorie, also müssen wir sie erweitern"? Sind also die Prionen eine neue Geographie oder "nur" eine neue Insel auf der Landkarte? (Ok, das ist jetzt Haarspalterei, Dein grundsätzliches Anliegen habe ich schon verstanden :-)

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    1. Sie sind, im Gleichnis bleibend, vllt. vergleichbar mit dem Einbeziehen neuer Räume in eine bestehende Kartographie: z.B. Karten von geologischen Formationen auf dem Grund der Ozeane. Was man früher nicht ermitteln oder sich gar vorstellen konnte, ist nun Teil des Geschäfts.

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  4. Einfach mal ein herzliches Dankeschön - auch für die Evolution an Schulen! So toll formulieren und klar darlegen könnte ich das nicht - und bin entsprechend dankbar für solch klare Worte (und werde, statt zu versuchen, sie selbst zu formulieren, lieber auf diese beiden Posts verweisen!).

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  5. Als einer, der sich nie als Atheist gesehen hat, aber immer schon gerne Diskussionen mit Atheisten und Agnostikern angenommen hat, schätze ich diese Art der übersichtlichen und informativen Aufbereitung. Danke!

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  6. Wie wichtig Worte sind, wie wichtig ihre genaue Bedeutung zu kennen und sie nicht falsch zu benutzen.
    Ich dachte auch, dass schließlich eine Theorie, wenn alles erforscht und begründet ist, sich in Fakt verwandelt. Jetzt sehe ich klar, warum das Quatsch ist.
    Danke für die Ausführung.

    Ich muss es aber erst noch ein paarmal durchlesen, bevor ich es jemand anderem ebenso klar darlegen könnte. Seufz. :-)

    Gruß,
    Huppicke

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