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Der Physikbegriff

Eine Betrachtung über den Inhalt des Physikbegriffs, die Definitionshoheit, Methoden, Grenzen der Physik und den Begriffswandel selbst

Die einzelnen Aspekte, unter denen ich auf den Begriff "Physik" eingehe:

• Die Zukunfts-Vorhersage - eine unwissenschaftliche Erklärung:
   Physik als Zukunfts-"Orakel"?

• Ein Begriff im historischen Wandel - durch Definition schließt man bestimmte Möglichkeiten der physikalischen Erkenntnis von vornherein aus

• Ein Beispiel aus der Geschichte: Max Planck und Viktor Schauberger - wessen Physik ist die bessere Beschreibung der Wirklichkeit?

• Definitionshoheit: Wer legt fest, wie Physik zu definieren ist?

• Heutiges Physikverständnis ist an mathematische Darstellbarkeit gekoppelt.

• Erklärungen auf verschiedenen Erkenntnisstufen als Teil des Begriffs "Physik": Man muss Physik auch angepasst an Vorwissen und Erfahrungen lehren können, sie muss auch verstanden werden können

• Fragen oder Methoden?
Was bestimmt die Physik mehr - die Fragestellung oder die Methode der Beantwortung der Fragen?

• Beobachtung oder Experiment:
Heutige Experimente (der Einfluss des Beobachters) verzerren die Wirklichkeit extrem.

• Einmaligkeit und Wiederholbarkeit - entzieht sich ein einmaliges Ereignis wissenschaftlicher (physikalischer) Erkenntnis?

• Die formal-logische und die dialektische Sichtweise auf die Physik

• Vorstellungen von Physik: die Eingrenzung auf die Untersuchung der unbelebten Materie schließt die physisch reale Bewegung der "lebendigen Körper" von vornherein aus - aus gutem Grund und mit bösen Folgen.

• Selbst-auferlegte Beschränkung - die verbotene Frage "Warum?" Wir sind nicht einen Schritt weiter als Aristoteles, der darauf auch nur die Antwort wusste: "Das liegt in der Natur der Dinge."

• Die Abgrenzung der Physik von der Philosophie

• Grenz-Übergänge

• Ich weiß, daß ich nichts weiß - Welche Erkenntnisse erwarten uns in Zukunft? Hat die Physik dann noch eine Aufgabe (welche?) oder ist sie "am Ende"?

• Ein Zitat über den Menschen als "grössten physikalischen Apparat"

• Die statische und die dynamische Sichtweise auf den Physikbegriff

• Was wird aus der Physik?

• Die Zukunfts-Vorhersage - eine unwissenschaftliche Erklärung
Physik als Zukunfts-"Orakel"?

Die Physik ist eine gegenüber Orakel, Handlesen, Astrologie usw. andere, eine wissenschaftliche Methode der Zukunftsvorhersage.
„Wissenschaftlich“ meint, dass das Ergebnis mit wissenschaftlichen Methoden erzielt werden und konkret nachprüfbar sein muss.

Das wesentliche Anliegen der Physik ist es, voraussagen zu können, welche Ereignisse in Zukunft zu erwarten sind. (Beispiel: Wohin und wie lange fliegt die Kugel?) Wichtig sind außerdem die Bedingungen, unter denen etwas abläuft.

Da Physik als Wissenschaft nur möglich ist bei angeblich wiederholbaren Ereignissen (alles was geschieht, ist einmalig, es gibt nur ähnliche Ereignisse), ist sie objektiv nur zu "unscharfen" Voraussagen fähig. Die Erfassung und mathematische Auswertung aller Anfangsbedingungen eines Prozesses ist so komplex, dass die Berechnung länger dauern würde als der Ablauf in Echtzeit. Neben der Ungenauigkeit ihrer Berechnungen und Aussagen hat sie auch ein Problem damit, gelegentlich nur "Wahrscheinlichkeiten" für das Eintreffen eines Ereignisses angeben zu können. Das Feld der geistig gesteuerten (von Menschen geplanten) Ereignisse ist ihr verschlossen. Ihr Hauptproblem dafür, dass sie nicht "alles vorhersagen" bzw. berechnen kann, ist der "freie Wille des Menschen" - der ist im wahrsten Sinne des Wortes "unberechenbar".

Die Physik ist nicht nur rational - sie hat auch eine emotionale Seite: die Hoffnung der Physiker, ihre Vorhersagen werde eintreffen.

In der Wahrscheinlichkeits-Rechnung treffen sich unwissenschaftliche und wissenschaftliche Voraussagen.
Das "Werfen einer Münze“ hat eine 50%ige Wahrscheinlichkeit, ob sie dann Kopf oder Zahl oben hat. Jede wissenschaftliche Methode, die bessere Ergebnisse liefert als diese Zufallswahrscheinlichkeit, ist also ein Fortschritt.

• Ein Begriff im historischen Wandel - durch Definition schließt man bestimmte Möglichkeiten der physikalischen Erkenntnis von vornherein aus

Was ist Physik?
Nun sollte man meinen, wenigstens in dieser Frage würde eine einheitliche Auffassung herrschen. Doch die subjektiven Meinungen über das, was Physik sei, gehen in die Legion.

Es ist verständlich und logisch, dass in verschiedenen Zeiten verschiedene Auffassung von dem, was Physik ist, bestanden haben. Mit der Entwicklung der Physik entwickelt sich notwendigerweise der Begriff.
Doch auch innerhalb einer bestimmten historischen Periode stritten sich die Gelehrten darüber, was sie unter Physik verstehen.

Mir geht es nicht darum, hier den vielen Definitionen eine neue hinzuzufügen, sondern darum, zu zeigen, wie die Definition des Begriffs "Physik" bestimmte Erkenntnis-Möglichkeiten von vornherein ausschließt.

• Ein Beispiel aus der Geschichte: Max Planck und Viktor Schauberger - wessen Physik ist die bessere Beschreibung der Wirklichkeit?

Viktor Schauberger, ein Autodidakt, hat durch einfaches Beobachten und Nachdenken viele physikalische Phänomene erkannt und untersucht.
Er war für Wissenschaftler wie Max Planck keiner Diskussion wert. Schaubergers Erkenntnisse wurden von ihm ignoriert und lächerlich gemacht. So sagte Planck in einem Gespräch bei Adolf Hitler im Jahr 1933 oder 1934, in dem er eine Stellungnahme zu den Naturtheorien Schaubergers geben sollte: (siehe auch Namen -  Schauberger, Viktor)

• Definitionshoheit: Wer legt fest, wie Physik zu definieren ist?

Wer legt fest, wie Physik zu definieren ist? Wer legt fest, was nicht zur Physik zählt? Ist es der sich von allein bildende Konsens der Physiker unter sich? Haben "Außenstehende" Mitspracherecht? Wer entscheidet im Streitfall, wessen Meinung "richtig" ist oder "falsch"? Gibt es "objektive Kriterien", die sozusagen vorschreiben, was Physik zu sein hat?
Oder ist die Definition selbst schon an subjektive Entscheidungen einzelner Menschen gebunden? Dann bedeutet es, dass die Festlegung des Begriffsinhaltes letztendlich eine "Machtfrage" ist: wer hat das Sagen und wer nicht?

• Heutiges Physikverständnis ist an mathematische Darstellbarkeit gekoppelt.

Wenn man die Physik an die mathematische Darstellung koppelt, sind alle Erscheinungen, die nicht mathematisch darstellbar sind, "außerhalb" der Physik. Das impliziert, dass alle nichtmathematischen Darstellungen und Überlegungen zur Beschreibung der Natur nicht-physikalisch bzw. sogar "unwissenschaftlich" sind.

Eines der bekanntesten Beispiele für den "Teufelskreis" aus einseitiger Definition und Ausgrenzung von Wissen ist die Goethesche Farbenlehre, die die Farben nur "phänomenologisch", aber nicht "mathematisch" beschreibt.
Dabei wird vergessen, dass "mathematisch" synonym steht für "quantitative" Beschreibung der Welt, der Begriff "phänomenologisch" aber für die "qualitativen" Aspekte der Welt steht.
Kann die Physik es sich wirklich leisten, die qualitativen Aspekte abzuwerten?

Eine Aussage über Physik ist z. B.:
"Physik beschreibt die Natur mit mathematischen Modellen."

• Erklärungen auf verschiedenen Erkenntnisstufen als Teil des Begriffs "Physik": Man muss Physik auch angepasst an Vorwissen und Erfahrungen lehren können, sie muss auch verstanden werden können

Es ist einleuchtend, dass man je nach Adressat die Formulierungen zur Erklärung dessen, was Physik ist, variieren muss. Nicht jeder bringt die Voraussetzungen mit, eine umfassende wissenschaftliche Definition des Begriffs Physik zu verstehen.

Es besteht die Gefahr, dass es durch Vereinfachungen zu Verfälschungen und zu Missverständnissen kommt. Wichtig ist es aus meiner Sicht daher, solche einfachen Erklärung zu finden, die mit der wissenschaftlichen Definition weitestgehend übereinstimmen, ohne deren Fachbegriffe über Gebühr zu strapazieren.
Die Erklärungen auf verschiedenen Erkenntnisebenen sind Teil des Begriffs und seines Verständnisses!

Einem kleinen Kind könnte man anhand von Beispielen erklären:
Physik untersucht alles, was um dich herum ist: Warum der Ball schwimmt, aber der Stein untergeht, wieso die Lampe Licht gibt, wenn Strom durch sie hindurchfließt, wie man im Kühlschrank Eiswürfel hergestellten kann, obwohl es draußen warm ist, und noch vieles mehr.

• Fragen oder Methoden?
Was bestimmt die Physik mehr - die Fragestellung oder die Methode der Beantwortung der Fragen?

Was bestimmt nun den Inhalt der Physik stärker: sind es die Fragen, die sich der Mensch stellt oder sind es die Methoden, mit denen er ein und dieselbe Frage zu beantworten versucht?
Bekannterweise gibt es Fragestellungen, die von vornherein aus physikalischer Sicht "ausgegrenzt" werden, für die die Physik nicht zuständig ist. Man kann es auch so sehen: Es gibt Fragen, auf die die Physik in ihrem Rahmen nicht antworten kann, also ignoriert sie diese.

Eine Grundfrage der Erkenntnis ist die nach den Wechsel-Wirkungen zwischen Materie und Bewusstsein. Diese Frage ist in der Physik nur im Rahmen des "Beobachter-Status" akzeptiert.

• Beobachtung oder Experiment:
Heutige Experimente (der Einfluss des Beobachters) verzerren die Wirklichkeit extrem.

Ein Experiment ist eine unter definierten Bedingungen durchgeführte Beobachtung von Erscheinungen der realen Welt. Dafür werden inzwischen technisch sehr aufwendige und teure Einrichtungen benötigt, die in der Regel eines machen: sie schalten die „natürlichen Bedingungen“ aus. Da wird beschleunigt, erhitzt, abgekühlt bis fast an den absoluten Temperaturnullpunkt, in Vakuum und Hochdruck versetzt. Dieser Aufwand - glaubt man - sei heute notwendig, überhaupt noch neue Erkenntnisse gewinnen zu können. Andererseits sind diese Experimenten, diese extremen technischen Eingriffe ein Einfluss des Beobachters, der verzerrend auf das Ergebnis wirkt bzw. wirken kann / könnte.

Man glaubt, im "Normalbereich" der Wirklichkeit wäre alles bekannt. Das erstaunliche ist, dass z. B. so "einfache" Phänomene wie die Anomalie des Wassers bisher immer noch nicht enträtselt sind. Die "normalen" Beobachtungen (siehe oben Planck-Schauberger) werden als minderwertig abqualifiziert.

Doch so hat die Physik angefangen: mit der Suche nach Erklärungen für das, was in der Wirklichkeit ganz "normal" passiert.
Newton wurde berühmt für die Beobachtung eines fallenden Apfels ....

• Einmaligkeit und Wiederholbarkeit - entzieht sich ein einmaliges Ereignis wissenschaftlicher (physikalischer) Erkenntnis?

Die physikalische Beobachtung und deren Auswertung unterscheiden sich nur in einem von den alltäglichen Erlebnissen: sie suchen nach Erklärungen, Vorausschau und Verallgemeinerungen der beobachteten Erscheinungen.
Wesentliche Voraussetzung einer wissenschaftlichen Beobachtung ist die Wiederholbarkeit eines Ereignisses. Nimmt man dieses zur grundlegenden Bedingung wissenschaftlicher Erkenntnisse, ergibt sich daraus mit zwingender formaler Logik die Aussage:
Einmalige Ereignisse entziehen sich wissenschaftlicher Reflexion.
Daraus kann man jedoch auch eine weitere Schlussfolgerung ziehen:
Was kann man tun, um einmalige Ereignisse für wissenschaftliche Erkenntnis zu nutzen? Diese Frage dürfte beim Nachdenken über den Fortschritt der Physik von elementarer Wichtigkeit sein.

• Die formal-logische und die dialektische Sichtweise auf die Physik

In der formal-logischen Begriffswelt grenzen sich die Begriffe für die bezeichneten Gegenstände voneinander ab wie in der physischen Welt die Körper: Wo Physik ist, kann nicht Kunst (oder eine andere Wahrnehmungsweise) sein: Zur Not ist noch vorstellbar, dass sich innerhalb der Wissenschaft Grenzen und Überschneidungen ergeben, z. B. mit der Chemie oder mit der Systemtheorie.
Unvorstellbar ist, dass die Physik sich mit "außerwissenschaftlichen" Bereichen mischen könnte.

Physikalische Theorien werden zu nicht mehr hinterfragbaren Lehrsätzen, zu Dogmen, die unverrückbar (wie feste Körper großer Masse) feststehen. Diese Sichtweise behindert letztendlich Erkenntnisfortschritt.

In der dialektischen Betrachtungsweise ist Physik nur eine Methode unter vielen, sich Wissen über die Welt anzueignen. In ihr ist es logisch, dass die Physik selbst in ständiger Entwicklung begriffen ist und die Wechselbeziehungen mit anderen Bereichen der Erkenntnis, wie z. B. Philosophie und Kunst, Lebenselixiere der Physik sind.
Warum sollten physikalische Erkenntnisse nur im Rahmen wissenschaftlicher Abhandlungen veröffentlicht werden? Ist es nicht denkbar, diese auch in Gestalt eines Kunstwerkes der Öffentlichkeit bekannt zu machen?

Das spannendste Beispiel für dialektische Herangehensweise sind jedoch die nach wie vor existierenden Bemühungen, Theologie und Naturwissenschaft wieder zu vereinen. Die Physik ist nicht Selbstzweck sondern Mittel zum Zweck der Erkenntnis. Offenheit gegenüber noch unbewiesenen Erkenntnissen, Mut zu Hypothesen, Denkfreiheit und Phantasie gehören zu dieser dialektischen Sichtweise.

Die "reine Physik" war und ist eine Fiktion. Jede physikalische Theorie macht eine Entwicklung durch. Sie beginnt immer mit außerwissenschaftlicher, außerphysikalischer Erkenntnis: einem NANU, einem AHA, einem WAS, einem WARUM ....
Deshalb ist es albern, das nach Fertigstellung einer Theorie vergessen zu wollen.

• Vorstellungen von Physik

Die Eingrenzung auf die Untersuchung der unbelebten Materie schließt die physisch reale Bewegung der "lebendigen Körper" von vornherein aus - aus gutem Grund und mit bösen Folgen.

So verschieden die Vorstellungen in der Geschichte der Physik auch gewesen sein mögen, in einem ist man sich einig: Physik beschreibt die unbelebte Natur. Vorgänge lebender Körper, z. B. der Sprung einer Katze auf den Tisch, gehören nicht in den Bereich der Physik. Da diese Einschränkung existiert, ist sie heute "in Frage zu stellen" in dem Sinne, dass zu hinterfragen ist:
- Wieso wurde diese Einschränkung vorgenommen?
- Warum hat man sich so daran gewöhnt, die Bewegung lebendiger Körper aus der physikalischen Betrachtung auszuschließen?
- Welche Probleme macht die physikalische Beschreibung lebendiger Körper?
- Welche Erkenntnisse werden ggf. verhindert, wenn man lebendige Körper in ihren Bewegungen ignoriert bzw. welche Erkenntnisse können wir erwarten, wenn wir die Bewegung lebendiger Körper mit physikalischen und philosophischen Methoden untersuchen?

• Selbst-auferlegte Beschränkung - die verbotene Frage "Warum?"

Die Physik kann (das ist das Selbstverständnis der Physik / der Physiker) nur das "Wie", nicht aber das "Warum" der Erscheinungen der Natur zu klären versuchen. In dem Gefühl, unzulänglich zu sein, lassen sich die Physiker deshalb oft zu diversen Schmähungen gegenüber denjenigen hinreißen, die trotzdem fragen: "Warum ist es so wie es ist?" Schon Aristoteles hatte darauf (nur) eine Antwort: "Das liegt in der Natur der Dinge."

• Die Abgrenzung der Physik von der Philosophie

Ein Beispiel kann ich als Vorgeschmack auf die Kompliziertheit dieser Frage schon einmal einstreuen:
Prof. Heinz-Jürgen Schmidt von der Uni Osnabrück hatte seinen Vortrag auf der Physikerinnentagung im Jahr 2007 überschrieben:
"Philosophie für Physikerinnen"
(siehe Programmheft der Physikerinnen-Tagung 2007, S. 34, erreichbar über: https://www. physikerinnentagung.de/dpt07/programm/programmheft.html bzw. https://www.physikerinnentagung.de/dpt07/pdf/heft.pdf)
und kündigt ihn dann mit folgenden Worten an:
(Hervorhebungen von mir. - B. K. )
Oh, welch rührende Sorge ist da erkennbar! Wer oder was sind diese "Fachphilosophen" überhaupt?
Auf der Seite WISSENSCHAFT UND PHILOSOPHIE - EIN NICHT GANZ LEICHTES WECHSELSPIEL (im Thema GRUNDFRAGEN DER PHYSIK UND DER WISSENSCHAFT) gibt es zu dieser Frage - nicht zur Abgrenzung, sondern zur Notwendigkeit der Zusammenarbeit von Physik und Philosophie - erste Notizen.

• Grenz-Übergänge

An Begriffe wie Biophysik, Astrophysik usw. haben wir uns gewöhnt. Es geht gar nicht anders, als dass in den Grenzbereichen zweier Wissenschaften Überschneidungen und gegenseitige Durchdringungen erfolgen. Sehr spannend ist z. B. die sogenannte "Psychophysik", weil sie eine Natur- und eine Geisteswissenschaft mischt. Zumindest zeigt diese Überlappung zweier Bereiche, dass die Physik nicht wirklich stagniert, sondern zur Weiterentwicklung und Grenzüberschreitung fähig ist. Das lässt hoffen und weitere Grenz-Übergänge mit Spannung erwarten.

• Ich weiß, daß ich nichts weiß ...

Welche Erkenntnisse erwarten uns in Zukunft? Hat die Physik dann noch eine Aufgabe (welche?) oder ist sie "am Ende"?
Erst seit rund fünfhundert Jahren betreiben wir hier in Europa so etwas wie "reine Physik". Das Wissen der Menschheit weist aber seit mindestens 3000 Jahren bereits einen hohen Stand auf, der zum großen Teil ohne die Methoden der Physik (Experiment, Mathematisierung) erworben wurde. Daher sollten wir uns auch heute einer gewissen Sokrates´schen Bescheidenheit bedienen und staunend vor der Menge noch unentdeckter Erkenntnisse stehen, die die Menschheit sich in weiteren 5000 Jahren aneignen wird. Da wirkt es einfach lächerlich, dass viele glauben, die Physik habe ihr wesentliches Wissen bereits erworben. Man denke nur an den jungen Max Planck, dem ein Lehrer abriet, Physik zu studieren, weil dort schon fast alles bekannt sei.

• Ein Zitat über den Menschen als "größten physikalischen Apparat"

Johann Wolfgang von Goethe (aus einer Sekundärquelle)

• Die statische und die dynamische Sicht auf den Physikbegriff

Eine kleine Episode machte mir die unterschiedliche Sichtweise, den unterschiedlichen Umgang mit Begriffen anschaulich:
In einer Veranstaltung erzählte ein "Geomantie-Experte"- bzw. "Erdheiler" einige recht unvorstellbare Dinge. Da meldete sich ein anwesender katholischer Theologe zu Wort und fragte :
              "Wo bleibt denn da die Physik?" (1)
Mich erstaunte es sehr, dass ein Theologe sich um die Zukunft der Physik sorgte. Zum anderen wurde mir bewusst, wie unterschiedlich seine und meine Sichtweise sind. Hätte ich mir Sorgen um die Physik gemacht (was ich beileibe nicht tue, denn das "Kind" ist gesund und kräftig, zwar gerade in der Pubertät, aber es gibt schon jetzt zu den kühnsten Hoffnungen Anlass), wäre meine Frage so formuliert worden:
              "Was wird aus der Physik?" (2)

Die Sichtweisen der beiden Fragestellungen unterscheiden sich:
(1) Diese Fragestellung erfolgt im Denkschema der formalen Logik, die das "Ding an sich" in seiner Unveränderlichkeit sieht, die statische Sicht des "sich selbst gleich Bleibenden" repräsentiert.
(2) Diese Fragestellung benutzt das Denkschema der Dialektik, die in jedem Ding die Veränderbarkeit sieht, die dynamische Sicht des "nichts bleibt sich gleich".

Es ist logisch, dass eine der beiden Fragestellungen allein nur eine Teil-Antwort geben kann. Am besten benutzt man beide! Das ermöglicht, sowohl das Bleibende als auch das Veränderliche an der Physik besser zu erkennen.

Noch etwas muss ich korrekterweise anführen: Wahrscheinlich habe ich die Frage des Theologen völlig falsch verstanden. Vermutlich sorgte er sich weniger um die Physik. Man kann seine Frage auch so verstehen:
Er wollte den Unsinn des "Erdheilers" deutlich machen, indem er die Autorität der Wissenschaft zu Hilfe rief.
Vielleicht meinte er, da das Erzählte im Widerspruch zu den Erkenntnissen Physik stehe, sei es abzulehnen?
Als Meinung eines Theologen wäre das zu komisch, um wahr zu sein!

• Was wird aus der Physik?

Genau um diese Frage - die Frage nach der Zukunft der Physik - soll es auf dieser Website letztendlich gehen.
In der Version (2) ist sie jedoch immer noch "männlich gedacht": der "objektive Beobachter" beobachtet, möglichst ohne einzugreifen.
"Weiblich gedacht" ist diese Frage, wenn man sie koppelt an die menschlichen Aktivitäten, wenn man weiterdenkt:
"Was ist zu tun, was kann ich, was können wir tun für eine gute Zukunft, für eine Weiterentwicklung der Physik?"
Wollen wir eine abstrakte, unverständliche, verkopfte, spekulative, nur formelhafte, in theoretischer Selbstverliebtheit den Bezug zur Realität aus den Augen verlierende Physik, oder wollen wir die Physik als höchstinteressantes Erkenntnismittel für das Verständnis der realen Welt weiterentwickeln?