Singuläre Ereignisse

versus allgemeine physikalische Gesetze:

(Terra-) Astronomie

aus wissenschaftstheoretischer Sicht

PD Dr. Thomas Posch

AIU Jena, 7. Februar 2018

FM 5 Aug. 20-22

Textgrundlage

• Heinrich Rickert, Kulturwissenschaft und Naturwissenschaft.

7. Aufl., 1926 (ND 1986)

• Ders., Die Grenzen der naturwissenschaftlichen Begriffsbildung.

5. Aufl., 1929

• Max Planck, Die Einheit des physikalischen Weltbildes. 1909.

• Th. Posch, Natur und Geschichte bei Rickert und Hegel.

HGJB 2017, 494-499

• Ders., Der Hauptgegensatz von Natur und Geschichte

bei Heinrich Rickert. Kant-Akten vol. 5 (2018)

https://doi.org/10.1515/9783110467888-049

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Autobio–graphische Bemerkung

Astromineralogie

Mineralogie Astronomie

Schutz von Nachtlandschaften

(Streu-Theorie) Nachthimmels-

helligkeitsmessungen

Philosophie &

Wissenschaftstheorie Terra-Astronomie

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Inhaltsübersicht

• Sonderstellung der Terra-Astronomie

• Dominanz der Naturwissenschaften seit dem 19. Jahrhundert?

• Naturwissenschaften versus historische Wissenschaften

• Blick auf die Erkenntnistheorie Heinrich Rickerts

• Ausrichtung der (aller??) Wissenschaften auf „das Allgemeine“ – ?

• (Terra-) Astronomie zwischen Suche nach allgemeinen Gesetzen

und Erforschung individueller Körper

• Rolle individueller Himmelskörper in der Astromineralogie

• „Ultimative“ Fragen

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Die Sonderstellung der Terra-Astronomie

Spezifik der Terra-Astronomie:

• Durch (a) steht die Terra-Astronomie ‚mit einem Fuß‘ auf dem Gebiet der historischen

Wissenschaften (das gilt offensichtlich auch für die Astronomiegeschichte)

• Aber – und das ist das Besondere – mit (b) reiht sich die Terra-Astronomie

zugleich in Methoden und Ziele der Naturwissenschaften ein.

• Kant unterscheidet zwischen ‚historischer Naturlehre‘ einerseits

und eigentlicher (mathematisierbarer) Naturwissenschaft andererseits.

• Terra-Astronomie verbindet diese beiden Welt-Zugänge.

Das macht sie für uns so interessant.

• Aber: Stimmt das mit den zwei Zugängen überhaupt? Dazu später mehr (Folien 10ff.)

Betrachten wir zuvor ein paar Beispiele.

(a) Historische (oftmals: singuläre) astronomische Ereignisse – (b) werden analysiert

im Hinblick auf aktuelle astrophysikalische Fragestellungen.

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Beispiele für konkrete Themen der Terra-Astronomie

• „Variations of 14C around AD 775 and AD 1795 – due to solar activity“

(Neuhäuser & Neuhäuser 2015)

• „Earth rotation and moon orbit acceleration – inferred from historical eclipses

and other occultations“ (IAU 2018 FM 5 subtopic)

• „Historical novae and supernovae – how they may help to understand SN physics“

(also at IAU FM 5)

• „Types of Historical Supernovae and what you, I, and LIGO might have seen”

(Virginia Trimble 2018, to be presented at at IAU FM 5)

• „Reconstruction of solar activity for the past millennia“

Was folgt daraus?

Schon im Titel vieler Arbeiten zur Terra-Astronomie finden wir die o.g. Synthese:

„historische astronomische Ereignisse – analysiert im Hinblick auf aktuelle astrophysikalische

Fragestellungen.“

In der ‚reinen‘ Astronomiegeschichte kann diese Synthese auch angestrebt werden.

Offensichtlich muss dies aber nicht der Fall sein.

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Supernova AD 1006

Von der Terra-Astronomie

zu Philosophiegeschichte

und Erkenntnistheorie

(und dann wieder retour)

Platon – Aristoteles – Kant

Die Wissenschaften suchen das Allgemeingültige

Platon wie auch Aristoteles: Wissenschaft sei immer auf „das Allgemeine“ ausgerichtet.

Es gebe letztlich gar keine wissenschaftliche Erkenntnis von rein Individuellem.

Mittelalter: „haecceitas“ – ? „Diesheit“? Lange Diskurse darüber.

Immanuel Kant: Was ist Natur?

„Natur ist das Dasein der Dinge, sofern es nach allgemeinen Gesetzen bestimmt ist.“ (Prolegomena,

§ 14)

„Eigentliche Naturwissenschaft“ sucht und begründet (möglichst „a priori“) allgemeine

Gesetze, formuliert sie in der Sprache der Mathematik.

Aber: Es gibt nach Kant auch eine „historische Naturlehre“, die noch nicht zum Stadium

der „eigentlichen Naturwissenschaft“ vorgedrungen ist:

Jene Teile der Naturforschung, die mit dem Faktensammeln (der Suche nach einzelnen

empirischen Tatsachen) beschäftigt sind („systematisch geordnete Facta der Naturdinge“)

Zu diesem Gegensatz (Allgemeines – Einzelnes) mehr in Kürze

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Totale Dominanz der Naturwissenschaften

seit dem 19. Jahrhundert?

Der Philosoph Wilhelm Windelband schreibt über das 19. Jh.:

„Man hat das 19. Jahrhundert mit gleichem Recht das naturwissenschaftliche und andererseits

das historische genannt. Der rapide Fortschritt, den die Naturforschung in diesem Zeitalter gemacht hat, ist

die offenkundigste aller Tatsachen.

In der Tat ist es [aber] das weitaus Eigenartigere in dem wissenschaftlichen Bild des 19. Jahrhunderts, dass

die historische Forschung darin ihre bewusste Gestaltung wie ihre erfolgreiche Organisation gefunden hat.

So haben beide Seiten des einzelwissenschaftlichen Lebens in dem verflossenen Jahrhundert ihre gleichmäßig

bedeutsame Entfaltung gefunden.“

Von gleich grundlegender Bedeutung für die Kultur- bzw. Wissenschaftsgeschichte

- im Vergleich zu den Naturforschern Helmholtz, Kirchhoff, Liebig, Bunsen, Doppler … -

sind wohl Historiker wie Leopold Ranke, Theodor Mommsen, Jacob Burckhardt usw.

(behauptet der o.g. Philosoph)

Aber: Unklares Selbstverständnis/-bewusstsein der historischen Wissenschaften

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Eigenart der historischen Wissenschaften?

Sollen sich die hist. Wiss. in ihrem Welt-Zugang, in ihren Erkenntniszielen und -methoden

möglichst an den Naturwiss. orientieren? Sind sie Wissenschaften oder nur „Wissen“?

„JA“: sagen (Kant,) die Positivisten, sagt Ernst Haeckel, sagt der „Wiener Kreis“.

„NEIN“: sagen u.a. der „Jenaer“ G.W.F. Hegel, W. Windelband, Heinrich Rickert,

Max Weber (*1864 in Erfurt!), sagen Wilhelm Dilthey und die Hermeneutiker.

Wenn „ja“, wird tendenziell die Physik zu einer (methodisch) universell maßgeblichen

Leitwissenschaft

Wenn „nein“: Annahme, dass es einen methodisch eigenständigen Welt-Zugang

der historischen Wissenschaften gibt.

Aber: Uneinigkeit herrscht darüber, worin die methodische Eigenart der historischen

Wissenschaften besteht.

• W. Dilthey: „Erklären“ vs. „Verstehen“ ( Hermeneutik, u.a. für verlässliche Textbasis der

Terra-Astronomie wichtig!)

• W. Windelband 1894: „die Naturwissenschaften lehren, was immer ist, die

Geschichtswissenschaften lehren, was einmal war “; „Nomothetisch“ vs. „idiographisch“

(nomos – Gesetz: offenbar in: Astro„nomie“ )

Was zeichnet – genau („logisch“) betrachtet – die naturwissenschaftliche Zugangsweise aus?

Heinrich Rickert (1863-1936) argumentiert: es ist die Suche nach allgemeinen, immer gültigen

universellen Gesetzen (Naturgesetzen).

Kurzformel Rickerts zu den Prototypen wissenschaftlicher Methodik:

„Die Wirklichkeit wird Natur, wenn wir sie betrachten mit Rücksicht auf das Allgemeine, sie wird

Geschichte, wenn wir sie betrachten mit Rücksicht auf das Besondere und Individuelle.“ (*)

(Rickert, Kulturwissenschaft und Naturwissenschaft, Stuttgart 1986, S. 77.)

• (*) ist nur als schematische, idealtypische Einteilung gemeint – nicht so, dass es konkrete

Wissenschaften gäbe, die zur Gänze nur auf der einen oder nur auf der anderen Seite

angesiedelt wären! (In der Praxis fast immer: „Mischformen“)

• Zwei Bedeutungen von „historisch“: „das Vergangene“ versus „das, was nur als Individuelles,

als Einmaliges fassbar ist“ (was nicht nur Gattungsexemplar ist)

„Geschichts“wissenschaft

versus Naturwissenschaft

nach Heinrich Rickert

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(„Historische“) Individuen:

Warum interessieren sie uns, auch in der Astronomie?

Wer war Rickert?

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„Short CV“:

1863 geboren in Danzig/Gdańsk

1888 Promotion bei Wilhelm Windelband

1891 Habilitation in Freiburg

1896 ff. Ordinarius ebd.

1915 „Habilitationsvater“ Heideggers

1915 ff. Ordinariat in Heidelberg. Viele Hörer.

1936 gestorben in Heidelberg

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„Kulturwissenschaft und Naturwissenschaft“

Rickert hatte gute Argumente gegen den Begriff „Geisteswissenschaft“ als Gegenpol zu

„Naturwissenschaft“. (U.a.: Wohin mit der Psychologie?)

Stattdessen: „Kulturwissenschaften“ oder „historische Wissenschaften“.

Der Preis für die Ausrichtung auf Allgemeinheit:

Abstraktion von Individualität,

Verlust von Anschaulichkeit

„Ist irgendetwas naturwissenschaftlich begriffen, so ist im Begriff mit der Mannigfaltigkeit der empirischen

Anschauung zugleich alles das verloren gegangen, was es zu einem realen Individuum macht.“

Reales Individuum bedeutet dabei: konkretes Element der sinnlich empirischen

Anschauung in seiner „nie wiederkehrende[n] Besonderheit, Einzigkeit und Einmaligkeit“.

(Die Grenzen der naturwissenschaftlichen Begriffsbildung, Tübingen 1921, S. 150-151.)

Galilei musste z.B. von vielen Eigenschaften fallender Körper und vom Luftwiderstand

abstrahieren, musste eine idealisierte Situation schaffen, um das Fallgesetz zu finden.

Die individuelle zarte Feder gehorcht dem Galileischen Fallgesetz offenbar nicht.

(Eher noch „folgt“ sie Aristoteles…)

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Was bedeuten aber in den Naturwissenschaften

„Vorhersagen einzelner Ereignisse“?

Offensichtlich spielen Vorhersagen eine große Rolle in den Naturwissenschaften:

Astronomische Ephemeriden, Wetterprognosen, Vorhersagen als Tests einer Theorie...

Grundlage dafür sind allgemeine Naturgesetze (meist: DGL + Randbedingungen)

Heißt das: Man kann sehr wohl alle individuellen Einzelheiten des Naturgeschehens

aus allgemeinen Gesetzen ableiten? (Laplacescher Dämon?)

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-- Oder bedeuten die in der Astronomie so gängigen und erfolgreichen

Voraussagen bedeuten nur, dass wir „zufrieden sind, falls wir nur wissen, unter

welchen allgemeinen Begriff wir die zukünftigen Wirklichkeiten werden bringen

können.“ – ?

Vorausberechnet wird eben nicht ein individuelles Ereignis in allen

(qualitativen) Einzelheiten, sondern ein Ereignis einer bestimmten

Klasse, freilich mit genau bestimmten quantitativen Parametern.

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Beispiele für naturwissenschaftliche

(und medizinische) Vorhersagen

• „Kanon“ von Sonnenfinsternissen (weit in die Zukunft gerechnet)

(Musterbeispiel schlechthin? Vorbehalte? Bezug zur Terra-Astronomie!)

• Wetterprognosen

• Klimamodelle globale Erderwärmung

• Ablauf chemischer Reaktionen

• (Auf statistischer Basis erwarteter) Verlauf einer Erkrankung bzw. Genesung

Zeigen diese Beispiele, dass die Naturwissenschaften aus allgemeinen – deterministischen

oder statistischen – Gesetzen einen restlos präzisen Schluss auf individuell-wirkliche

Ereignisse erlauben? (Astronomie als Spezialfall??)

Vorhersagen historischer Abläufe aufgrund angeblicher allgemeiner historischer Gesetze?

- Wirtschschaftswachstumsprognosen, gekoppelt mit Arbeitsmarktprognosen?

- „3-Stadien-Gesetz“ des Auguste Comte

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Ergänzung zum Verlust der Anschaulichkeit

in der Physik: Max Planck (1)

Auch Max Planck liegt auf einer Linie mit Rickert:

„Die Vereinfachungen, die bei naturwiss. Beschreibungen erforderlich sind, werden „begleitet …

von einem auffallenden Zurücktreten des menschlich-historischen Elements in allen

physikalischen Definitionen“.

„In der physikalischen Akustik, Optik und Wärmelehre sind die spezifischen

Sinnesempfindungen geradezu ausgeschaltet. Die physikalischen Definitionen des Tons, der

Farbe, der Temperatur werden heute keineswegs mehr der Wahrnehmung durch die

entsprechenden Sinne entnommen, sondern Ton und Farbe werden durch Schwingungszahl

bzw. Wellenlänge definiert, die Temperatur … in der kinetischen Gastheorie durch die lebendige

Kraft [=Energie] der Molekularbewegung … von der Wärmeempfindung ist aber bei der

Temperatur in keinem Fall mehr die Rede.“ [Vgl.: Celsius-Skala Kelvin-Skala]

Auch verschwindet die „Kälte“ als selbstständige Beobachtungstatsache aus der Wärmelehre,

je weiter sich diese entwickelt.

(Aus: „Die Einheit des physikalischen Weltbildes“, Physikalische Zeitschrift, vol. X (1909), S. 62ff.)

Ergänzung zum Verlust der Anschaulichkeit

in der Physik: Max Planck (2)

Fortsetzung Max Planck:

„Bedenkt man, daß doch die Empfindungen anerkanntermaßen den Ausgangspunkt aller

physikalischen Forschung bilden, so muß diese bewußte Abkehr von den

Grundvoraussetzungen immerhin erstaunlich, ja paradox, erscheinen.“

Rickert zitiert diese Sätze Plancks, sieht sie als Bestätigung seiner Theorie.

Schriften Max Plancks (Auswahl):

• Vom Wesen der Willensfreiheit und andere Vorträge

• Religion und Naturwissenschaft

• Determinismus oder Indeterminismus

• Vorlesungen über Thermodynamik

• Einführung in die allgemeine Mechanik

• Einführung in die Mechanik deformierbarer Körper

• Vorlesung über die Theorie der Wärmestrahlung

Ein komplementärer Ansatz

zum naturwissenschaftlichen Weltzugang

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Wiederholend: Rickert behauptet:

Der Gegenpol zum naturwissenschaftlichen Erkenntnisideal ist das historische bzw.

kulturwissenschaftliche. Es ist eine Betrachtungsweise der Wirklichkeit im Hinblick

„auf das Besondere und Individuelle.“

Rickert nennt dies auch: „individualisierende“ versus „generalisierende“ Erkenntnis.

Aber – was heißt das eigentlich?

Die Frage ist berechtigt, denn: Viele halten die Naturwissenschaften

für die einzigen „echten“ Wissenschaften (wie eingangs erwähnt).

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Weiter zu den „historischen Wissenschaften“

25

So schreibt er :::

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Rückbezug dieses Ansatzes

auf Astronomie/Terra-Astronomie / Astromineralogie

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Astronomie ‚zwischen‘ der Suche nach allgemeinen

Gesetzen und Erforschung individueller Körper

In Teilen der Astronomie und Weltraumforschung:

Ungewöhnlich starke Ausrichtung auf individuelle Himmelskörper: „das Innere des Mars“,

„die Oberflächen der großen Jupitermonde…“, „das System GQ Lupi“, …

Andererseits:

In der modernen Kosmologie hat der Stellenwert der Suche nach allgemeinen Gesetzen

seit Rickert noch weiter zugenommen.

Anschaulichkeit der Objekte – etwa individueller Galaxien –: geht zwar nicht völlig verloren,

doch im Fokus: universelle Kausalgesetze

In den Computersimulationen zur großskaligen Struktur des Universums: einzelne Galaxien

als „Massepunkte“ dargestellt. Vor allem die (gravitativen) Relationen zwischen diesen als

Massepunkten betrachteten Galaxien (Lage, Bewegung, Beschleunigung…) sind für die

jeweilige Rechnung von Bedeutung. „Individualität“ tritt in den Hintergrund.

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„Die Astronomie ist eine von den Disziplinen, in denen generalisierende

und individualisierende Begriffsbildung sich auf das engste miteinander

verknüpfen.“

(Rickert, Die Grenzen der naturwiss. Begriffsbildung, 5. Aufl., S. 407)

Daher:

In der Terra-Astronomie zusätzlich:

Explizite Einbeziehung kulturwissenschaftlicher Methoden, z.B.:

- Übersetzen und richtiges Verstehen alter Texte

- Interpretationshorizont früherer Kulturen berücksichtigen („Rotes Kreuz

am Himmel“ als Polarlicht usw.)

Dadurch unterscheidet sich die Astronomie in vielen Forschungen

erheblich von der theoretischen Physik (in „logischer“ Hinsicht)

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„Das Individuelle“ in der Ast(e)romineralogie

Hans Dorschner: in „Astromineralogy“, 2nd ed., Springer Verlag, Berlin-Heidelberg 2010

In diesem Sinne sprechen wir auch von „Mond-Mineralogie“,

„Mars-Mineralogie“, Mineralogie der Ceres, des Murchison-Meteoriten,

der Supernova 1987A usw.

Zweifellos dringt die Asteromineralogie weiter in die Erforschung von

Natur-Individuen vor als z.B. die Elementarteilchenphysik.

Das hat sie mit der Terra-Astronomie gemeinsam!

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„Ultimative“ Fragen

• Wie sieht eine aktuelle Wissenschaftstheorie der Astronomie aus?

• Was „bringt“ sie uns? Was bringt sie z.B. für die Terra-Astronomie?

• Stimmt die These, dass es aus erkenntnistheoretischen Gründen

unmöglich und unsinnig ist, eine „Geschichte des Universums“

im engeren Sinne (als Geschichte) zu schreiben?

Geschichte als Naturwissenschaft –

höherer Unsinn?

Naturwissenschaft als „Geschichte“ –

höherer Unsinn?