Natur: Naturgesetz
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Albert Einstein
„Man muß die Welt nicht verstehen, man muß sich nur darin zurechtfinden.“
[Bearbeiten] Was sind Naturgesetze ?
Im Lauf der menschlichen Kultur- und Wissenschaftsgeschichte wurden immer mehr Tatsachen über die Natur zusammengetragen. Dabei waren sehr einfache Gesetze dabei, wie beispielsweise der Satz:
Auf der Erde fällt alles nach unten auf den Boden, es sei denn es kann fliegen, es ist leichter als Luft oder es ist fest verankert.
Viele dieser Regeln waren dem Menschen ohne großes Nachdenken klar: Fast jeder Mensch wußte beispielsweise, daß hungrige Raubtiere gefährlich sind.
Viele dieser Regeln mussten immer wieder umformuliert werden, da sie sich als teilweise falsch erwiesen. Einige Regeln wurden auch völlig verworfen, da sie komplett falsch waren. Ein berühmtes Beispiel dafür war das vermeintliche Naturgesetz: Die Erde ist der Mittelpunkt der Welt und die Sonne bewegt sich um die Erde. Dieses Gesetz musste in einem langen schmerzlichen Prozess überwunden werden.
- Galileo Galilei:
„Das Buch der Natur ist mit mathematischen Symbolen geschrieben.“
Eine entscheidende Verbesserung in der Erarbeitung des Regelwerkes der Natur, war die Idee direkte Fragen an die Natur zu stellen. Es wurde nicht mehr so viel nachgedacht und spekuliert, sondern es wurde probiert und beobachtet. Einige Bereiche der Natur entzogen sich allerdings direkten Experimenten, da sie wie beispielsweise Sterne zu weit weg oder zu schwer waren.
Eine weitere Verbesserung war die Idee, Naturgesetze mathematisch zu formulieren, soweit dies möglich war. Dabei erwiesen sich insbesondere die Physik und die Astronomie als einfach mathematisierbar. Die Chemie und die Biologie kamen lange Zeit ohne Mathematik aus.
Jedes Fach der Naturwissenschaften hat so im Laufe der Zeit ein weit verästeltes Regelwerk aus überprüften Aussagen und Gesetzen gewonnen. Immer wieder tauchen dabei Widersprüche auf, die allerdings nur noch selten das ganze Gebäude der Naturgesetze erschüttern, sondern in Details Änderungen mit sich bringen oder spezielle Regeln in einem größeren Rahmen verallgemeinern.
- Francis Bacon:
„Wir können die Natur nur dadurch beherrschen, dass wir uns ihren Gesetzen unterwerfen.“
Dabei stellte sich auch heraus , dass manche Abläufe in der Natur zwar historisch richtig beschreibbar aber nicht naturgesetzlich zwangsweise aus den Anfangsbedingungen berechenbar sind. Der Zufall wurde als Einflussfaktor anerkannt, der solchen historischen Prozessen meist zu Grunde liegt. So ist es mehr oder minder Zufall, wann und wo die Erde von Meteoriten getroffen wurde und welchen Einfluss so ein Meteoriteneinschlag auf die Entwicklung der biologischen Evolution genommen hat.
Da der Begriff Naturgesetz positiv besetzt ist und ein vermeintlich sicheres Wissen suggeriert, gibt es Aussagen, die angeblich ein Naturgesetz sind, dies aber bei näherer Überprüfung gar nicht sein können. Hier sollte man kritisch mit dem Begriff umgehen und seine allzu breite Verwendung vermeiden.
[Bearbeiten] Voraussagen über die Zukunft
Naturgesetze ermöglichen aus Beobachtungen über den vergangenen Zustand der Welt Vorhersagen über die Zukunft.
Die Vergangenheit liegt fest. Die Zukunft ist offen, aber in manchen Punkten vorhersagbar.
[Bearbeiten] Kein Naturgesetz
Der folgende Text stammt von dem berühmten Philosophen Thomas Hobbes. Er deklariert zwei Regeln des menschlichen Zusammenlebens zum Naturgesetz. Nach Ansicht der meisten Naturwissenschaftler handelt es ich dabei nicht um Naturgesetze:
- Thomas Hobbes, Leviathan, XIII. Kapitel
„Wie im letzten Kapitel gezeigt worden ist, befindet sich der Mensch in dem Zustand des Krieges aller gegen alle. Jeder wird nur von seiner eigenen Vernunft geleitet und es gibt nichts - so man es nur in den Griff bekommt - was einem nicht dabei helfen könnte, sein Leben vor seinen Feinden zu schützen. So hat dann in einer solchen Lage jeder ein Recht auf alles, selbst auf das Leben seiner Mitmenschen. Und folglich kann es keine Sicherheit für den Menschen geben (er mag noch so stark oder klug sein), sich in der Zeit seines Lebens, die ihm die Natur im Allgemeinen schenkt, zu erfreuen, solange dieses natürliche Recht eines jeden auf alles besteht. Als eine Vorschrift oder allgemeine Regel der Vernunft hat daher zu gelten: Jeder Mensch suche Frieden, solange er hoffen kann, dieses Ziel zu erreichen, und nehme allen Nutzen und Vorteil eines Krieges wahr, wenn du zu keinem Frieden gelangen kannst. Die erste Hälfte dieser Regel ist das erste und wichtigste Naturgesetz, nämlich: Suche Frieden und bewahre ihn. Die zweite Hälfte besagt: Verteidige dich, ganz gleich auf welche Art, und schließt somit jegliches Naturrecht in sich. Auf dieses erste und grundlegende Naturgesetz, welches den Menschen befiehlt, nach Frieden zustreben, gründet sich das zweite: Zur Erhaltung des Friedens und zu ihrer eigenen Verteidigung sollen alle Menschen - sofern es ihre Mitmenschen auch sind -, bereit sein, ihrem Recht auf alles zu entsagen und sich mit dem Maße an Freiheit zu begnügen, das sie bei ihren Mitmenschen dulden...“
Siehe auch: 
Kein Naturgesetz
[Bearbeiten] Naturkonstanten
Die drei grundlegendsten Naturkonstanten sind nach heutiger Ansicht:
- die Gravitationskonstante
- die Lichtgeschwindigkeit
(Meter pro Sekunde) - und das Plancksche Wirkungsquantum
(Joule mal Sekunde)
Mit Ehrfurcht liest man als Nichtfachmann die Werte dieser Naturkonstanten. Man kann dann unter Physikern aber sofort eine lebhafte Diskussion herbeiführen, wenn man fragt, warum gerade diese 3 Konstanten so grundlegend sind und ob sie sich vielleicht auf eine noch grundlegendere einzelne Konstante oder auf die mathematischen Konstanten wie Pi oder die Eulersche Zahl e zurückführen lassen.
[Bearbeiten] Fragen
Eine interessante Frage ist die nach den einfachsten und wichtigsten Naturgesetzen. Auf welchen Fundamenten ruht das Gebäude der Naturgesetze? Nach allgemeiner Meinung gehören dazu:
- die Newtonschen Gesetze der Mechanik und Schwerkraft
- die drei Gesetze der Thermodynamik
- die Maxwellschen Gleichungen des Elektromagnetismus
- die allgemeine und spezielle Relativitätstheorie
- die Gesetze der Quantenphysik
Eine weitere wichtige Frage ist die Abgrenzung des Begriffes Naturgesetz von historisch richtigen Aussagen, denen man aber eher keinen Rang als Naturgesetz zubilligen will. Ein Beispiel dazu: Der Mensch ist genetisch eng mit dem Affen verwandt.
Sind mathematische Sätze als Naturgesetze anzusehen oder nicht? Die geometrische Aussage: Die Winkelsumme eines Dreiecks in der Ebene beträgt 180 Grad ist richtig. Ist das aber ein Naturgesetz?
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