Abschied von Kausalität

Wissenschaft und Technik 1998:

An der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert bahnte sich mit der Quantenphysik und der Relativitätstheorie eine Revolution des klassischen Weltbildes an. Die beiden neuen Lehrgebäude miteinander in Einklang zu bringen gelang während des 20. Jahrhunderts allerdings nicht vollständig. Heute zeichnet sich ab, worin der Grund für dieses Misslingen liegen könnte: Die Naturwissenschaft hat bis jetzt nicht auf ihre vermeintlich wichtigste Prämisse verzichtet, die Kausallogik (aus a + b folgt zwingend c, aus c folgt d usw.). An der Wende zum 21. Jahrhundert steht nun auch die Kausalität zur Disposition. Dafür gibt es mehrere unabhängige Denkansätze. Vorreiter ist die Quantenphysik, die schon seit Jahrzehnten das kausallogische Konzept kritisiert. So sprach sich Niels Bohr bereits 1935 für eine »endgültige Ablehnung der klassischen Idee der Kausalität« aus. Alles im Universum wird nach Bohr stets von allem anderen beeinflusst, ist zugleich aber letztlich undeterminiert. Die Weiterentwicklung derartiger Gedanken führt Ende des 20. Jahrhunderts zur Annahme informativer Felder von kosmischen Dimensionen, die ohne zeitlichen Verzug überall sämtliche Informationen zugänglich machen.

Neben praktischen Nachweisen dazu gibt es heute eine Reihe starker Indizien für die Existenz informativer Felder. So hat z. B. eine bedeutende Gruppe von Evolutionsbiologen, die Organizisten, nachgewiesen, dass die genetische Information der DNA, also das Erbgut, nicht ausreicht, um einen lebenden Organismus vollständig zu beschreiben. Diese Wissenschaftler gehen vielmehr davon aus, dass ein heranreifendes Individuum außerdem auf Strukturierungsinformationen aus globalen Informationsfeldern zurückgreift. Aus philosophischer Sicht führen solche Denkmodelle zu der prekären Situation, dass Ursache und Wirkung zeitlich zusammenfallen oder sich für einen Beobachter sogar verkehren.

Neben diesem Schritt zu einem letztlich akausalen Weltbild steht die Einsicht der Neurologen, dass zumindest höhere Säugetiere Sinnesorgane und Körperzellen besitzen, die auf subatomare Quantenprozesse ansprechen – z. B. auf einzelne Lichtquanten – und darauf mit makroskopischen Handlungen reagieren. Diese müssen dann ebenfalls akausal erfolgen, denn ein kausales Geschehen auf Quantenebene ist widerlegt.

Eine Stoßrichtung der Forschung auf dem Gebiet der Quantenphysik befasst sich seit 1995 mit extrem kalten Gasen. Atome verhalten sich grundsätzlich wie Wellen, die sich – ähnlich den Wasserwellen – in alle Richtungen ausbreiten. Nur lässt sich das normalerweise nicht beobachten, weil die Wellenlängen erheblich kleiner sind als die Atome selbst. Erst in der unmittelbaren Nähe des Temperaturnullpunkts wird die Wellenlänge so groß, dass sie riesige Atomgruppen überdeckt. Mit sog. Lichtkühlung ist es an der Universität Konstanz gelungen, ein Gas von Rubidiumatomen auf ein Hundertmilliardstel Grad (Kelvin) abzukühlen. Dabei tritt die sog. Bose-Einstein-Kondensation ein, bei der ein Teil der Atome jegliche Bewegung einstellt. Die Konstanzer Wissenschaftler wollen nun eine kohärente Quelle von Materiewellen, also gleichsam einen Atomlaser, entwickeln. Er soll einen monochromatischen Strahl von Atomen emittieren.

Elektronik auf Quantenebene heißt das Zauberwort für die Computer von morgen. Verkleinert man elektronische Subminiaturstrukturen (etwa Chips) bis in den Bereich von Nanometern weiter, dann werden herkömmliche Regeln der Elektronik durch quantenphysikalische Erscheinungen ersetzt. Auf dem Weg zum drastisch verkleinerten Elektronenrechner gilt es also nicht nur kanal- und käfigartige Strukturen im Nanometerbereich zu fertigen, sondern deren elektronische Eigenschaften zu erforschen. Federführend in Deutschland ist auf diesem Gebiet 1998 besonders das Forschungszentrum Jülich.