Читать книгу: «4 Portraits (Pauli, Einstein, Planck und Heisenberg)»

„Religionen und Naturwissenschaften“

„Nachdem wir nun die Forderungen kennen gelernt haben, welche einerseits die Religion, andererseits die Naturwissenschaft an unsere Einstellung zu den höchsten Fragen weltanschaulicher Betrachtung knüpft, wollen wir jetzt prüfen, ob und wie weit diese beiden Arten von Forderungen miteinander in Einklang zu bringen sind.

Zunächst ist selbstverständlich, dass diese Prüfung sich nur auf solche Gebiete beziehen kann, in denen Religion und Naturwissenschaft zusammenstoßen. Denn es gibt weite Bereiche, in denen sie gar nichts miteinander zu tun haben. So sind alle Fragen der Ethik der Naturwissenschaft fremd, ebenso wie andererseits die Größe der universellen Naturkonstanten für die Religion ohne jede Bedeutung ist. Dagegen begegnen sich Religion und Naturwissenschaft in der Frage nach der Existenz und nach dem Wesen einer höchsten, über die Welt regierenden Macht. Und hier werden die Antworten, die sie beide darauf geben, wenigstens bis zu einem gewissen Grade miteinander vergleichbar. Sie sind keineswegs im Widerspruch miteinander, sondern sie lauten übereinstimmend dahin, dass erstens eine von den Menschen unabhängige vernünftige Weltordnung existiert, und dass zweitens das Wesen dieser Weltordnung niemals direkt erkennbar ist, sondern nur indirekt erfasst bzw. geahnt werden kann.

Die Religion benutzt hierfür ihre eigentümlichen Symbole. Die exakte Naturwissenschaft ihre auf Sinnesempfindungen begründeten Messungen. Nichts hindert uns also – und unser nach einer einheitlichen Weltanschauung verlangender Erkenntnistrieb fordert es – die beiden überall wirksamen und doch geheimnisvollen Mächte, die Weltordnung der Naturwissenschaft und den Gott der Religion, miteinander zu identifizieren. Danach ist die Gottheit, die der religiö- se Mensch mit seinen anschaulichen Symbolen sich nahe zu bringen sucht, wesensgleich mit der naturgesetzlichen Macht, von der dem forschenden Menschen die Sinnesempfindungen bis zu einem gewissen Grade Kunde geben.

Bei dieser Übereinstimmung ist aber doch auch ein grundsätzlicher Unterschied zu beachten. Für den religiösen Menschen ist Gott unmittelbar und primär gegeben. Aus ihm, aus seinem allmächtigen Willen, quellen alles Leben und alles Geschehen in der körperlichen wie in der geistigen Welt. Wenn er auch nicht mit dem Verstand erkennbar ist, so wird er doch durch die religiösen Symbole in der Anschauung unmittelbar erfasst und legt seine heilige Botschaft in die Seelen derer, die sich ihm gläubig anvertrauen. Im Gegensatz dazu ist für den Naturforscher das einzig primär Gegebene der Inhalt seiner Sinneswahrnehmungen und der daraus abgeleiteten Messungen. Von da aus sucht er sich auf dem Weg der induktiven Forschung, Gott und seiner Weltordnung als dem höchsten, ewig unerreichbaren Ziel nach Möglichkeit anzunähern.

Wenn also beide, Religion und Naturwissenschaft, zu ihrer Betätigung des Glaubens an Gott bedürfen, so steht Gott für die eine am Anfang, für die andere am Ende alles Denkens. Der einen bedeutet er das Fundament, der anderen die Krone des Aufbaues jeglicher weltanschaulicher Betrachtung. Diese Verschiedenheit entspricht der verschiedenen Rolle, welche Religion und Naturwissenschaft im menschlichen Leben spielen. Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, die Religion aber braucht er zum Handeln. Für das Erkennen bilden den einzigen festen Ausgangspunkt die Wahrnehmungen unserer Sinne. Die Voraussetzung einer gesetzlichen Weltordnung dient hier nur als die Vorbedingung zur Formulierung fruchtbarer Fragestellungen. Für das Handeln ist aber dieser Weg nicht gangbar, weil wir mit unseren Willensentscheidungen nicht warten können, bis die Erkenntnis vollständig oder bis wir allwis-send geworden sind. Denn wir stehen mitten im Leben und müssen in dessen mannigfachen Anforderungen und Nöten oft sofortige Entschlüsse fassen oder Gesinnungen betätigen, zu deren richtiger Ausgestaltung uns keine langwierige Überlegung verhilft, sondern nur die bestimmte und klare Weisung, die wir aus der unmittelbaren Verbindung mit Gott gewinnen.

Sie allein vermag uns die innere Festigkeit und den dauernden Seelenfrieden zu gewährleisten, den wir als das höchste Lebensgut einschätzen müssen. Und wenn wir Gott außer seiner Allmacht und Allwissenheit auch noch die Attribute der Güte und der Liebe zuschreiben, so gewährt die Zuflucht zu ihm dem Trostsuchenden Menschen ein erhöhtes Maß sicheren Glücksgefühls.

Gegen diese Vorstellung lässt sich vom Standpunkt der Naturwissenschaft nicht das Mindeste einwenden, weil ja die Fragen der Ethik, wie wir schon betont haben, gar nicht in ihren Zuständigkeitsbereich gehören. Wohin und wie weit wir also blicken mögen, zwischen Religion und Naturwissenschaft finden wir nirgends einen Widerspruch, wohl aber gerade in den entscheidenden Punkten völlige Übereinstimmung. Religion und Naturwissenschaft, sie schließen sich nicht aus, wie manche heutzutage glauben oder fürchten, sondern sie ergänzen und bedingen einander.

Wohl den unmittelbarsten Beweis für die Verträglichkeit von Religion und Naturwissenschaft auch bei gründlich kritischer Betrachtung bildet die historische Tatsache, dass gerade die größten Naturforscher aller Zeiten – Männer wie Keppler, Newton, Leibnitz – von tiefer Religiosität durchdrungen waren. Zu Anfang unserer Kulturepoche waren die Pfleger der Naturwissenschaft und die Hüter der Religion sogar durch Personalunion verbunden. Die älteste angewandte Natur- wissenschaft, die Medizin, lag in den Händen der Priester. Und die wissenschaftliche Forschungsarbeit wurde noch im Mittelalter hauptsächlich in den Mönchszellen betrieben. Später, bei der fortschreitenden Verfeinerung und Verästelung der Kultur, schieden sich die Wege allmählich immer schärfer von einander, entsprechend der Verschiedenheit der Aufgaben, denen Religion und Naturwissenschaft dienen. Denn so wenig sich Wissen und Können durch weltanschauliche Gesinnung ersetzen lassen, ebenso wenig kann die rechte Einstellung zu den sittlichen Fragen aus rein verstandesmäßiger Erkenntnis gewonnen werden.

Aber die beiden Wege divergieren nicht, sondern sie gehen einander parallel und sie treffen sich in der fernen Unendlichkeit an den nämlichen Zielen. Um dies recht einzusehen, gibt es kein besseres Mittel als das fortgesetzte Bemühen, das Wesen und die Aufgaben einerseits der naturwissenschaftlichen Erkenntnis, andererseits des religiösen Glaubens, immer tiefer zu erfassen. Dann wird sich in immer wachsender Klarheit herausstellen, dass, wenn auch die Methoden immer verschieden sind, denn die Wissenschaft arbeitet vorwiegend mit dem Verstand, die Religion vorwiegend mit der Gesinnung, der Sinn der Arbeit und die Rich-tung des Fortschrittes doch vollkommen miteinander übereinstimmen.

Es ist der stetig fortgesetzte, nie erlahmende Kampf gegen Skeptizismus und gegen Dogmatismus, gegen Unglaube und gegen Aberglaube, den Religion und Naturwissenschaft gemeinsam führen und das Richtungsweisende Losungswort in diesem Kampf lautet von jeher und in alle Zukunft: Hin zu Gott.“

„Hin zu Gott“. Das ist das, was man nur als Mensch dieser Kultur tun kann. Was Planck hier in großartiger Weise vorweg nimmt, ist eine Erkenntnis, die nach dem zweiten Weltkrieg der Philosoph Karl Jaspers zum ersten Mal formuliert hat, als er darauf hingewiesen hat, dass die europäische Kultur zwei große Traditionen hat.

Die erste Tradition ist 3.000 Jahre alt und man kann sie als „Transzendenzfähigkeit“ begreifen. Wir haben plötzlich Gott entdeckt. Das ist überall auf der Welt geschehen, ist aber vor allem in die europäische Kultur eingegangen. Auch Zarathustra in Persien, Konfuzius in China, Buddha in Indien und die Propheten im Nahen Osten haben ihn entdeckt. Überall war plötzlich die Idee da, dass es sozusagen eine zweite Wirklichkeit gibt, zu der ich hinstreben kann, von der ich etwas empfangen kann. Das ist die Fähigkeit des Menschen zur Transzendenz. Die gehört zu uns.

Plancks Weg zu Gott

Wir sind Nachfolger jener Menschen, die das entdeckt haben. Das ist unsere erste Qualität. Wir können selbst Transzendenzerfahrung machen, nämlich etwas außerhalb von uns erkennen. Die Naturwissenschaften erlauben das. Damit haben wir vor 400 Jahren begonnen. Wir sind auch Nachfolger der Menschen, die die Naturwissenschaften erfunden haben. Wir sind sozusagen gleichzeitig wissenschaftsfähig und transzendenzfähig. Beides gehört zu unserer großen Kulturleistung. Genau das drückt Planck aus. Der religiöse Mensch ist am Anfang bei Gott, der wissenschaftliche Mensch findet am Ende zu Gott. Das ist ganz ernsthaft gemeint. Denn wenn Sie wirklich – so will Planck sagen – etwas über die Welt erkennen, dann müssen Sie außer sich sein vor Freude. Dann sind Sie bei Gott.

Sie können nicht sagen „Aha, ich habe den Energiesatz verstanden“ und gehen dann zur Tagesordnung über und schreiben eine Klassenarbeit. Oder Sie haben den zweiten Hauptsatz verstanden und machen eine Klausur in Physik und werden dann Lehrer. Das ist einfach nur Handwerk, das ist nicht Erkenntnis. Und aus diesem Handwerk folgt auch nicht das Handeln, das haben Sie ja schon getan. Sie müssen sich vorstellen, dass Sie in der Lage sind, über sich selbst hinaus zu wachsen, aus sich heraustreten zu können. Außer sich sein. „Außer sich“ sein heißt dann, mit einer anderen Sache zusammenkommen. Das ist diese höhere Wesensheit, die wir Gott nennen, die wir Wahrheit nennen, die dann Ihr ureigenes Erlebnisvermögen schafft.

Ich halte das für eine ganz großartige Darstellung. Planck spricht aus seinem eigenen Erleben. Ich glaube, das ist ein ganz ehrlicher Beitrag, der sämtliche anderen Überlegungen über Religion und Naturwissenschaft, die von Menschen angestellt werden, die weder religiös sind, noch Naturwissenschaft kennen, in den Schatten stellt. Planck hat das Religiöse in der Naturwissenschaft erfahren und er drückt aus, dass das ein Erlebnis ist.

Eigentlich möchte ich allen Menschen, die Naturwissenschaft betreiben, wünschen, dass sie solche Erlebnisse haben. Sie müssen sich nur darauf einlassen. Sie müssen den Energiesatz nicht nur als eine Vorschrift zur Konstruktion von Maschinen nehmen, sondern als etwas, das sie mit der Welt, zu der sie gehören, in Verbindung bringt, die sie in diesem Moment erkennen.

Preußisch und national

Als Planck diese Rede hält, ist er fast 80 Jahre alt und ungeheuer engagiert gewesen in all den Jahren davor. Er war Rektor der Berliner Universität, ständiger Sekretär der preußischen Akademie der Wissenschaften und zum Schluss auch noch Präsident der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft geworden. In dieser Funktion hatte er sogar ein Gespräch mit Reichskanzler Adolf Hitler, über das er berichtet hat. Es hat ihn entsetzt, weil Hitler offenbar überhaupt nicht in der Lage war, auf irgendwelche Argumente zu hören, sondern sich in Wut über Kommunisten und Juden geredet hat.

Es gibt eine wunderbare Darstellung Plancks von seinem Besuch bei Hitler. Er muss in dieser Zeit über die äußeren Umstände ziemlich verzweifelt gewesen sein und hat sich deswegen den inneren Bedingtheiten zugewendet, als er sich um Religion bemühte. Er ist während dieser nationalsozialistischen Herrschaft plötzlich auch seinem Deutschtum gegenüber etwas in Zweifel geraten, weil er eigentlich ein überzeugt preußisch und national denkender Mann war, der jetzt mit einer Regierungsform konfrontiert wurde, mit der er nicht zurecht kam.

Lassen Sie mich aber diese schwierige Situation Plancks vorerst vernachlässigen, um noch einmal etwas auf sein privates Leben einzugehen. Planck war sein Leben lang ein guter Musiker, ein begeisterter Bergsteiger und er hatte das besondere Glück, dass er eine Frau mit einem reichen Vater geheiratet hatte, der ein wunderschönes Haus in Bad Tölz besaß. Von dort aus konnte er immer seine Wanderungen und Planungen machen. Er war in diese Marie Merck sehr verliebt. Sie hat ihm vier Kinder geschenkt. Aber leider, das hatte ich schon eingangs angedeutet, ist das Leben insgesamt, so glücklich es am Anfang für den 30, 40jährigen Planck war, später immer schwieriger geworden.

Ich möchte das Tragische und das Leiden in Plancks Leben, das ihn und seine Familie von Anfang bedrückt hat, wenigstens kurz skizzieren. Ganz früh schon ist sein Bruder in der Schlacht bei Sedan 1870/71 gefallen. Auch seine Frau stirbt schon sehr früh, nämlich 1900. Im 1. Weltkrieg fällt sein erster Sohn. Jetzt hat er noch drei Kinder, die Zwillinge und Erwin. Die Zwillinge heiraten etwa in der Zeit des 1. Weltkriegs und da passiert etwas besonders Tragisches: Beide sterben bei der Geburt ihres ersten Kindes.

Planck muss das sehr erschüttert haben. Er ist völlig verzweifelt. Es gibt einen Besuch von Albert Einstein, über den dieser berichtet, dass Planck eigentlich überhaupt nicht mehr ansprechbar ist, sich ganz nach innen zurückgezogen hat. Das war etwa in den 1920er Jahren. Er findet nur darin Trost, dass er die beiden Kinder gemeinsam auf einem Friedhof in Berlin bestattet, damit sie wenigstens in der Ewigkeit zusammenkommen, was ihnen im Leben nicht gelungen ist.

Seine ganzen Hoffnungen richten sich dann auf seinen zweiten Sohn Erwin. Er heiratet nach dem Tod seiner ersten Frau wieder, bekommt von dieser zweiten Frau noch einen Sohn, zu dem er sich aber nie geäußert hat. Es ist offenbar so, dass Plancks ganzes Interesse, seine ganze Vaterliebe den Kindern aus der ersten Ehe gehört. Das könnte man ihm jetzt zum Vorwurf machen und man muss es ihm auch zum Vorwurf machen. Denn als zur Zeit der Nationalsozialisten der zweite Sohn Erwin, der unter Hitlers Vorgänger als Reichskanzler, von Schleicher, eine politische Karriere gemacht hat, im Rahmen des Attentates vom 20. Juli verhaftet und zum Tode verurteilt wird, ist Planck in großer Aufregung.

Er glaubt noch völlig an die Unschuld seines Sohnes Erwin und versucht, den Nationalsozialisten sein Lebenswerk anzubieten, um seinen Sohn zu retten. Er weiß nicht, dass der Sohn auf einer Liste gestanden hat, die für politische Ämter nach dem Sturz der Nationalsozialisten vorgesehen war, so dass er für die Nationalsozialisten ein Feind war. Planck bittet in einem letzten, verzweifelten Brief an den Reichsführer SS Heinrich Himmler um das Leben seines Sohnes Erwin. Als er das tut, fügt er hinzu, dass nur Erwin die große Tradition der Familie fortsetzen kann. Der Sohn aus der zweiten Ehe sei dazu nicht in der Lage, weil er offenbar nicht die Qualität hat, die Planck von ihm erwartet. Das ist natürlich an einen Menschen wie Himmler, der von einem Herrenvolk träumt, das falsche Signal. Tatsächlich wird Erwin Planck von den Nationalsozialisten einfach ermordet, als hätte es den Brief überhaupt nicht gegeben.

Als Planck die Nachricht vom Tod seines Sohnes erhält, schreibt er einen Brief an den Physiker Arnold Sommerfeld, in dem er seine Trauer ausdrückt. Ich kann diesen Brief bis heute nicht lesen, ohne dabei von Rührung übermannt zu werden.

Briefe an Arnold Sommerfeld

„Mein Schmerz ist nicht in Worten auszudrücken. Ich ringe täglich aufs Neue, um die Kraft

zu gewinnen, mich mit dieser Schicksalsfügung abzufinden. Denn mit jedem neu anbrechenden Morgen kommt es wie ein neuer Schlag über mich, der mich lähmt und mir das klare Bewusstsein trübt und es wird lange dauern, bis ich wieder völlig ins seelische Gleichgewicht komme. Denn er bildete einen wertvollen Teil meines eigenen Lebens, er war mein Sonnenschein, mein Stolz, meine Hoffnung. Was ich mit ihm verloren habe, können keine Worte schildern.“

Neben diesem unfassbaren seelischen Schmerz leidet Planck zur selben Zeit auch noch an einer Verkrümmung der Wirbelsäule. Er macht ungeheuer schwierige Tage durch, hat große Schmerzen und eigentlich würde man denken, dass jemand wie er um das Ende seines Lebens bittet. Aber er ist ja gläubig in dem soeben geschilderten Sinne. Er glaubt, dass es ein „himmlisches Reich“ gibt, das sich über uns erhebt und man den Verdienst erwerben muss, dort hinzukommen.

Er schreibt 1946 wieder an Arnold Sommerfeld: „Ich gehöre nicht zu denen, die sich erbittern lassen. Ich denke an eine andere Welt, die sich himmlisch über diese hier erhebt und in die wir uns jederzeit flüchten können und wollen“. Auf diese Weise versucht er, seine Leidensfähigkeit oder sein Leiden einigermaßen zu ertragen.

Er möchte auch nicht, dass die Verbrecher, die seinen Sohn umgebracht oder überhaupt in Deutschland die Oberherrschaft gewonnen haben, irgendeinen Einfluss auf die Nachwelt haben. Er möchte zeigen, dass Deutschland und die Deutschen etwas sind, das wertvolle Schätze der ästhetischen und wissenschaftlichen Art hervorbringen kann. Er möchte darauf bestehen, dass wir ein Kulturvolk sind. Gerade er hat ja vor allem zu diesen Schätzen beigetragen.

Der „Entdecker“ Einsteins

Ich möchte jetzt den größten Schatz, den Planck uns hinterlassen hat, nämlich das berühmte „Quantum der Wirkung“, doch noch kurz vorstellen. Eigentlich ist es eine etwas schwierige, raffinierte Geschichte. Es geht dabei, wie ich schon angedeutet habe, um die Farben, die von einem Körper ausgehen, der erwärmt wird. Das klingt zunächst einmal nach einem albernen Problem. Aber Planck wusste aus der Tradition des 19. Jahrhunderts, dass sich da ein universales Gesetz verbergen musste. Er hat die großen Physiker der Berliner Universität zu sich nach Hause eingeladen, um die genauesten Messdaten zu bekommen.

Es gab merkwürdigerweise zwei Theorien für das Licht, das ausgesendet wird. Eine Theorie konnte erklären, was bei kurzen Wellenlängen passiert, und eine Theorie konnte erklären, was bei langen Wellenlängen geschieht. Aber beide Theorien vertrugen sich nicht.

Es zeigte sich eine merkwürdige Messkurve, die nur an den Flanken erklärt werden konnte. Aber der Mittelteil war nicht hinzubekommen. Planck musste jetzt irgendeine Annahme machen. Die Annahme, die er machte war, dass er eine mathematische, unstetige Größe einführte. Das ist dieses „Quantum der Wirkung“.

Er führte es zunächst einmal als eine mathematische Größe ein, in der Annahme, in der Hoffnung, dass es sich dabei nicht um Physik handele, sondern nur um einen mathematischen Trick. Am Schluss wollte er diese mathematische Konstante gegen Null gehen lassen, um sie gewissermaßen als Hilfsgröße in die Theorien einzuführen.

Vielleicht erinnern sich einige von Ihnen noch an die Schulzeit, in der man Integralrechnung gelernt hat. Man hat eine Kurve und versucht, die Fläche unter der Kurve zu messen. Dabei teilt man die eigentliche Linie, über die die Kurve sich entlang windet, in kleine Stücke ein und zerlegt die ganze Fläche in kleine Rechtecke. Man hat dann kleine Seitenlängen dieser Rechtecke. Zum Schluss setzt man den Grenzübergang dieser Seitenlängen gegen Null und bekommt aus der Summe aller Rechtecke das Integral, das die Fläche angibt.

Das ist ein schöner mathematischer Trick, der aus dem 19. Jahrhundert stammt und mit dem man auch tatsächlich mathematisch elegante Lösungen liefern kann. Planck wollte so etwas Ähnliches tun. Tatsächlich erwies sich das jedoch als unmöglich.

Derjenige, der gezeigt hat, dass das nicht möglich ist, war Albert Einstein. Er hat das aber erst im Jahre 1905 getan. Als Einstein seine Arbeit publizierte, hat zunächst niemand besonders hingehört.

Der Einzige, der den ersten Publikationen Albert Einsteins wirklich Aufmerksamkeit geschenkt hat, war Max Planck. Deshalb heißt es manchmal, Max Planck habe zwei Entdekkungen gemacht, nämlich das „Quantum der Wirkung“ und

„Albert Einstein“. Denn Einstein war bei der Publikation seiner Arbeit nur ein unbekannter Angestellter in einem kleinen Patentamt im schweizerischen Bern und kein großer Physiker an einer großen Universität in der Hauptstadt Berlin.

Aber der große Planck liest die Arbeit dieses Einstein und sagt: „Das ist wichtig“. Dadurch ist Einstein plötzlich ein akzeptierter Physiker. Es ist ein kleines Rätsel, warum Planck so begeistert war von Einsteins Arbeiten, weil dieser doch eigentlich gezeigt hat, dass das, was Planck als mathematische Hilfsgröße eingeführt hatte, nämlich das „Quantum der Wirkung“, physikalische Wirklichkeit ist, was Planck eigentlich nie wollte. Warum also war Planck trotzdem von Einstein so begeistert?

Ich glaube, dass man dazu eine andere Dimension der Physik anschauen muss. Eine der spannendsten Fragen, um die es im 19. Jahrhundert ging. Es klingt jetzt sehr einfach und albern, wenn ich das sage, aber es war mal eine spannende Frage. Wir könnten uns ja auch einmal überlegen, welche spannenden Fragen wir heute nicht beantworten können, die aber in 100 Jahren beantwortet werden können, wenn sie problemlos sind.

Die spannende Frage im 19. Jahrhundert war: „Gibt es Atome oder gibt es Atome nicht?“

Besteht Wasser aus Molekülen oder ist es ein Kontinuum, eine einheitliche Substanz, eine Flüssigkeit? Besteht die Luft aus Molekülen oder ist sie ein einheitliches „Gebrasel“? Besteht die Welt aus Atomen oder ist sie ein durchgehendes Ganzes?“

Heute sagen wir: „Klar, die Welt besteht aus Atomen“. Aber damals sagte man: „Man kann Atome nicht sehen, und was ich nicht sehen kann, interessiert mich nicht. Ich betrachte nur die Erscheinungen, die ich messen kann – also die Temperatur eines Gases, den Druck eines Gases, das Volumen eines Gases. Das nennt man Phänomenologie.

Man betrachtet also die Phänomene und versucht, diese Phänomene in einer geeigneten Weise zu ordnen. Die Physiker haben aber überlegt, man müsse doch versuchen, diese Phänomene, also zum Beispiel die Temperatur eines Gases aus den Bestandteilen dieses Gases, zu erklären. Aber was sind die Bestandteile? Und gibt es jetzt Atome oder gibt es sie nicht? Kann man statistische Physik betreiben oder muss man phänomenologische Physik betreiben?

Das waren im 19. Jahrhundert spannende Fragen. Die meisten Physiker hatten sich entschieden. Ernst Mach zum Beispiel war gegen die Atome, Ludwig Boltzmann war für die Atome. Nur Planck schwankte. Planck war mal für die Atome, mal gegen die Atome. Mal hielt er die Atome für wichtig, mal hielt er die Atome für unwichtig. Und eigentlich wusste er es nicht. Als er dann das „Quantum der Wirkung“ 1900 formulierte, machte das nur Sinn, wenn er die Existenz von Atomen voraussetzte. Weil ja dann das Atom einen Quantensprung machte. Nicht die Materie, sondern das einzelne Atom. Und dieses einzelne Atom hatte er jetzt. Er setzte voraus, dass es wirklich Atome gibt. Aber er wusste es nicht. Er war verzweifelt. Es gab keinen Beweis.

Jetzt aber kommt ins Spiel, was Albert Einstein 1905 gemacht hat. Er hat nicht nur etwas über das Licht gesagt, er hat nicht nur die Relativitätstheorie aufgestellt, sondern er hat in einer dritten, vierten Arbeit, die aber nicht so oft zitiert wird, auch bewiesen, dass es Atome wirklich gibt.

Ich glaube, dass Planck einfach erleichtert war. Jetzt hatte er sich auf die richtige Seite gestellt. Er hatte sich zu den Atomen bekannt und Einstein konnte beweisen, dass es sie wirklich gibt. Er war erleichtert, denn an dieser Stelle hatte er keinen Fehler gemacht.

Ich möchte darauf hinweisen, dass in der Physik auch Gefühle eine Rolle spielen. Dass man Ängste haben kann, dass nicht nur eine Rationalität da ist, sondern dass man auch Mut haben muss, sich zu bekennen. Planck hatte den Mut, sich zu den Atomen zu bekennen, aber die Angst, dass dies sich doch als falsch herausstellen könnte. Die Angst konnte ihm Einstein nehmen und seitdem war auch klar, wie jetzt mit der Physik weiter fortzufahren war und wie man die Atomphysik entwickeln konnte, nämlich mit dem Quantum.

Bei diesem Quantum tauchen allerdings eine Menge Probleme auf. Denn wie kann man die Unstetigkeit in den Griff bekommen? Wie kann man das in den Griff bekommen, was da zwischendurch abläuft? Wie der Quantensprung selbst vollzogen wird? Und mit diesen Quantensprüngen in der Natur taucht auch noch ein ganz neues Problem auf.

Das Ende der „Objektivität“ in der Physik

Die Natur wurde im 19. Jahrhundert von der Naturwissenschaft so beschrieben, dass der Beobachter selbst in der Beschreibung nicht vorkam. Das nennt man Objektivität. Es ging nur um das Objekt. Das Objekt des Atoms, das Objekt eines Gases, das Objekt einer Flüssigkeit. Die Wissenschaft war objektiv in dem Sinne, dass in der gesetzmäßigen Darstellung dieser Physik das Subjekt, also der Beobachter, der Experimentator, nicht vorkam.

Das ging jetzt nicht mehr. Denn wenn ich vom Atom etwas wissen will, muss ich mit ihm Kontakt aufnehmen. Ich muss mit dem Atom also zumindest ein „Quantum der Wirkung“ austauschen. Denn das ist das Kleinste, was passieren kann. Dabei nimmt das Atom ein Quantum auf oder gibt ein Quantum ab und ist dadurch ein Anderes. Mit anderen Worten: das beobachtete Atom ist etwas Anderes als das unbeobachtete Atom. Ich weiß aber nur etwas vom beobachteten Atom und dadurch muss der Beobachter in die Physik einbezogen werden. Die Physik ist nicht mehr objektiv, seit es das Quantum der Wirkung gibt.

Das hat sowohl Planck als auch Einstein gewurmt, denn jetzt bekam plötzlich die Frage, wie die Natur kausal funktioniert, einen anderen Sinn. Sie funktioniert ja in diesem Moment nicht mehr kausal ohne mich, sondern mit mir. Ich greife in die Natur ein – was wir übrigens im großen Stil tun. Wir greifen in die Welt ein, aber wir haben immer gedacht, wir greifen nicht in ein atomares Geschehen ein. Wir greifen nicht in den unmittelbaren elementaren Prozess ein, der z.B. zur Abgabe von Strahlung gehört. Jetzt gehört das aber dazu. Jetzt fängt Planck an, sich Gedanken zu machen.

Spätestens seit dem Jahre 1908, also zu seinem 50. Geburtstag, fängt er an, Philosoph zu werden und philosophische Vorträge zu halten. Er spricht über die Einheit des physikalischen Weltbildes, den Kampf der Physik um die Weltanschauung, aber vor allen Dingen immer wieder über die Frage: „Was ist eigentlich Kausalität?“

Die Frage der Kausalität

Das Spannende an der Kausalitätsfrage ist, in Hinblick auf das, was er über Gott gesagt hat, die Frage nach dem Leben. Ist das Leben, das wir führen, durch Kausalität, durch Naturgesetze bestimmt oder gibt es im Rahmen der Determiniertheit durch die Gesetze noch eine Freiheit, in der ich mich bewegen kann? Kommt die Freiheit dadurch zustande, dass ich Wechselwirkungen eingehe? Habe ich gewissermaßen durch Quantensprünge Freiheiten? Oder ist da doch irgendeine Determinierung, eine Festlegung der Kausalität? Was ist die Kausalität in der Natur? Wie kann ich das verstehen?

Darüber denkt Planck immer wieder nach. Er hat sehr viele Vorträge über dieses Thema gehalten, aber ich möchte mich jetzt vor allem auf einen konzentrieren, den er 1932 in London hielt. Ich weise auf London hin, weil Planck derjenige deutsche Wissenschaftler war, der immer wieder, auch schon kurz nach dem 1. Weltkrieg und dann später zur Zeit des Nationalsozialismus und sogar nach dem 2. Weltkrieg vom Ausland eingeladen wurde. Planck galt im Ausland als die deutsche Stimme, der anständige Deutsche. Er hatte auch viel zu sagen. Vor allem hatte er sich viele Gedanken gemacht über diese Frage der Kausalität.

Sein Vortrag 1932 in London beginnt so:

Vortrag London 1932

„Die neuere Entwicklung der Physik hat gelehrt, dass die hohen Erwartungen, die man eine Zeitlang an die glänzenden Erfolge der physikalischen Forschung für die Vertiefung der Naturkenntnis mit gewissem Recht geknüpft hatte, in wesentlichen Punkten eingeschränkt werden müssen, und dass insbesondere das Kausalgesetz in seiner bisher üblichen, klassischen Formulierung unmöglich allgemein durchgeführt werden kann. Denn in seiner Anwendung auf die Welt der Atome hat es endgültig versagt. Daher findet sich ein jeder, der für den Sinn und die Bedeutung naturwissenschaftlicher Forschung Interesse besitzt, vor die dringende Aufgabe gestellt, das eigentliche Wesen der Naturgesetzlichkeit aufs Neue der Prüfung zu unterziehen und vor allem dem Begriff der Kausalität noch tiefer als bisher auf den Grund zu kommen.

Es geht heute nicht mehr an, dass man – wie Kant es getan hat – das Kausalgesetz als Ausdruck der Gültigkeit unverbrüchlicher Regeln für alles Geschehen einfach mit zu den Kategorien rechnet. Als eine Form der Anschauung, ohne die wir überhaupt nicht im Stande sind, Erfahrungen zu sammeln. Denn wenn auch der Kantsche Satz, dass gewisse Kategorien allen unseren Erfahrungen von vorneherein mit zugrunde liegen, wohl für alle Zeiten unantastbar bleiben wird, so ist damit noch nichts über den speziellen Sinn der einzelnen Kategorien ausgesagt. Und die Tatsache, dass die Axiome der euklidischen Geometrie, welche Kant mit zu den Kategorien rechnete, neuerdings nicht nur als erweiterungsfähig, sondern sogar als erweiterungsbedürftig erkannt worden sind, hat die Physiker in dieser Hinsicht sehr vorsichtig gemacht.

Wir wollen also, um nicht voreingenommen zu verfahren, uns an keine gefährlichen Voraussetzungen binden und müssen daher zunächst nach einem auf die Dauer zuverlässigen Ausgangspunkt für die Einführung des Begriffes der Kausalität suchen. Wenn von einem Kausalzusammenhang zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ereignissen die Rede ist, so meint man damit ohne Zweifel eine gewisse gesetzmäßige Verkettung der beiden Ereignisse, wobei das frühere Ereignis als Ursache, das spätere als Wirkung bezeichnet wird. Aber die Frage ist, worin besteht diese besondere Art der Verkettung? Gibt es ein untrügliches Zeichen dafür, dass ein gewisses, in der Natur stattfindendes Ereignis, kausal durch ein anderes bedingt ist?“

Hilfe aus der Verhaltensforschung

Das ist ein ganz spannendes Thema, das über Jahrtausende diskutiert worden ist. Ist also zum Beispiel der Tag die Ursache der Nacht, oder folgt der Tag nur nach der Nacht? Und ist beispielsweise der Blitz die Ursache des Donners oder der Donner die Ursache des Blitzes? Oder wie hängen die Sachen zusammen? Darüber hat man immer viel nachgedacht. Merkwürdigerweise gibt es heute dazu eine wunderbar einfache Lösung. Die aber ist nicht aus der Physik und auch nicht aus der Philosophie gekommen, sondern aus der Verhaltensforschung, der Biologie. Entdeckt hat sie Konrad Lorenz.

Konrad Lorenz hat gesagt, der Unterschied zwischen Ereignissen, die nur zeitlich nacheinander stattfinden oder solchen, die kausal bedingt nacheinander ablaufen ist die Frage, ob zwischen ihnen Energie übertragen worden ist. Das ist der „Energieübertrag“. Bei Tag und Nacht wird keine Energie übertragen, aber bei Blitz und Donner wird Energie von der elektrischen Entladung übertragen. Die elektrische Entladung überträgt die Energie, die sich akustisch als Donner und visuell als Blitz zeigt. Da ist Kausalität gegeben, aber nicht bei Tag und Nacht. Man muss immer nach dem „Energieübertrag“ suchen.

Ich wünschte, Planck hätte das gewusst und sich jetzt noch dazu äußern können. Er hat es nicht gewusst. Er ist nicht auf die Idee gekommen. Er hatte auch andere Probleme mit der Kausalität, denn früher war Kausalität etwas einfach. „Früher“ heißt, in der traditionellen klassischen Physik.

Jetzt ist sie zu einem statistischen Problem geworden. Damit muss er umgehen und das versucht er jetzt zu untersuchen. Durch die neue Atomphysik und durch die Thermodynamik, die Wärmelehre, die mit vielen Teilchen agiert, ist die Kausalität nicht mehr ganz so einfach zu machen.

Was ihn natürlich interessiert, ist die Frage, wo das Ende der Kausalität bei dem Versuch, das Verhalten von Menschen zu erläutern liegt. Das, was wir „freien Willen“ nennen, was wir unsere Handlungsentscheidungen nennen. Wir erinnern uns auch, er hat beim Vergleich zwischen Religion und Naturwissenschaft immer von Erkennen und Handeln gesprochen. Handeln muss ja ein Motiv, einen Grund oder auch Kausalität haben. Wo kommt die eigentlich her? Er versucht, das jetzt genauer zu analysieren und möchte sich dazu, wie jeder gute Physiker, eine Ausgangsposition schaffen.

Als er das tut, erlebt er allerdings eine Überraschung:

„Ich will als Ausgangspunkt für alle weiteren Überlegungen den folgenden, einfachen und allgemeinen Satz benutzen: „Ein Ereignis ist dann kausal bedingt, wenn es mit Sicherheit vorausgesagt werden kann“. Damit soll selbstverständlich nur gesagt sein, dass die Möglichkeit, eine zutreffende Voraussage für die Zukunft zu machen, ein untrügliches Kriterium für das Walten eines Kausalzusammenhanges bildet, nicht etwa, dass sie mit diesem gleichbedeutend sei.

Denken wir nur an die Wetterprognose. Die Unzuverlässigkeit der Wetterpropheten ist sprichwörtlich geworden. Und doch gibt es wohl keinen gebildeten Meteorologen, der nicht die Vorgänge in der Atmosphäre als kausal determiniert betrachtet. Wir sehen, der gewählte Ausgangssatz besitzt nur einen provisorischen Charakter. Um dem Wesen des Kausalbegriffs auf die rechte Spur zu kommen, müssen wir noch wesentlich tiefer schürfen.

Im Falle der Wettervorhersage liegt der Gedanke nahe, dass ihre Unzuverlässigkeit nur durch die Größe und Kompliziertheit des vorliegenden Objekts, der Atmosphäre, bedingt ist. Greifen wir einen kleinen Teil derselben heraus, etwa einen Liter Luft, so sind wir schon weit eher imstande, zutreffende Voraussagen zu machen über ihr Verhalten gegenüber äußeren Einflüssen wie Kompression, Erwärmung, Anfeuchtung usw. Wir kennen bestimmte physikalische Gesetze, welche uns in den Stand setzen, die Resultate der entsprechend vorgenommenen Messungen, die Druckerhöhung, Temperatursteigerung, Kondensation usw. mehr oder weniger sicher im Voraus anzugeben.

Sieht man aber nun etwas näher zu, so gelangt man bald zu einer sehr bemerkenswerten Feststellung. Selbst wenn wir die Verhältnisse noch so einfach wählen und wenn wir noch so feine Messungsinstrumente benutzen, so wird es doch niemals gelingen, das Messungsergebnis mit absoluter Genauigkeit, d.h. in allen Dezimalstellen übereinstimmend mit der gemessenen Zahl vorauszuberechnen. Es bleibt immer ein gewisser Rest von Unsicherheit zurück. Im Gegensatz zu den Berechnungen rein mathematischer Art wie der Quadratwurzel von zwei, welche auf beliebig viele Dezimalstellen genau angegeben werden kann.

Und was von den mechanischen und thermischen Vorgängen gilt, trifft auf allen Gebieten der Physik zu, auch für elektrische und optische Vorgänge. Daher sind wir nach allen vorliegenden Erfahrungen gezwungen, den folgenden Satz als eine gegebene, festliegende Tatsache anzuerkennen: „In keinem einzigen Fall ist es möglich, ein physikalisches Ereignis genau vorauszusagen.“

Eine merkwürdige Entscheidung, die Planck da trifft. Er macht es sich nicht leicht, denn offenbar ist entweder der Ausgangssatz falsch, dass ein Ereignis dann kausal bedingt ist, wenn es mit Sicherheit vorhergesagt werden kann, oder es gibt in der Natur keine kausalen Zusammenhänge. Er ringt jetzt darum, er bemüht sich darum und kommt dann zu folgenden weiteren Ansichten:

„Tatsächlich hat sich die physikalische Wissenschaft bis jetzt auf der entgegengesetzten Grundlage entwickelt. Sie hat die zweite der beiden genannten Alternativen gewählt. D.h. sie hat, um das Kausalgesetz in aller Strenge aufrecht erhalten zu können, den Ausgangspunkt, dass ein Ereignis dann kausal bedingt ist, wenn es mit Sicherheit vorausgesagt werden kann, etwas modifiziert. Das geschieht in der Weise, dass das Wort „Ereignis“ in einem etwas geänderten Sinne gebraucht wird. Als „Ereignis“ betrachtet nämlich die theoretische Physik nicht einen einzelnen Messungsvorgang, der immer auch zufällige und unwesentliche Elemente enthält, sondern einen gewissen nur gedachten Vorgang, indem sie an die Stelle der Sinnenwelt, wie sie uns durch unsere Sinnesorgane bzw. durch wie verschärfte Sinnesorgane wirkende Messinstrumente unmittelbar gegeben wird, eine andere Welt setzt. Das sogenannte physikalische Weltbild, welches eine bis zu einem gewissen Grade willkürliche Gedankenkonstruktion darstellt. Eine Modellmäßige Idealisie-rung, geschaffen zu dem Zweck, um von der Unsicherheit, die an jeder einzelnen Messung haftet, loszukommen und scharfe Begriffbestimmung zu ermöglichen.“

Das klingt alles ganz einfach, enthält aber einen wunderbaren Hinweis darauf, was theoretische Physik in dem Sinne wie Planck und seine Kollegen sie betreiben, eigentlich ist, nämlich eine Konstruktion, eine Erfindung. Mit anderen Worten, man gibt der Natur eine Form und durch diese Form versteht man die Natur. Das ist zwar alles mathematisch, das ist zwar alles physikalisch, aber das ist vor allen Dingen auch romantisch. Weil romantisch der Gedanke ist, dass ich sowieso nur verstehen kann, was ich selbst hervorgebracht habe und das in der Form, in der ich das tue. Natur wird verstanden durch die Form, die ich ihr gebe.

Und er hat noch auf etwas anderes Wichtiges hingewiesen: Ich muss unterscheiden zwischen der Welt des Alltags, die ich sinnlich erfahren kann und der Welt der Wissenschaft, in der ich streng operiere und in der alles kausal verläuft.

Nun besteht das Problem, dass er als jemand, der zu einem Publikum spricht, das nicht in der Wissenschaft zu Hause ist, zwischen diesen beiden Welten hin und her gehen muss. Das ist für Planck auch das eigentliche Problem bei der Vermittlung von Wissenschaft. Deswegen kann sie nicht auto-matisch populär sein, sondern die Popularität muss durch einen besonderen Gedankenschritt erreicht werden.

Den versucht er jetzt vorzuführen:

„Während in der Sinnenwelt die Voraussage eines Ereignisses immer mit einer gewissen Unsicherheit behaftet ist, verlaufen im physikalischen Weltbilde alle Ereignisse nach bestimmten, angebbaren Gesetzen. Sie sind kausal streng determiniert. Daher wird durch die Einführung des physikalischen Weltbildes – und darin liegt seine Bedeutung – die Unsicherheit in der Voraussage eines Ereignisses der Sinnenwelt reduziert auf die Unsicherheit der Übertragung des Ereignisses aus der Sinnenwelt auf das Weltbild sowie der Rückübersetzung aus dem Weltbilde in die Sinnenwelt.“

Das ist nicht immer leicht. Das ist schwierig, das muss jedes Mal neu erfunden werden. Deshalb ist die Frage, wie Wissenschaft popularisiert werden kann, nicht eine Frage, wie ich das einfach darstelle, sondern wie ich das anders darstelle, indem ich dieses Hin und Her, diese Rück- und Vorübertragungen genau berücksichtige. Das ist eine Aufgabe, die einem Physiker wie Planck, der sich an die Öffentlichkeit wendet, zukommt.

Dem Physiker selbst kommt natürlich die Aufgabe zu, die statistische, die neuartige Kausalität, die in der Physik aufgekommen ist, mit scheinbar regellosen Abläufen noch besser zu verstehen. Aber das ist im Rahmen der Thermodynamik, die Planck mitentwickelt hat – seine wichtigsten Vorlesungen sind Vorlesungen über Wärmelehre, über Thermodynamik, die von diesen Phänomenen, wo sehr viele Partikel eine Rolle spielen, wo eine unübersichtliche Kausalität entsteht, aber doch Kausalität – eine seiner größten Leistungen.

Was die Physik dazu beigetragen hat, das stellt er im nächsten Abschnitt dar.

„Nach solchen und anderen großen Erfolgen schien begründete Hoffnung vorhanden, dass das Weltbild der klassischen Physik seiner Aufgabe im Wesentlichen gerecht werde und dass die Unsicherheiten, die bei der Übersetzung in die Sinnenwelt und aus der Sinnenwelt übrig bleiben, bei fort-schreitender Verfeinerung der Messungsmethoden immer mehr an Bedeutung verlieren würden. Diese Hoffnung ist durch das Auftreten des elementaren Wirkungsquantums mit einem Schlage – und zwar für immer – vernichtet worden.“

Das ist seine Tragik. Das sind seine Leistung und seine Tragik. Er hebt diesen durchgängigen Kausalitätsspruch auf. Es entsteht eine neue Physik, die als Quantenmechanik eine Rolle spielt. Die mit Unbestimmtheiten operiert. Die keine tatsächliche präzise Kausalität, wie wir das gewohnt sind, zulässt. Die ein ganz neues Weltbild erzwingt. Diese Physik versucht Planck jetzt auch in diesem Vortrag zu analysieren und dabei entdeckt er etwas Fantastisches: