Reduktionismus

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Schema von Oppenheim und Putnam, 1958. Die obere Schicht soll sich vollständig auf die jeweils darunter liegende reduzieren lassen.

Der Reduktionismus (von lat. reducere „zurückführen“), der heute immer noch die wesentliche Grundlage des modernen naturwissenschaftlichen Denkens bildet, vertritt den erkenntnistheoretischen Standpunkt, dass ein strukturiertes System vollständig durch seine Teile bestimmt wird und aus diesen rational und streng deterministisch erklärt werden kann.

Allgemeines

Hinter dem Reduktionismus steht das Ideal einer monistischen Einheitswissenschaft, in der alle Gesetzmäßigkeiten der Psychologie, Biologie und Chemie, ja sogar des sozialen Lebens, letztlich auf die elementare Physik reduziert werden können, wobei die Elementarbausteine der Physik zwar nicht notwendigerweise, aber doch meist als materiell aufgefasst werden. Klassisch formuliert wurden die Prinzipien dieses einheitswissenschaftlichen Reduktionismus in dem 1958 von Paul Oppenheim und Hilary Putnam veröffentlichten Aufsatz The Unity of Science as a Working Hypothesis[1]:

„Die prinzipiellen Anforderungen können wie folgt zusammengefasst werden: gegeben seien zwei Theorien T1 und T2, T2 wird genau dann zu T1 reduziert, wenn

  1. Das Vokabular von T2 enthält Begriffe, die nicht im Vokabular von T1 enthalten sind.
  2. Alle Beobachtungsdaten, die mit T2 erklärbar sind, sind mit T1 erklärbar.
  3. T1 ist mindestens so gut systematisiert wie T2.“
Paul Oppenheim, Hilary Putnam: The Unity of Science as a Working Hypothesis

Damit ist deutlich ausgesprochen, dass es um eine Reduktion der Theorien, also um die ideelle Seite des Naturgeschehens, und nicht etwa um eine Reduktion der beobachteten Phänomene selbst geht: „Unsere Theorien über die Phänomene verändern sich, aber die Phänomene bleiben gleich. Ein schöner Regenbogen bleibt auch dann ein schöner Regenbogen, wenn er mit den Begriffen einer Theorie über elektromagnetische Strahlung erklärt worden ist.“ (Lit.: Metzinger, S. 28)

Formen des Reduktionismus

Erkenntnistheoretisch kann man zwischen einer starken und einer schwachen Form des Reduktionismus unterscheiden. Die starke Form des Reduktionismus liegt vor, wenn sich eine Gesetzmäßigkeit in vollem Umfang und ohne Approximationen aus einer fundamentalen Theorie herleiten lässt. Lässt sich eine mit dieser Theorie verträgliche Gesetzmäßigkeit nur durch zusätzliche Annahmen und Approximationen herleiten, ist die schwache Form des Reduktionismus gegeben. Die zusätzlichen Annahmen berücksichtigen dann implizit oder explizit die emergenten gesetzmäßigen Eigenschaften der höheren Systemebene, die nicht auf die fundamentale Theorie reduzierbar sind.

Dass der Reduktionismus nur das Tote erfassen kann und schon zur Erklärung des Lebendigen nicht hinreicht, hatte lange zuvor bereits Goethe klar erkannt und treffend formuliert, wenn er etwa Mephisto in seiner Faust-Dichtung spöttisch sagen lässt:

Wer will was Lebendigs erkennen und beschreiben,
Sucht erst den Geist heraus zu treiben,
Dann hat er die Teile in seiner Hand,
Fehlt leider! nur das geistige Band.[2]

Goethe war von der einheitlichen Wirkung der Kräfte in der Natur überzeugt, aber er stellte sich diese keineswegs einförmig im Sinne des Reduktionismus, sondern vielgestaltig und der jeweiligen Daseinsebene angemessen vor. Nicht ein Denkschema sollte allen Naturerscheinungen aufgezwungen werden, sondern das Denken sollte beweglich genug werden, sich den unterschiedlichsten Erscheinungsbereichen anzupassen, um ihnen gerecht zu werden.

„Einheitlich wirkend sind im Sinne der Goetheschen Weltanschauung alle schöpferischen Kräfte. Ein Ganzes, das sich in einer Stufenfolge von verwandten Mannigfaltigkeiten offenbart, sind sie. Goethe war aber nie geneigt, die Einheit der Welt sich als einförmig vorzustellen. Oft verfallen die Anhänger des Einheitsgedankens in den Fehler, die Gesetzmäßigkeit, die sich auf einem Erscheinungsgebiete beobachten läßt, auf die ganze Natur auszudehnen. In diesem Falle ist z. B. die mechanistische Weltanschauung. Sie hat ein besonderes Auge und Verständnis für das, was sich mechanisch erklären läßt. Deshalb erscheint ihr das Mechanische als das einzig Naturgemäße. Sie sucht auch die Erscheinungen der organischen Natur auf mechanische Gesetzmäßigkeit zurückzuführen. Ein Lebendiges ist ihr nur eine komplizierte Form des Zusammenwirkens mechanischer Vorgänge. In besonders abstoßender Form fand Goethe eine solche Weltanschauung in Holbachs «Systeme de la nature» ausgesprochen, das ihm in Straßburg in die Hände fiel. «Eine Materie sollte sein von Ewigkeit, und von Ewigkeit her bewegt, und sollte nun mit dieser Bewegung rechts und links und nach allen Seiten, ohne weiteres, die unendlichen Phänomene des Daseins hervorbringen. Dies alles wären wir sogar zufrieden gewesen, wenn der Verfasser wirklich aus seiner bewegten Materie die Welt vor unsern Augen aufgebaut hätte. Aber er mochte von der Natur so wenig wissen als wir: denn indem er einige allgemeine Begriffe hingepfahlt, verläßt er sie sogleich, um dasjenige, was hoher als die Natur, oder als höhere Natur in der Natur erscheint, zur materiellen, schweren, zwar bewegten, aber doch richtungs- und gestaltlosen Natur zu verwandeln, und glaubt dadurch recht viel gewonnen zu haben. » (Dichtung und Wahrheit, 11. Buch.) In ähnlicher Weise hätte sich Goethe geäußert, wenn er den Satz Du Bois-Reymonds («Grenzen des Naturerkennens », S. 13) hätte hören können: «Naturerkennen ... ist Zurückführen der Veränderungen in der Körperwelt auf Bewegungen von Atomen, die durch deren von der Zeit unabhängige Zentralkräfte bewirkt werden, oder Auflösung der Naturvorgänge in Mechanik der Atome.» Goethe dachte sich die Arten von Naturwirkungen miteinander verwandt und ineinander übergehend; aber er wollte sie nie auf eine einzige Art zurückführen. Er trachtete nicht nach einem abstrakten Prinzip, auf das alle Naturerscheinungen zurückgeführt werden sollen, sondern nach Beobachtung der charakteristischen Art, wie sich die schöpferische Natur in jedem einzelnen ihrer Erscheinungsgebiete durch besondere Formen ihrer allgemeinen Gesetzmäßigkeit offenbart. Nicht eine Gedankenform wollte er sämtlichen Naturerscheinungen aufzwängen, sondern durch Einleben in verschiedene Gedankenformen wollte er sich den Geist so lebendig und biegsam erhalten, wie die Natur selbst ist.“ (Lit.:GA 6, S. 80ff)

Aus Sicht der modernen Quantentheorie ist ein starker Reduktionismus nicht haltbar, wie schon Fritjof Capra betonte. Der Chemiker Hans Primas betonte, dass verschiedene komplementäre, hierarchisch geordnete Beschreibungsebenen bezüglich der Naturgesetze nicht nur zulässig, sondern auch gleichberechtigt und notwendig sind.

„Höhere Theorien besitzen eine gewisse Autonomie und können nicht von allgemeingültigen Grundprinzipien abgeleitet werden, ohne die für die Beobachtung höherer Phänomene notwendigen Mustererkennungseinrichtungen zu berücksichtigen. Jede mathematisch formulierte Reduktion einer höheren Beschreibungsebene auf eine fundamentale Theorie ist nur denkbar, wenn in der grundlegenden Theorie eine neue kontextuelle Topologie eingeführt wird. Diese neue Topologie ist niemals a priori gegeben, sondern hängt entscheidend von den Abstraktionen ab, die durch den kognitiven Apparat oder die verwendeten Mustererkennungsvorrichtungen vom Experimentator hergestellt werden. Dieses Programm kann durch die moderne algebraische Quantenmechanik realisiert werden. In diesem Rahmen ist es möglich, das Verhalten der Materie auf vielen, mathematisch genau charakterisierten, sich gegenseitig ausschließenden komplementären Wege zu beschreiben. Jede Hierarchieebene erfordert eine autonome, nicht reduzierbare Sprache, die nicht zugunsten einer leeren <universellen Sprache> eliminiert werden sollte. Einander gegenseitig ergänzende Naturbeschreibungen sind nicht nur zulässig, sondern sie sind auch gleichberechtigt und notwendig. Das heißt, Wissenschaft ist notwendigerweise pluralistisch.“

Hans Primas: Reductionism: Palaver without Precedent[3]

Damit ist aber auch der traditionelle Atomismus obsolent:

„Wenn wir die Quantenmechanik für eine gute Theorie der Materie halten, dann ist die Aussage «Die Materie ist aufgebaut aus elementaren Bausteinen» naturwissenschaftlich falsch. Entscheidend ist nicht die Tatsache, dass die Atome der Chemiker weiter teilbar sind – das wäre eine triviale Nomenklaturfrage –, sondern dass die materielle Realität ein Ganzes ist, das überhaupt nicht aus Teilen aufgebaut ist.“

Hans Primas: Umdenken in der Naturwissenschaft[4]

Tatsächlich ist die Emergenz neuer Gesetzmäßigkeiten in einem übergeordneten ganzheitlichen System stets mit einer Submergenz der Eigenschaften seiner Teile verbunden, die aber in dem höheren Ganzen gleichsam im Sinne Hegelsaufgehoben“ sind und bei der Zerteilung des Systems wieder in Erscheinung treten können. Daher kann man auch nicht einfach behaupten, dass Moleküle aus Atomen zusammengesetzt seien. Darauf hatte schon Rudolf Steiner in seinen Ausführungen über die Ureiweißatmosphäre der Erde hingewiesen. Das Eiweiß sei nicht einfach aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff aufgebaut, sondern eine höher geartete Substanz:

„Heute denkt man sich überhaupt bei allem: es sei zusammengesetzt; aber das ist ein Unsinn. Dasjenige, was man als gewisse höher geartete Substanzen kennt, das ist nicht immer aus dem zusammengesetzt, was dann erscheint, wenn man es analysiert; sondern die Dinge hören auf, in der höheren Substanz darinnen zu sein. Der Kohlenstoff ist da drinnen nicht Kohlenstoff, der Sauerstoff nicht Sauerstoff und so weiter, sondern das ist eine höher geartete Substanz.“ (Lit.:GA 232, S. 74)

Steiner erläutert das auch am Beispiel des kubisch kristallisierenden Kochsalzes, das aus Natrium und Chlor gebildet werden kann.

„Wenn wir die äußere Welt betrachten, so finden wir, daß bis zum Kristall hinunter überall das Formprinzip tätig ist. Die Substanzen, welche in den Kristall eintreten, müssen, um das zu werden, als was der Kristall sich darstellt, gleichsam eingefangen werden von dem Formprinzip, und dieses macht mit Hilfe der Substanzen den Kristall erst zu dem, was er ist. Nehmen Sie zum Beispiel das Kochsalz, Chlornatrium, so haben Sie als physische Substanzen miteinander verbunden Chlor und Natrium, ein Gas und ein Metall. Sie werden leicht einsehen, daß diese beiden Stoffe, so wie sie sind, bevor sie eingefangen werden durch eine formende Wesenheit und dadurch erst zu einer chemischen Verbindung in Würfeln kristallisiert erscheinen, jede für sich völlig andere Formen zeigt. Bevor sie eintreten in dieses Formprinzip, haben sie nichts Gemeinsames; aber sie werden eingespannt, aufgenommen von diesem Formprinzip, und dieses bildet den physischen Körper Kochsalz.“ (Lit.:GA 128, S. 153)

So einseitig die reduktionistische Haltung auch ist, so kann sie dennoch, wenn sie an ihre Grenzen stößt, zugleich die beste Grundlage dafür schaffen, klar und deutlich jene Erscheinungen zu identifizieren die eine irreduzible starken Form der Emergenz zeigen. Damit wird der Blick auf neue Seinsebenen mit eigenständigen Gesetzmäßigkeiten eröffnet, die grundsätzlich nicht auf jene der darunterliegenden Ebenen reduziert werden können. Ziel der Wissenschaft muss es dann sein, die eigenständigen Gesetzmäßigkeiten der höheren Seinsebenen mit ihnen gemäßen, noch zu entwickelnden bzw. weiterzuentwickelnden Methoden zu erforschen und ihren ideellen Bezug zu den unteren Daseinsebenen aufzuklären.

Damit wird keinesfall ein mit Recht als problematisch angesehener Dualismus begründet. Den verschiedenen Daseinsebenen sind vielmehr völlig unterschiedliche Erscheinungsbereiche zugeordnet, zwischen denen keine kausale, sehr wohl aber eine ideelle, durch das Denken einsehbare, begrifflich fassbare Verbindung besteht. Der Fehler entsteht, weil man die Erscheinungen an sich schon als fertige Wirklichkeit ansieht, was aber nicht der Fall ist. Erscheinungen können daher prinzipiell nicht aufeinander einwirken. Erst durch den entsprechenden Begriff wird die wahrgenommene Erscheinung zur Wirklichkeit erhoben. Dem Pluralismus der Erscheinungswelt steht damit ein geistiger Monismus gegenüber, der auch die Grundlage der anthroposophischen Geisteswissenschaft bildet.

„Erst im Begriffe also bekommt die Welt ihren vollen Inhalt. Nun haben wir aber gefunden, dass uns der Begriff über die einzelne Erscheinung hinaus auf den Zusammenhang der Dinge verweist. Somit stellt sich das, was in der Sinnenwelt getrennt, vereinzelt auftritt, für den Begriff als einheitliches Ganzes dar. So entsteht durch unsere naturwissenschaftliche Methodik als Endziel die monistische Naturwissenschaft; aber sie ist nicht abstrakter Monismus, der die Einheit schon vorausnimmt, und dann die einzelnen Tatsachen des konkreten Daseins in gezwungener Weise darunter subsummiert, sondern der konkrete Monismus, der Stück für Stück zeigt, dass die scheinbare Mannigfaltigkeit des Sinnendaseins sich zuletzt nur als eine ideelle Einheit erweist. Die Vielheit ist nur eine Form, in der sich der einheitliche Weltinhalt ausspricht. Die Sinne, die nicht in der Lage sind, diesen einheitlichen Inhalt zu erfassen, halten sich an die Vielheit; sie sind geborene Pluralisten. Das Denken aber überwindet die Vielheit und kommt so durch eine lange Arbeit auf das einheitliche Weltprinzip zurück.“ (Lit.:GA 1, S. 282)

Wäre alles Geschehen innerhalb der physischen Welt streng determiniert, so wäre diese allerdings vollkommen in sich abgeschlossen und ausschließlich durch sich selbst bestimmt. Die starke Form der Emergenz wäre dann unmöglich. Nach den Ergebnissen der Quantentheorie ist aber ein durchgängiger Determinismus innerhalb der physikalisch fassbaren Welt nicht gegeben. Im Rahmen der Quantenmechanik sind nur Wahrscheinlichkeitsaussagen über künftige Beobachtungen möglich, was nach der Kopenhager Deutung bedeutet, dass das raum-zeitliche Verhalten eines mikrophysikalischen Systems grundsätzlich indeterminiert ist, dafür aber ein streng gesetzmäßig geordnetes Feld von Möglichkeiten eröffnet. Auch für die moderne Evolutionstheorie ist der - quantentheoretisch zu rechtfertigende - Zufall ein wesentlicher Faktor. Gerade dadurch eröffnet sich aber der Ausblick auf höhere „emergente“ Weltebenen, die gesetzmäßig mit den untergeordneten Ebenen verbunden sind.

In der Anthroposophie werden folgende vier grundlegenden Weltebenen unterschieden:

„Sie werden niemals begreifen können, wie durch Summierung von mechanischen, physikalischen und chemischen Vorgängen die Erscheinungen des Lebens erklärbar sein sollen. Daß sich Lebendiges in Lebloses verwandle, ist durchaus begreiflich und durch die tägliche Erfahrung bewiesen; daß sich Lebendiges aus Leblosem entwickle, widerstreitet aller in das Wesen der Dinge dringenden Beobachtung. Die unorganischen Vorgänge sind im organischen Körper in gesteigerter Form vorhanden, in einer Form, die ihnen innerhalb der unorganischen Natur nicht zukommt. Sie können sich nicht selbst zu organischer Tätigkeit steigern, sondern müssen, um dem Leben zu dienen, erst von einem Organismus eingefangen, angeeignet werden.“ (Lit.:GA 30, S. 355)

„In welcher Wechselwirkung stehen Geist und Körper? Wie wirken die Sinne, um dem Geiste das zu vermitteln, was er zu seiner Erhaltung braucht? Das sind Fragen, die derjenige stellt, der meint, der Geist schaffe sich eine solche organische Gestalt, daß er in einer seinen Bedürfnissen angemessenen Weise zur Erscheinung kommen kann.“ (S. 358)

Eine dem Reduktionsmus entgegengesetzte Haltung kennzeichnet den Holismus, der davon ausgeht, dass das Ganze mehr ist als seine Teile und die Teile vom Ganzen her bestimmt werden. Diese Anschauung macht sich seit der Entwicklung der Quantentheorie die Physik immer mehr zueigen und widerspricht damit selbst dem reduktionistischen Konzept. Hans-Peter Dürr hat es so formuliert:

„Der Bruch in unserem Verständnis der Wirklichkeit, den die neue Physik fordert, ist radikal. Deutet diese Physik doch darauf hin, daß die eigentliche Wirklichkeit, was immer wir darunter verstehen, im Grunde keine Realität im Sinne einer dinghaften Wirklichkeit ist...

Die <Unschärfe> (d.h. die nichtkausale Natur der atomaren Phänomene) ist Ausdruck einer holistischen, einer ganzheitlichen Struktur der Wirklichkeit...

So steht das Getrennte (etwa durch die Vorstellung isolierter Atome) nach neuer Sichtweise nicht am Anfang der Wirklichkeit, sondern näherungsweise Trennung ist mögliches Ergebnis einer Strukturbildung, nämlich: Erzeugung von Unverbundenheit durch Auslöschung im Zwischenbereich (Dürr 1992). Die Beziehungen zwischen Teilen eines Ganzen ergeben sich also nicht erst sekundär als Wechselwirkung von ursprünglich Isoliertem, sondern sind Ausdruck einer primären Identität von allem. Eine Beziehungsstruktur entsteht also nicht nur durch Kommunikation, einem wechselseitigen Austausch von Signalen, verstärkt durch Resonanz, sondern gewissermaßen auch durch Kommunion, durch Identifizierung...

Die holistischen Züge der Wirklichkeit, wie sie in der neuen fundamentalen Struktur der Materie zum Ausdruck kommen, bieten hierbei die entscheidende Voraussetzung dafür, daß die für uns wesentlichen Merkmale des Lebendigen dabei nicht zu mechanistischen Funktionen verstümmelt werden.“ (Lit.: Dürr 1997)

Und für Werner Heisenberg, der maßgeblich an der Entwicklung der Quantentheorie beteiligt war, sind die elementaren Bausteine der Physik ideeller, d.h. geistiger Natur:

„Die Elementarteilchen können mit den regulären Körpern in Platos "Timaios" verglichen werden. Sie sind die Urbilder, die Ideen der Materie.“ (Lit.: Heisenberg, S. 281)

Siehe auch

Literatur

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Einzelnachweise

  1. Im englischen Original:
    „The principal requirements may be summarized as follows: given two theories T1 and T2, T2 is said to be reduced to T1 if and only if:
    1. The vocabulary of T2 contains terms not in the vocabulary of T1.
    2. Any observational data explainable by T2 are explainable by T1.
    3. T1 is at least as well systematized as T2.“
      Paul Oppenheim, Hilary Putnam: The Unity of Science as a Working Hypothesis, University of Minnesota Press, Minneapolis 1958 [1] [2]
  2. Johann Wolfgang von Goethe: Faust - Der Tragödie Erster Teil (Studierzimmer), Reclams Universal-Bibliothek Nr. 1, Stuttgart 2000, ISBN 3-15-000001-7
  3. Im englischen Original:
    „Higher-level theories do possess a certain autonomy and cannot be deduced from universally valid first principles without taking into consideration the pattern recognition devices necessary for the observation of higher phenomena. Any mathematically formulated reduction of a higher-level description to a fundamental theory is conceivable only if in the basic theory a new contextual topology is introduced. This new topology is never given a priori but depends in a crucial way on the abstractions made by the cognitive apparatus or the pattern recognition devices used by the experimentalist. This program can be rea lized in terms of modern algebraic quantum mechanics. In this framework it is possible to describe the behavior of matter in many, mathematically precisely characterized, mutually exclusive complementary ways. Each hierarchical level requires an autonomous, non-reducible language which should not be eliminated in favor of an empty <universal language>. Mutually exclusive complementary descriptions of nature are not only admissible, but they are equally entitled and necessary. That is, science is necessarily pluralistic.
    Hans Primas: Reductionism: Palaver without Precedent in: Evandro Agazzi (Hrsg.): The Problem of Reductionism in Science, Springer 1991, ISBN 978-0792314066, S. 161-172
  4. Hans Primas in: Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich (1992) 137/l, S. 50 (genehmigter Nachdruck aus «GAIA; Ecological Perspectives in Science, Humanities and Economics» (1992) 1, l, 5-15 pdf