Auch wenn die Naturwissenschaft, speziell die Physik, nicht die unendliche Komplexität, die widersprüchliche Totalität erfassen kann, so reduziert sie sie nicht auf rein mechanisches Gegeneinander, wie oft vorgeworfen wird. Dass nicht einmal die Newtonsche Klassische Mechanik mechanistisch ist, ist eins der Hauptergebnisse der Arbeit von R. Wahsner und H.H.v. Borzeszkowski (beginnend mit Borzeszkowski, Wahsner 1978)[1].

Dies widerspricht der gängigen Interpretation, die beispielsweise Dijksterhuis gibt:

Obgleich also der strenge Mechanizismus des siebzehnten Jahrhunderts seinen Höhepunkt bei Huygens erreicht hatte, muß Newton an allererster Stelle als der Begründer des mechanistischen Weltbildes der klassischen Physik betrachtet werden, da erst die Erweiterung und Umformung, die er dem Grundgedanken dieser Naturphilosophie gegeben hat, ihre große Entfaltung ermöglicht hat. (Dijksterhuis 1956: 548)

Dijksterhuis beschreibt auch, was er unter Mechanisierung versteht:

[Das] substantielle Denken, das nach dem Wesen der Dinge fragte, mußte gegen das funktionelle ausgetauscht werden, welches das Benehmen der Dinge in ihrer gegenseitigen Abhängigkeit feststellen will; die Behandlung der Naturerscheinungen in Worten mußte zugunsten einer mathematischen Formulierung der darin wahrgenommenen Relationen aufgegeben werden. (Dijksterhuis 1956: 557)

Es geht darum, die Welt als Komplex von Gegenständen zu betrachten, deren gegenseitige Beziehungen mathematisch erfasst werden können. Über die Reduktion des dialektischen Widerspruchs zum Dualismus wurde im vorigen Kapitel diskutiert. Ist damit aber schon festgelegt, dass diese Reduktion so weit geht, wie Dijksterhuis annimmt?

Renate Wahsner macht darauf aufmerksam, dass wir zwischen Eigenschaft und Verhalten zu unterscheiden haben. Wenn wir über Eigenschaften sprechen, so betrachten wir nur ein Ding als Träger der Eigenschaft und abstrahieren vom Gegeneinander der Dinge. Dem gegenüber sind Beziehungen zwischen Dingen völlig äußerlich, sie stellen einen Zusammenhang zwischen Dingen her, deren besondere Qualität nicht wichtig ist, sondern die lediglich als durch Variablen besetzbare Stellen gelten. Reine Mathematik arbeitet mit solchen Beziehungen. In der Physik dagegen geht es nicht nur um Eigenschaften dieser Art, sondern was als „Ding“ bestimmt wird, hat mit seinem qualitativ bestimmten Verhalten zu tun. Ein gegenständliches Objekt verhält sich und verwirklicht damit seine Möglichkeiten (Capacities bei Cartwright) und ist auf ein Anderes gerichtet. Solche sich verhaltenden Gegenstände gehen Verhältnisse ein, die sich von Beziehungen dadurch unterscheiden, dass sie nicht von dem, was im Zusammenhang miteinander steht, abstrahieren (Wahsner 1996: 42).

Der Witz einer physikalischen Theorie – auch der klassischen Mechanik – liegt daher gerade darin, das gegenseitige Aufeinandereinwirken der Körper zu beschreiben und eben dadurch den Begriff des physikalischen Körpers zu bestimmen. Genau hierdurch unterscheidet er sich von einem geometrischen Körper. Die Physik selbst liefert also die Argumente gegen den Mechanizismus, für die Selbständigkeit der Natur oder der Materie [...]. (Wahsner 1981: 196)

In einer Diskussion erklärte R. Wahsner ausführlicher, dass Newtons Kraftbegriff nicht wie jener von Kant und Hegel „Stoß“ (oder dasselbe in der Gegenrichtung, als „Zug“) oder „Impuls“ meint und dass besonders die Gravitation nicht als eine einseitig gerichtete Kraft verstanden werden kann, sondern dass sie als Gegeneinander zu verstehen ist (Wahsner 2002: 35f.). Körper sind nur gegeneinander schwer (vgl. Newton, in Borzeszkowski, Wahsner 1980: 126). Die physikalische Größe „Masse“ ist nicht eine Eigenschaft eines isolierten Dinges, sondern beschreibt ein spezifisches Verhalten von Körpern, nämlich gegen die Änderung des Bewegungszustandes Widerstand zu leisten. Diese Sichtweise ist keine sprachliche Haarspalterei, sondern ausschlaggebend für das Verständnis dessen, dass die Physik selbst nicht mechanistisch ist. Mechanik mechanistisch vorgestellt trennt Körper (Billardkugel) und äußere Bewegungsursache (Anstoß). Scheinbar haben wir (normalerweise ruhende) Dinge in der Welt, die durch Kräfte „angestoßen“ werden. Um den Impuls- und Kraftbegriff fanden vor Newton ausgiebige Diskussionen[2] statt (Leibniz, Descartes)[3], deren Lösung gerade die historische Bedeutsamkeit des Newtonschen Ansatzes ausmacht. Mit den von Newton gebildeten Grundgrößen der Mechanik ist eine genaue Unterscheidung von Impuls (p=mv) und Kraft (F=ma) möglich und gerade dadurch wird die mechanistische Vorstellung außer Kraft gesetzt. Bewegung kommt nicht „eigentlich“ unbewegten Körpern zu. Materie existiert nur als sich Bewegende, Wirkfähige. Deutlich wird dies schon an der Übernahme des Galileischen Trägheitsgesetzes, das besagt, dass Körper ohne die Einwirkung äußerer Kräfte in ihrem Bewegungszustand (der Ruhe oder der geradlinig gleichförmigen Bewegung) verharren. Das „Normale“ der Bewegung ist damit nicht der ruhende Körper (dieser nur als Spezialfall, bei dem die Geschwindigkeit gleich Null sein kann), sondern ein Körper, der sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Recht unbekannt ist leider auch, dass Newton selbst sich ausdrücklich dagegen aussprach, dass Körpern nicht nur Trägheit zukommt und sie bewegenden Einflüssen quasi „von außen“ (z.B. durch äußere Naturgesetze) unterliegen, sondern dass hier sog. „aktive Prinzipien“ vorliegen, von denen er neben der Gravitation noch Gärung und Kohäsion nannte (Newton Opt.: 167). Diese Prinzipien kommen nicht den Dingen als Isolierte zu (als verborgene Qualitäten)[4], sondern „als allgemeine Naturgesetze, durch die die Dinge gebildet sind“ (ebd.: 31). Das Gravitationsgesetz wird so zur Darstellung von bestimmten realen Wirkungen zwischen Körpern, die keiner weiteren Hypothesen über ihre Verursachung benötigen (vgl. Borzeszkowski, Wahsner 1980: 37).

Natürlich ist die klassische Mechanik eingeschränkt auf wenige der möglichen Bewegungsformen der Materie in der Welt.[5] Aber jene, die sie erfasst, erfasst sie nicht lediglich abstrakt als äußerlich den (qualitätslos gedachten) Dingen hinzukommende Beziehung, sondern sie sind begründet in den Verhaltensweisen der sie verwirklichenden Gegenstände. Auch die Gravitation ist – wie Newton nach langem Nachdenken erkannte – keine den Körpern inhärente Eigenschaft, sondern die Beschreibung eines gegenseitigen Verhaltens von bestimmten Körpern. Diese Spezifik des Newtonschen Kraftbegriffs wird meist unterschlagen, wenn die „Newtonsche Welt“ als Billardtisch-Welt vorgestellt wird. Auch heutige Schuldidaktik fördert das mechanistische Denken, wenn versucht wird, von mechanisch Vorstellbarem auszugehen. Beispielsweise ist es keinesfalls angemessen, die Kraft F auf der linken Seite in der bekannten Formel F = ma im zweiten Newtonschen Axiom mechanistisch als „Ursache“ der in der rechten Seite auftretenden Beschleunigung a zu verstehen. Die mathematische Gleichheit impliziert keine Ursache-Wirkungsbeziehung, sondern lediglich einen funktionalen Zusammenhang[6].

Völlig unangemessen wäre es auch, Newton zu unterstellen, er habe die Welt als Mechanismus betrachtet, denn er war sich sehr gewiss, dass es neben der Gravitation noch andere wichtige Kräfte gibt. Er hielt die Gravitation nicht einmal für eine wesentliche Wirkfähigkeit der Körper (Newton Opt.: 137). Durch den Bezug auf den Kraft- statt auf den Impulsbegriff für die Beschreibung der Wirkfähigkeit öffnet sich die Begriffswelt der Physik anderen qualitativen Kräften, so dass beispielsweise elektrische und magnetische Wirkungen nicht mehr mechanistisch erklärt werden brauchen, sondern ihre qualitative Eigenständigkeit erhalten.

In ihrem frühen Buch „Newton und Voltaire“ (1980b) schildern v. Borzeszkowski und Wahsner die „Mechanisierung der Mechanik“, die historisch zuerst durch Voltaire vorgenommen und in dieser Form bekannt gemacht wurde[7]. Voltaire interpretierte das Newtonsche Gravitationsgesetz als Weltgesetz, dem gegenüber es keine wirkliche Freiheit mehr geben könne. Erst durch Voltaire wurde die gravitative Anziehungskraft zum allumfassenden Prinzip erklärt; er missinterpretierte den Kraftbegriff als „Bewegung Hervorrufenden“ (womit er Impuls und Kraft verwechselt) und negierte die gegenständliche Wirkfähigkeit, so dass eine Reduktion von physikalischer Dynamik auf Kinematik und Mathematik entstand.

Die Franzosen [...] nehmen genau die Interpretation der Gravitation vor, die Newton unter keinen Umständen zulassen wollte, nämlich eine physikalische Wahrheit zu bedeuten."(Ruben 1969: 36)

Eine tabellarische Zusammenfassung soll die eben genannten und weitere Unterschiede zwischen Grundlagen der Physik der Mechanik und mechanistischen Weltbildern verdeutlichen.

 

Newtonsche Mechanik

Mechanistische Interpretation

Unterscheidung von Physik als spezifischer Weise wissenschaftlicher Tätigkeit (Bildung jeweils geeigneter Größen, theoretische und experimentelle Arbeit, Messen...) zur Erkenntnis spezifischer Bewegungsformen der Materie in der Welt und der „wirklichen“ Welt.

Identifikation von klassischer Mechanik und Wirklichkeit. Forderung, die Physik, bzw. jede Einzelwissenschaft solle „das Ganze“ begreifen. Bei Voltaire als Anspruch der „Ausschließlichkeit der Vernunft“ politisch begründet.

Berücksichtigung von „vorausgesetzten Prinzipien“ (zit. Borzeszkowski, Wahsner 1980: 124, vgl. ebd.: S.14)

 

Ontologisierung bspw. der physikalischen Größen, was zu „Täuschungen und Irrtümern“ führt, wenn man "Abstracta und grammatikalische Ausdrücke als Realien behandelte" (Helmholtz 1984: 13).

Bestimmende Rolle von Experiment und Messung sowie deshalb notwendigem apriorischen Anteil von Wissenschaft.

Missachtung der tätigen, gegenständlichen Wissenschaftspraxis; Betrachtung der Wissenschaft nur in ihren Resultaten (logische Analyse), nicht als Praxisprozess.

Bei Voltaire z.B. Reduktion von Erfahrung auf reine anschauliche Beobachtung.

Materie wird als sich Bewegende, Wirkende vorausgesetzt:

-             Galileisches Trägheitsgesetz setzt im allgemeinen Fall sich (gleichförmig) bewegenden Körper voraus.

-             Masse und Gravitation sind nicht als Eigenschaften isolierter Dinge definiert, sondern an die Wirkfähigkeit der Gegenstände gebunden.

Trennung von Materie und Bewegung

(„Ich nehme zunächst an, daß Übereinstimmung darin besteht, daß die Materie die Bewegung nicht aus sich heraus haben kann.“ (Voltaire 1784: 275).)

Berücksichtigung der qualitativ bestimmten gegenständlichen Wirkfähigkeit. (mit der Einschränkung auf den jeweiligen Gegenstandsbereich, die jeweiligen Bewegungsformen).

Reduktion des Dynamischen auf Kinematisches und der Physik auf mathematisch beschriebene äußere Beziehungen abstrakter Dinge (denen als „Variable“ beliebige Eigenschaften zugesprochen werden können). Identifikation von Mathematik und Naturwissenschaften (Dijksterhuis 1956: 557)

Unterscheidung von Impuls (mv) und Kraft (ma), Bezugnahme der Theorie auf (qualitativ verschiedene) Kräfte.

Welterklärung aus mechanischen „Stößen“ über Impulswirkungen bzw. nun über Gravitations“züge“ (Billard-Tisch und Uhrwerkmodelle) (mitunter aus „didaktischer Vereinfachung“)

F= ma als mathematische Äquivalenz zur Beschreibung der (qualitativ vielfältigen) Wirkfähigkeit der Materie (in den Größen F und m).

F = ma wird als kausaler Ursache-Wirkungs-Zusammenhang interpretiert

Gravitation nur eine der möglichen Kräfte.

Anziehungskraft als „Weltgesetz“

Tabelle: Der Unterschied der Newtonschen Mechanik und der Mechanistischen Weltanschauung

Mit einer mechanistischen (nominalistischen) Einstellung hätte Newton die Grundlagen der Physik gar nicht errichten können, denn seine Begriffe setzen die Wechselwirkung, die gegenseitige Beziehung der Körper voraus und sind für isolierte Einzelobjekte gar nicht definiert (schwere Masse, Geschwindigkeit, Gravitationskraft).

Auf diese Weise wird die oben scheinbar beliebig eingeführte Wahl eines nichtnominalistischen Ausgangspunktes der Wissenschaftsphilosophie tiefer begründet. Nicht einmal die Klassische Mechanik würde ausgehend von isolierten Einzelnen und äußerlichen Beziehungen funktionieren.[8] So ist es auch kein Zufall, dass Voltaire mit seinem Versuch, aus der Kombination von Fallgesetz und Gravitationsgesetz die Keplerschen Gesetze abzuleiten, keinen Erfolg haben konnte[9] (vgl. Borzeszkowski, Wahsner 1980: 46, auch Ruben 1969: 51).

Die Mechanik zu mechanisieren ging nur, nachdem Newton sie geschaffen hatte. [...] Wer produziert, kann nicht seine Produkte als an sich vorhanden ansehen. Der Mechanizismus beruht auf der Abstraktion vom tätigen Subjekt, vom produzierenden Menschen, auf der Verabsolutierung des fertigen Produkts. (Borzeszkowski, Wahsner 1980: 59).

Der Hintergrund der weitverbreiteten Kritik an mechanistischen Weltbildern ist deren Zusammenhang mit Denkweisen, die mit bürgerlich-kapitalistischen Lebens- und Wirtschaftsweisen verbunden sind. Als Kritik einer Weltanschauung ist sie berechtigt – der Status der Naturwissenschaften selbst bedarf jedoch einer gesonderten Diskussion. Abstrakte Wissenschaftskritik versteht den gesellschaftlichen Hintergrund der Naturwissenschaften, unterliegt jedoch selbst den eben genannten mechanistischen Fehlinterpretationen, indem Analytisches, Einzelwissenschaftliches und Philosophisches unreflektiert ineinander vermengt wird. Hier kann nur die konkrete Untersuchung dessen, was jeweils das Analytische, das Naturwissenschaftliche und das Philosophische in ihren Unterschieden und ihrer Einheit darstellen, weiter helfen.

 


Literatur

Borzeszkowski, Horst-Heino von; Wahsner, Renate (1978): Die Mechanisierung der Mechanik. In: Newton-Studien. Berlin: Akademie-Verlag 1978. S. 19-57.

Borzeszkowski, Horst-Heino von; Wahsner, Renate (1980): Newton und Voltaire. Zur Begründung und Interpretation der klassischen Mechanik. Berlin: Akademie-Verlag.

Dijksterhuis, E.J (1956): Die Mechanisierung des Weltbildes. Berlin-Göttingen-Heidelberg

Hegel, Georg Wilhelm Friedrich (Enz.I): Enzyklopädie der philosophischen Wissenschaften im Grundrisse. Erster Teil. Frankfurt a.M.: Suhrkamp Verlag.1986.

Helmholtz, Hermann v. (1984): Einleitung zu den Vorlesungen über Theoretische Physik. (Nachschrift der Vorlesungen von 1893, zuerst veröff. 1903) In: Rompe, Robert, Treder, Hans-Jürgen: Zur Grundlegung der theoretischen Physik. Beiträge von H. v. Helmholtz und H. Hertz, Berlin, S. 11-62.

Newton, Isaac (1717): Optik oder Abhandlung von den Spiegelungen, Brechungen, Beugungen und den Farben des Lichts. In: Borszeszkowski, Horst-Heino von; Wahsner, Renate: Newton und Voltaire. Zur Begründung und Interpretation der klassischen Mechanik. Berlin: Akademie-Verlag. 1980. S. 135-172.

Ruben, Peter (1967): Mechanik und Dialektik - untersucht am Streit der Cartesianer und Leibniziander über das "wahre Maß der bewegenden Kraft". In: Mikrokosmos - Makrokosmos, hg. v. Ley, H., Löther, R., Berlin: Akademie-Verlag. 1967, S. 15-54.

Ruben, Peter (1969a): Geschichtliche Bildung und theoretisches Konzept der klassischen bürgerlichen Naturanschauung. In: Naturphilosophie von der Spekulation zur Wissenschaft, Berlin 1969, S. 15-65.

Voltaire (1784): Elemente der Philosophie Newtons. In: Borszeszkowski, Horst-Heino von; Wahsner, Renate (1980b): Newton und Voltaire. Zur Begründung und Interpretation der klassischen Mechanik. Berlin: Akademie-Verlag. S. 217-290.

Wahsner, Renate (1981): Naturerkenntnis zwischen Verstand und Vernunft. In: Vom Mute des Erkennens. Beiträge zur Philosophie G.W.F. Hegels. Hrg.v. M. Buhr und T.I. Oiserman. Berlin. S. 183-203.

Wahsner, Renate (1996): Einleitung: Hegels Naturphilosophie und das Erkenntnisproblem der Neuzeit. In: Wahsner, Renate (1996): Zur Kritik der Hegelschen Naturphilosophie. Über ihren Sinn im Lichte der heutigen Naturerkenntnis. In: HEGELIANA. Studien und Quellen zu Hegel und zum Hegelianismus. Herausgegeben von Helmut Schneider. Band 7. Frankfurt am Main, Berlin, Bern, New York, Paris, Wien. Peter Lang. S. 3-123.

Wahsner, Renate (2002): Ist die Naturphilosophie eine abgelegte Gestalt des modernen Geistes?. In: Die Natur muß beweisen werden. Zu Grundfragen der Hegelschen Naturphilosophie. Hrsg. von Renate Wahsner und Thomas Posch. Frankfurt am Main, Berlin, Bern, New York, Paris, Wien. Peter Lang, 2002. S. 9-40.

Weizsäcker, C.F.,v. (1990): Die Physik der Gegenwart und das physikalische Weltbild. (1944) In: Weizsäcker, C.F., v., Zum Weltbild der Physik, Stuttgart 1990, S. 11-32.


[1] vgl. auch schon Ruben 1967: 57.

[2] siehe dazu auch Ruben 1967.

[3] Leibniz hielt den Ausdruck mv2 für den Ausdruck für die Kraft; Descartes den Ausdruck mv.

[4] Borzeszkowski und Wahsner weisen auch auf die wichtige Wortbedeutung bei Newton hin, der das Wort „Materie“ verwendet, wenn von einzelnen Atomen mit ihren passiven Eigenschaften spricht – jedoch von „Natur“, wenn er sich auf aktive Prinzipien und Wechselwirkungen bezieht (Borzeszkowski, Wahsner 1981b: 37).

[5] V. Weizsäcker beschreibt eindrücklich, wie ihn ein doppelbrechender Kalkspat auf seinem Schreibtisch daran erinnert, von einem Lehrer in die Besonderheit der physikalischen Betrachtungsweise eingeführt worden zu sein: "Es ist also klar, dass das physikalische Weltbild nicht alle wesentlichen Eigenschaften der Gegenstände umfasst. Es ist noch nicht ebenso klar, wieweit es sie mit Notwendigkeit ausschließt." (v. Weizsäcker 1990: 17)

[6] Speziell die Weiterentwicklung der Mechanik durch d’Alambert beruhte auf dem Wechselwirkungsdenken und griff nicht mehr zurück auf kausale Mechanismen. Argumente gegen eine kausale Deutung bringt auch Ruben 1967: 50).

[7] Newton hatte vereinfachende und verfälschende Missverständnisse gefürchtet und deshalb darauf verzichtet, sein drittes Buch in einer populären Fassung zu veröffentlichen. Nur jene, die wirklich etwas davon verstehen, sollten sich damit beschäftigen. Leider gelang dies nicht (vgl. Borzeszkowski, Wahsner 1980b: 23).

[8] Dies sah auch Hegel ähnlich: "In der Natur sind es nur die ganz abstrakten Verhältnisse der noch in sich unaufgeschlossenen Materie, welche dem Mechanismus unterworfen sind; dahingegen sind schon die Erscheinungen und Vorgänge des im engeren Sinne des Wortes so genannten physikalischen Gebiets (wie z.B. die Phänomene des Lichts, der Wärme, des Magnetismus, der Elektrizität usw.) nicht mehr bloß auf mechanische Weise (d.h. durch Druck, Stoß, Verschiebung der Teile und dgl.) zu erklären, und noch viel ungenügender ist die Anwendung und Übertragung dieser Kategorie auf die organische Natur [...]"(Hegel, Enz. I: 353).

[9] Voltaire sah nicht, dass das Fallgesetz wie auch die Keplerschen Gleichungen jeweils spezielle Lösungen der allgemeineren Newtonschen Bewegungsgleichung mit Gravitationskraft sind.



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