Von Bologna über Pittsburgh nach Marseille
Carlo Rovelli ist Professor für Theoretische Physik an der Université de la Méditerranée in Marseille, Leiter des Zentrums für Quantengravitation und Gastprofessor an der Universität Pittsburgh. In Marseille unterrichtet er Diplomanden im Hauptstudium in Einsteins Relativitätstheorie. In seiner für ein breiteres Publikum bestimmten Vorlesung „Ursprünge der Wissenschaft“ behandelt er ebenfalls allgemeine Fragen der Wissenschaftsgeschichte.

Rovelli wurde 1956 in Verona geboren. Er studierte in Bologna und Padua, wo er seine wissenschaftliche Karriere begann. Dann arbeitete er zehn Jahre im Fachbereich Physik der Universität Pittsburgh (USA). Dort knüpfte er enge Kontakte zum Bereich Philosophie. Seit sieben Jahren arbeitet er in Marseille.


Über Quantengravitation
Nach Auffassung von Marc Lachièze-Rey, dem Gast der vorigen Nummer von Forscher im Gespräch, versucht die Quantengravitation (Rovellis Spezialgebiet) vor allem deshalb über die allgemeine Relativitätstheorie und die Quantenmechanik hinauszugehen, um den Gegensatz zwischen diesen beiden Theorien zu überwinden, die die Physik heute beherrschen.

Die Quantenmechanik beschreibt kleine Objekte wie Moleküle, Atome usw. Sie hat unsere Auffassung von der Materie verändert: Man stellt sich die Materie nicht mehr als ein aus „klassischen“ Teilchen bestehendes Ganzes vor. Die Materie ist etwas Komplizierteres geworden: Wellen und Teilchen zugleich.

Die allgemeine Relativitätstheorie handelt von Zeit und Raum. Einstein hat entdeckt, dass der Raum gekrümmt ist. Der Raum, der in der Euklidischen Geometrie immer als starre, dreidimensionale Struktur beschrieben wurde, ist gekrümmt und in Bewegung.

Die beiden großen Theorien stehen, zumindest dem Schein nach, im Widerspruch zueinander, denn jede der beiden wird formuliert, als existiere die andere nicht. In der allgemeinen Relativitätstheorie wird der Granular- (Wellen-, Teilchen-) Aspekt nicht berücksichtigt, den die Quantenmechanik hervorhebt, die ihrerseits formuliert wurde, als wenn der Raum flach wäre.

Dies hält Rovelli für unzureichend: Man müsse einen begrifflichen Rahmen finden, der den Widerspruch in den Schlussfolgerungen der beiden Theorien auflöst. Das ist Gegenstand seiner Arbeit.

Da sich der Raum Einstein zufolge in Bewegung befindet und da der Quantenmechanik zufolge alles, was sich bewegt, granular (körnig) ist, könne angenommen werden, dass der Raum selbst eine granulare Struktur hat. Man brauche also eine Theorie, die die Natur der „Körnchen“ erklärt, aus denen der Raum besteht. Auf diesem theoretischen Ansatz beruht Rovellis Schleifenquantengravitation (LQG: Loop Quantum Gravity). Der Physiker hat Gleichungen aufgestellt, die beschreiben, wie sich diese Körnchen bewegen, wie sie miteinander verbunden sind. Anhand dieses Basismaterials hat Rovelli sogar den Raum-Zeit-Zusammenhang beschrieben.


Die Entwicklung der Begriffe Raum und Zeit
Die Begriffe Raum und Zeit haben sich stets weiterentwickelt! Wir stellen uns den Raum als Schachtel vor, in der sich die Dinge befinden, und wir glauben, diese Vorstellung sei natürlich. In Wirklichkeit aber stammt sie von Newton. Vor ihm, von den Alten Griechen bis zu Descartes, herrschte eine ganz andere Auffassung vom Raum vor: Man glaubte, es gebe keinen von den Gegenständen unabhängigen Raum. Aristoteles wie Descartes definierten den Raum als eine Struktur, die die Gegenstände untereinander organisiert, als eine Beziehung zwischen den die Wirklichkeit bildenden Gegenständen. Newton lehnte dieses Konzept mit dem Argument ab, dass der Raum auch ohne die Gegenstände, die Materie, existiere. Unsere Vorstellung unterliegt einem steten Wandel.

Was geschah im 20. Jahrhundert? Man kehrte gewissermaßen zu einem vor-newtonschen Raumbegriff zurück. Einstein vertrat den Gedanken, dass bei Wegfall des Gravitationsfeldes, das heißt des Raumes, nichts übrig bleibe. Der Raum wurde abermals als die Gesamtheit der Gegenstände, Teilchen oder Felder angesehen.

Da Raum und Zeit in besonderem Maße Gegenstand philosophischer Betrachtung sind, kann man sich fragen, welche Rolle die Wissenschaftsphilosophie bei der Entwicklung der Grundbegriffe der Wissenschaften spielt. Carlo Rovelli hält die Trennung zwischen den Disziplinen für zu stark und für schädlich. Lange Zeit waren Wissenschaft und Philosophie eng benachbarte Gebiete, und trotz ihrer unterschiedlichen Methoden gab es einen ununterbrochenen Austausch. Doch in den 1930er-Jahren brach der Dialog zwischen den Grundlagenwissenschaften und der Philosophie ab. Der Hauptgrund war, dass die Wissenschaft nach der konzeptuellen Revolution zu Anfang des Jahrhunderts den Akzent darauf legte, die theoretischen Entdeckungen anzuwenden. Die Physik wurde pragmatischer und schüttelte die Philosophie ab, nachdem ihr theoretischer Rahmen festgelegt war.

Heute, rund 60 Jahre danach, ist die rein anwendungsorientierte Physik passé. Jetzt beschäftigt man sich wieder mit Grundlagenphysik, und die Debatte um die Begriffe Zeit und Raum ist wieder eröffnet. Es geht darum, eine neue Vorstellung von der Welt zu entwickeln, und dafür ist ein philosophischer Ansatz unentbehrlich, denn gerade die Philosophen verfügen über die geforderte Präzision des Denkens und können den Wissenschaftlern die von ihnen benötigten Neuerungen bringen.

Die Philosophie ihrerseits beginnt sich wieder für die Grundlagenwissenschaften zu interessieren. Die positivistische Illusion einer unfehlbaren und allmächtigen Wissenschaft, die angeblich den Fortschritt bringt, ist zerstört. Die Philosophen mussten einräumen, dass sich Newton geirrt hatte, dass seine Beschreibung des Raumes nicht definitiv war. Dies veranlasste sie, sich kritisch mit dem Wahrheitsbegriff und mit der wissenschaftlichen Praxis auseinander zu setzen. Es entstand ein neuer Wissenschaftsbegriff, zu dem sich Carlo Rovelli bekennt: Die Wissenschaft ist keine Summe absoluter Wahrheiten, sondern der Prozess, bei dem versucht wird, die Welt im Lichte des gesamten vorhandenen Wissens so wirkungsvoll wie möglich zu beschreiben. Merkmal der Wissenschaft ist ihre Fähigkeit, ihre eigenen Schlussfolgerungen ständig in Frage zu stellen. In diesem Sinne sind die wissenschaftlichen Wahrheiten immer vorläufig, sie stehen für eine Weltauffassung, die selbst einer bestimmten Epoche entspricht. Die Grundlage der Wissenschaft ist nicht die Gewissheit, sondern im Gegenteil die Ungewissheit, das Bewusstsein darüber, dass man sich immer irrt, in Unwissenheit lebt und bereit sein muss, von bestimmten Ideen Abschied zu nehmen. Häufig hängt man Ideen an, die eigentlich verworfen werden müssten und hemmt damit den wissenschaftlichen Fortschritt.

Carlo Rovelli erachtet diese wissenschaftsphilosophischen Überlegungen als notwendig und sinnvoll für Wissenschaftler, die wie er, ihr Denkgebäude erneuern müssen. Sehr nützlich war ihm dabei sein Dialog mit den Wissenschaftsphilosophen von Pittsburgh. Um Fortschritte zu erzielen, braucht die Wissenschaft die Philosophie, und die Philosophie ihrerseits muss die Wissenschaft zur Kenntnis nehmen, wenn sie nicht von dem riesigen Wissen abgeschnitten sein will, das unsere Zivilisation ausmacht.

Für Carlo Rovelli müssen erkenntnistheoretische Überlegungen die wissenschaftliche Praxis begleiten und nicht bloß im Nachhinein die Arbeit rekonstruieren, die zu den Entdeckungen führt. Jeder Wissenschaftler sollte sich der methodologischen und erkenntnistheoretischen Voraussetzungen bewusst sein, von denen er ausgeht. Rovelli hält einen großen Teil der gegenwärtigen theoretischen Physik für falsch, da diese unter dem Einfluss einer sehr verbreiteten Wissenschaftsphilosophie stehe, die besagt, dass jede Theorie, die etwas Neues erfindet, von einer generellen Änderung der Vorstellung von der Welt ausgeht. Dies sei ein Beispiel für schlechte Wissenschaftsphilosophie mit negativen Auswirkungen auf die wissenschaftliche Forschung, denn sie lege tendenziell Hypothesen zugrunde, die den derzeitigen Wissenstand nicht berücksichtigen. Das Wissen schreite auf der Grundlage des bereits Bekannten voran. Bei tieferem Ausloten der Quantenmechanik und der allgemeinen Relativitätstheorie fände man eine Möglichkeit, beide Lehren zusammenzuführen. Auch Kopernikus sei nicht eines Morgens aufgewacht und habe gesagt: „Die Erde ist nicht der Mittelpunkt der Welt, sondern die Sonne“. Stattdessen habe ihn das gründliche Studium der Lehre des Ptolemäus darauf gebracht, den Standpunkt zu wechseln und so eine schlüssigere Erklärung zu finden.

Die Ideen fallen also nicht vom Himmel, und die Wissenschaftler brauchten eine solide philosophische Bildung. Natürlich sei ein Wissenschaftler kein Philosoph und umgekehrt, aber beide müssten von Berufs wegen miteinander sprechen.


Über den „Widerstand“ gegen Neues in der Wissenschaft
Den im Allgemeinen von Psychoanalyse und Psychologie angewandten Begriff des „Widerstands“ von Individuum oder Gesellschaft gegen Neues wendet Rovelli auf das Widerstreben gegenüber innovativen wissenschaftlichen Diskursen an.
Für Rovelli ist der wissenschaftliche Diskurs per se subversiv: In jedem Zusammenschluss von Menschen findet man einerseits eine konservative Tendenz, die der Bewahrung der vorhandenen Strukturen und der Chaosvermeidung dient, und andererseits eine notwendige innovative Tendenz, ohne die wir heute noch die Pharaonen verehren würden. Beide Tendenzen finden sich auch in der Wissenschaft, die aber allein durch ihre Erneuerungskraft existiert. Die Wissenschaft setzt sich kritisch und zweifelnd mit Glaubensvorstellungen auseinander. Jedes Mal, wenn ein Wissenschaftler eine sehr von der herrschenden Weltbeschreibung abweichende Variante durchsetzen will, stößt er auf einen Widerstandsmechanismus, auf die Angst vor Neuem. Zunächst ist es schwer vorstellbar, dass die Erde rund ist oder dass wir gemeinsame Vorfahren mit dem Marienkäfer haben.

Der Widerstand kommt immer von denen, die Angst vor dem Neuen haben oder meinen, sie seien im Besitz der – ohnehin bekannten - Wahrheit. Dieser uralte Konflikt ist keineswegs beendet. Die Wissenschaft reibt sich weiterhin am Konservatismus und dessen Machtposition, denn „Wissen ist Macht“, wie bereits die Griechen erkannten: Wer also das Wissen in Frage stellt, stellt auch den in Frage, der es besitzt. Daher rühren alle Schwierigkeiten der Wissenschaft mit der Kirche, glaubt doch die Kirche, ein absolutes Wissen zu besitzen. Der Gedanke eines absoluten Wissens steht jedoch im Widerspruch zur wissenschaftlichen Wahrheitssuche als Erkenntnisprozess. In vielen Ländern wurde der Konflikt zwischen Wissenschaft und Religion stark wiederbelebt, z.B. in den USA, wo Darwins Evolutionstheorie in einigen Bundesstaaten nicht gelehrt werden darf. Auch Frankreich ist nicht völlig von dieser anti-szientistischen Welle verschont geblieben.

Rovelli hält diese Tendenz für gefährlich und unbegründet, denn sie schreibt einer Wissenschaft die Schuld zu, die sich oft irrte und in der Tat anmaßend war, die aber der Vergangenheit angehört und nicht mehr der gegenwärtigen Praxis entspricht.

Die Wissenschaft wird oft vom Standpunkt des absoluten Relativismus angegriffen, der von der Feststellung ausgeht, alle Theorien würden sich verändern und seien in diesem Sinne falsch, daher könne sich jeder seine eigene Wahrheit aussuchen, und alle Wahrheiten seien gleichwertig. Zu einer solchen Auffassung steht das wissenschaftliche Denken in diametralem Gegensatz. Keine Wahrheit ist absolut, alles kann zur Diskussion gestellt werden, aber gerade nach einer solchen Diskussion gelangen vernünftige Menschen erfahrungsgemäß zu einer Einigung. Nicht alle Schlussfolgerungen sind gleichwertig, und wenn die Protagonisten des Dialogs wirklich Klarheit anstreben, dann finden sie diese auch. Das ist die Stärke der Wissenschaft, was sich auch daran zeigt, dass alle großen wissenschaftlichen Debatten letztendlich entschieden worden sind. In diesem Sinne muss man an eine Welt glauben, in der Dialog wichtiger ist als Machtbesitz.


Wissenschaft und Fortschritt
Stellen sich die Wissenschaftler Fragen über den Sinn ihrer Tätigkeit? Ist das überhaupt ihre Sache? Kann man weiterhin davon ausgehen, dass die Wissenschaft Fortschritt bringt? Darauf antwortet Carlo Rovelli, am Anfang der wissenschaftlichen Arbeit stünden keinerlei Nützlichkeitserwägungen, sondern die Neugier und der Wunsch, etwas über die Welt zu erfahren. Die Wissenschaft dürfe nie auf Wissenserwerb und Problemlösung beschränkt werden. Es gehe darum, die Gemeinsamkeiten von Wissenschaft und Kunst, Einsteins und Schuberts Weg zur Vollendung ihres Werkes herauszufinden, denn dem menschlichen Geist gehe es immer darum, die Welt um ihn herum zu begreifen. Immer könne man dabei Schönheit und Wissen entdecken. Der Unterricht müsse die Wissenschaft wieder in diesen allgemeineren Zusammenhang der menschlichen Tätigkeiten, neben Kunst, Politik usw. stellen. Damit werde man dem Sinn wissenschaftlicher Tätigkeit besser eher gerecht.

Carlo Rovelli hält die naive Vorstellung, die Wissenschaft ermögliche der Menschheit einen geradlinigen Fortschritt, für überholt. Trotz der wissenschaftlichen Vorstöße herrschten weiter Barbarei, Armut und Ungerechtigkeit. Dennoch habe die Wissenschaft eine ausschlaggebende Rolle für das Leben des modernen Menschen gespielt und immerhin einige materielle Verbesserungen verschafft. So sterbe man nicht mehr mit dreißig Jahren, und die Menschheit bestehe nicht mehr überwiegend aus armen Bauern, die allen möglichen Krankheiten ausgesetzt sind.

Der eigentliche Fortschritt, den die Wissenschaften gebracht hätten, sei aber mehr in unserer Lernfähigkeit selbst als in unseren technischen Leistungen zu suchen. Die Wissenschaft müsse uns ermöglichen, uns selbst zu verstehen, sie müsse uns dazu anregen, aus unserer Geschichte zu lernen. Sie sei weder allmächtig noch Ursache allen Übels, sondern vor allem die Tätigkeit, die uns zu dem gemacht habe, was wir sind.


Wissenschaft und Demokratie
Die Wissenschaft entstand in Griechenland, in einer Zivilisation, in der die Menschen begannen, sich Fragen über die physische Welt zu stellen und rationale Antworten zu suchen, Antworten, die auch wieder in Zweifel gezogen und durch bessere Fragen ersetzt werden konnten. Dieser Diskussionsvorgang begann vor 2 600 Jahren zur Zeit Anaximanders. Was war das Besondere an Griechenland? Hoch entwickelte Kulturen hatte es schon vorher gegeben, zum Beispiel bei den Ägyptern. Die griechische Gesellschaft jedoch organisierte sich auf völlig neue Weise. Während die anderen Gesellschaften pyramidal aufgebaut waren, war die griechische Welt in verschiedene, unabhängige Stadtstaaten aufgeteilt, innerhalb derer die Macht zwischen den Bürgern ständig neu verhandelt wurde und nicht in den Händen eines allmächtigen Königs lag. Das war eine diskutierfreudige Gesellschaft, in der die Macht dem zukam, der fähig war, die anderen zu überzeugen. Das ist das Ziel der Demokratie und gleichzeitig der Beginn der Wissenschaft. Beide fallen zusammen. Anaximander stellte die Schlussfolgerungen seines Lehrers Thales in Frage, wie seine eigenen Schüler später die seinen.

Dieses weise Prinzip leitet auch heute die Wissenschaft: Die Wahrheit findet sich nicht in Büchern, und die beste Entscheidung trifft nicht ein einzelner, sondern sie entspringt der kollektiven Diskussion. Jeder muss sprechen dürfen, alle Ideen müssen berücksichtigt und alle Argumente geprüft können. Wissenschaft ist eng mit Toleranz und Achtung der Argumente, auch der gegnerischen, verbunden. Doch diese Vorstellung von Wissenschaft, diese Wertschätzung des Dialogs, können durchaus nicht allgemein vorausgesetzt werden. Diesen Geist der Toleranz mahnt Carlo Rovelli für unsere Epoche an.

Interview: Susanna Lotz