Ich erdichte keine Hypothesen: Die Wissenschaft stellt Gesetze auf, nicht letzte Ursachen

„Hypotheses non fingo“

Isaac Newton 1643 · 1727Physiker und Mathematiker, der die Mechanik auf eine absolute, wahre und mathematische Zeit und einen ebensolchen Raum gründet.

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Was es behauptet

Die Wissenschaft stellt also mit Gewissheit fest, dass die Gravitation existiert und nach Gesetzen wirkt, die die Bewegungen der Himmelskörper und des Meeres erklären, aber die Ursache dieser Kraft liegt jenseits dessen, was sie feststellen kann. „Es genügt uns, dass die Gravitation wirklich existiert und nach den Gesetzen wirkt, die wir dargelegt haben.“

Warum

Es wurde gezeigt, dass die Gravitation existiert und Gesetzen folgt; ihre Ursache wurde nicht aus den Phänomenen abgeleitet, daher bleibt sie außerhalb der Wissenschaft.

Dieselbe Idee im Lauf der Geschichte

Francis Bacon1620Bacon fordert bereits, stufenweise von den Tatsachen zu den Prinzipien aufzusteigen, statt zuerst allgemeine Ursachen zu erfinden.

Isaac Newton1713Im Allgemeinen Scholium weigert sich Newton, eine Hypothese über die Ursache der Gravitation vorzubringen: Was nicht aus den Phänomenen abgeleitet wird, hat in der experimentellen Philosophie keinen Platz.

Isaac Newton1693In seinem Brief an Bentley stellt Newton klar, dass er nicht gesagt hat, die Gravitation sei der Materie angeboren: Sie müsse eine Ursache haben, die nach Gesetzen wirkt, und er überlässt es seinen Lesern zu beurteilen, ob dieses Agens materiell ist oder nicht.

Pierre Duhem1906Duhem zeigt, dass Newtons Methode keine reine Induktion ist: Ein Gesetz wird nie allein aus Tatsachen gewonnen.

Kurz gesagt

„Ich erdichte keine Hypothesen: Die Wissenschaft stellt Gesetze auf, nicht letzte Ursachen“ ist ein Argument von Isaac Newton (Principia, 2. Aufl. (1713), Allgemeines Scholium; Brief an Bentley (1693), 1713) zur Frage „Kann die Wissenschaft alles erklären?“ (Antwort: wahr, aber nicht alles). Seine These: Die Wissenschaft stellt also mit Gewissheit fest, dass die Gravitation existiert und nach Gesetzen wirkt, die die Bewegungen der Himmelskörper und des Meeres erklären, aber die Ursache dieser Kraft liegt jenseits dessen, was sie feststellen kann. „Es genügt uns, dass die Gravitation wirklich existiert und nach den Gesetzen wirkt, die wir dargelegt haben.“. Laut der Logikprüfung von AskPhilosophy (Z3-Solver) ist das Argument nur gültig, wenn man eine Prämisse zugesteht, die der Autor nicht ausdrücklich formuliert (P4). AskPhilosophy präsentiert 3 Einwände, davon 3 mit einer dokumentierten Erwiderung, sowie den Originaltext hinter jeder Prämisse, Wort für Wort geprüft.

Principia, 2. Aufl. (1713), Allgemeines Scholium; Brief an Bentley (1693)

Gültig mit impliziter Prämisse

Newton hat soeben die Gezeiten, die Planetenbahnen und den Fall der Steine mit einer einzigen Kraft erklärt, der Gravitation. Was bringt sie hervor? Er gesteht, es nicht zu wissen, und macht daraus ein Prinzip: Er wird keine Hypothesen aufstellen. Was sich aus den Phänomenen ableiten lässt, wird behauptet; was sich nicht daraus ableiten lässt, wird nicht erfunden. Für Newton liefert die Wissenschaft sichere Wahrheiten darüber, wie sich die Dinge verhalten, aber sie hält vor der Frage nach dem letzten Warum inne.

klicke auf eine Prämisse, um sie zurückzuweisen

Wenn du alle Prämissen akzeptierst, zwingt dich die Logik dazu, auch die Konklusion zu akzeptieren. Die Debatte dreht sich also um die Prämissen.

Von einem Logik-Solver geprüft: Es ist unmöglich, dass alle Prämissen wahr und die Konklusion falsch sind.
Ohne die implizite Prämisse: Ohne P4 könnte man alles Übrige akzeptieren und sagen: Auch Newtons Gesetze sind Rechenwerkzeuge, keine Wahrheiten. Dann würde die Wissenschaft nichts Wahres feststellen, weder über die Ursache noch über die Gesetze.

Das Argument ist gültig. P1 besagt, dass die Ursache nicht aus den Phänomenen abgeleitet wurde; P2 macht sie zu einer Hypothese, die in der Wissenschaft keinen Platz hat; P3 besagt, dass die Gesetze dagegen abgeleitet werden; P4 (verborgen) besagt, dass das, was so abgeleitet wird, wirklich gesichert ist. Die Schlussfolgerung ergibt sich: wahre Gesetze, eine Ursache außer Reichweite.

Analogie. Ein Arzt stellt fest, dass ein Medikament in allen beobachteten Fällen das Fieber senkt. Er kann dies behaupten und die genaue Dosis verschreiben. Warum wirkt es? Solange dies nicht beobachtet wurde, erfindet er es nicht. Newton verfährt mit der Gravitation ebenso.

Einwände

Jeder Einwand ist ein Gespräch: Klicke, um zu sehen, wer erwidert und wo die Debatte steht.

Gottfried Wilhelm Leibniz 1716 · greift Prämisse 4 an

Leibniz urteilt, dass eine Kraft, die über eine Distanz wirkt, ohne dass etwas sie erklärt, kein wahres Gesetz ist, sondern eine „verborgene Qualität“ (qualitas occulta) oder ein beständiges Wunder. Für ihn ist eine Regelmäßigkeit nur dann natürlich, wenn sie sich aus der Natur der Dinge erklären lässt: Ohne Ursache ist Newtons Gesetz noch nicht erkannt.

ein Verteidiger erwidert

Samuel Clarke Verteidiger des Arguments · 1716

Clarke entgegnet, dass eine offenkundige Qualität nicht deshalb „verborgen“ ist, weil ihre unmittelbare Ursache unbekannt ist: Das Phänomen selbst, die Anziehung, ist durch Beobachtung und Experiment gesichert, und ihre Gesetze sind bekannt. Sollte jemand sie eines Tages durch einen Mechanismus erklären, wird man ihm dafür danken; bis dahin wäre es ein seltsamer Schluss, die Tatsache zu leugnen, weil man ihre Ursache nicht kennt.

Wo die Debatte steht (unsere Zusammenfassung)Der Streit betrifft die Frage, was als Wissen gilt. Für Leibniz heißt verstehen, aus der Natur der Dinge zu erklären. Für Clarke und Newton ist ein durch Experiment gesichertes Gesetz bereits Erkenntnis. Die Physik folgte Newton zwei Jahrhunderte lang; die Allgemeine Relativitätstheorie (1915) bot dann eine geometrische Erklärung der Gravitation, die ihrerseits Fragen offenlässt.

Pierre Duhem 1906 · greift Prämisse 3 an

Duhem vertritt die Auffassung, dass das Gravitationsgesetz nicht durch Induktion aus den Phänomenen gewonnen wird: Es widerspricht sogar den Keplerschen Gesetzen, von denen es auszugehen vorgibt. Wenn Newtons Theorie exakt ist, sind diese Gesetze falsch. Sie besteht also durch die Übereinstimmung der gesamten Theorie mit der Beobachtung, nicht durch reine Deduktion.

ein Verteidiger erwidert

William Harper Verteidiger des Arguments · 2011

Harper vertritt die Auffassung, dass Newton nicht naiv induziert. Seine „Deduktion aus den Phänomenen“ ist eine Methode sukzessiver Approximationen: Setzt man die Theorie voraus, so liefert die Abweichung zwischen den beobachteten Bahnen und dem Keplerschen Gesetz neue Messungen, die ihrerseits zu Belegen für das Gesetz werden. Das ist also kein Zirkel, sondern eine Weise, Daten in Belege zu verwandeln.

Wo die Debatte steht (unsere Zusammenfassung)Duhem hat in einem Punkt recht, den nur wenige bestreiten: Die Keplerschen Gesetze sind nur näherungsweise gültig, und Newtons Theorie korrigiert sie. Der Streit betrifft die Natur der Methode: Für Duhem wird die Theorie als Ganzes, als System, bestätigt; für Harper ermöglicht die newtonsche Methode stärkere Belege, als Duhem zugesteht.

Pierre-Simon de Laplace 1814 · greift die Schlussfolgerung an

Laplace stellt sich eine Intelligenz vor, die alle Kräfte der Natur und die Lage aller Wesen kennen würde: Sie würde in derselben Formel die Bewegungen der Himmelskörper und die des leichtesten Atoms umfassen, und nichts wäre für sie ungewiss. Er fügt hinzu, dass der menschliche Geist sich durch seine Entdeckungen in der Mechanik und Geometrie, verbunden mit der allgemeinen Gravitation, dieser Intelligenz beständig nähert, von der er jedoch stets unendlich weit entfernt bleiben wird. Unsere Lesart: Für Laplace entzieht sich prinzipiell nichts in der Natur den Gesetzen, die die Wissenschaft sucht; die Grenze, die Newton setzt, wäre eine faktische, keine prinzipielle Grenze.

ein Verteidiger erwidert

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Emil du Bois-Reymond Verteidiger des Arguments · 1872

Du Bois-Reymond greift Laplaces Bild des allwissenden Geistes auf, um Grenzen zu setzen: Die Naturwissenschaft werde niemals das Wesen von Materie und Kraft erklären können, noch wie Bewusstsein aus Materie entsteht. Seine Formel „ignoramus et ignorabimus“, wir wissen es nicht und wir werden es nicht wissen, nährte eine lange Debatte.

Wo die Debatte steht (unsere Zusammenfassung)Ein offener Punkt. Laplaces Programm hat sich glänzend entfaltet (Relativitätstheorie, Quantenmechanik), ist aber auf Grenzen gestoßen, die es nicht erwartet hatte. Ob bei Fragen wie dem Ursprung der Gesetze oder dem Bewusstsein von einer faktischen oder einer prinzipiellen Grenze zu sprechen ist, bleibt umstritten.