Betr.: Wahrscheinlichkeit der Sternentstehung
Beitrag des Monats: Juni 1998
von Nathan Urban 

In einem Beitrag <358e10ff.0@139.134.5.33>, "Robert Crew" schrieb:


> Meine Entschuldigung für die Unbestimmtheit der Quellen, ich hatte sie zum
> Zeitpunkt nicht griffbereit. Während ich einräume, dass dies nur *Theorien* sind,
> und von einigen bestritten werden, werden sie von anderen vertreten, und ich
> finde sie faszinierend.


> 'Entweder wurde das Universum speziell für uns von einem Schöpfer entworfen oder
> es gibt eine Fülle von Universen – ein "Multiversum"... [Max] Tegmark und Martin
> Rees vom Astronomie-Institut in Cambridge haben festgestellt, dass Sterne und
> Galaxien nicht hätten entstehen können, wenn die ursprüngliche Klumpigkeit
> der Materie, die nach dem Urknall entstand, etwas anders gewesen wäre
> (This Week, 29. November 1997, S. 11). Und Tegmark hat festgestellt, dass
> nur bei drei Raumdimensionen und einer Zeitdimension Physik gleichzeitig
> ausreichend vorhersagbar und hinreichend komplex ist für die Evolution des
> Lebens und dabei stabile Strukturen wie Atome und Planeten hervorbringt
> (This Week, 13. September 1997, S. 11): "Wo immer Physiker schauen,
> sehen sie Beispiele für Feinabstimmung", sagt Rees.'

Ich glaube, ich habe dieses Zitat schon einmal gesehen. Creationisten nutzen es gerne, um ihre Behauptungen zu stützen. Es ist immer amüsant, so etwas zu sehen, weil man immer irgendeine Autorität finden kann, die der eigenen Sichtweise zustimmt, und sie rückhaltlos zitieren kann. Ist selektives Zitieren und argumentum ad verecundiam nicht amüsant? (Insbesondere wenn der Kontext auch noch ausgelassen wird, wie Creationisten es gerne tun. Soweit ich weiß, glauben Tegmark und Rees nicht daran, dass diese Feinabstimmung auf Intelligent Design zurückgeht, im Widerspruch zu dem, was dieses Zitat nahelegt. Es könnte die Schuld des Journalisten sein, aber es ist nicht wirklich fair, jemanden zu zitieren, ohne auch seine Erläuterung des zitierten Materials wiederzugeben. Ist der erste Satz ein Zitat von Tegmark oder Rees, oder ist es der Titel oder die Einleitung des Artikels des Journalisten? Man kann hoffen, dass professionelle Physiker besser wissen, wie man nicht eine so abwegige Behauptung macht. Ich bin mir auch nicht sicher, warum die zitierten Ergebnisse 1997 nachrichtenwürdig waren; ähnliche Resultate waren schon seit einiger Zeit bekannt.)

Wie dem auch sei, die Existenz von „Feinabstimmung“ im Universum (im Sinne davon, dass verschiedene Parameter eng auf die Entstehung von Leben ausgeglichen sind) ist in der Physikgemeinschaft, bei Theisten wie Nicht-Theisten, gut bekannt. Aber sicher ist Ihnen bewusst, dass ein gewaltiger Unterschied besteht zwischen „Feinabstimmung“ und „Intelligent Design“ und dass letzteres logisch nicht aus ersterem folgt? Und die Behauptung „entweder wurde das Universum speziell für uns von einem Schöpfer entworfen, oder es gibt eine Fülle von Universen“ ist eindeutig eine falsche Dichotomie – es gibt andere Möglichkeiten, vielleicht wahrscheinlicher als diese beiden.

Es ist klar, die Parameter sind „feinabgestimmt“, um Leben zu erzeugen, aber wer sagt, dass die Parameter zu Beginn überhaupt irgendeine anderen Werte haben könnten? Wenn man behauptet, es sei „unwahrscheinlich“, dass ein solches Universum hätte entstehen können, setzt man voraus, dass das Universum auf andere Weise hätten entstehen können, aber wir haben überhaupt keine Information darüber, wie dies, falls überhaupt, passiert sein könnte. Es könnte ein Naturgesetz sein, das die Konstanten auf genau die Werte festlegt, die sie haben, soweit wir wissen! Und wir wissen es nicht, also sollten wir nicht so tun, als wüssten wir es. (Creationisten gehen stillschweigend immer davon aus, dass sie jeden beliebigen Wert annehmen könnten, obwohl wir in der Sache weder das eine noch das andere wissen. Es ist immer gefährlich, Dinge anzunehmen, die man gar nicht wissen kann.) Es ist sicher falsch, anzunehmen, die Parameter könnten beliebige unabhängige Werte annehmen; einige von ihnen sind wahrscheinlich miteinander verknüpft, und die restlichen können möglicherweise nicht irgendeinen realen Wert von minus unendlich bis plus unendlich mit gleicher Wahrscheinlichkeit annehmen.

(Zum Beispiel wurden vor der maxwellschen Elektrodynamik die Permittivität des Vakuums, die Permeabilität des Vakuums und die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts im Vakuum alle für unabhängige Konstanten gehalten; mit der Vereinigung von Elektrizität und Magnetismus wurde jedoch gezeigt, dass sie zusammenhängen; man kann nicht alle drei unabhängig voneinander variieren. Weitere Vereinigungen in der Physik können zu noch weniger freien Parametern führen.)

Dasselbe gilt für die Physikgesetze selbst. Wer sagt, dass es überhaupt möglich wäre, dass das Universum in einer anderen Dimensionenzahl als vier existiert? Es ist sehr wahrscheinlich, dass es nicht möglich ist; es gibt viele mathematisch eindeutige Eigenschaften der vier Dimensionen, und genau dieselben Naturgesetze existieren überhaupt nicht für eine andere Zahl – sie lassen sich möglicherweise nicht auf beliebige Dimensionen verallgemeinern. Es wäre daher unsinnig zu sagen, das Universum sei auf vier Dimensionen „feinabgestimmt“, da es nicht auf andere Weise sein könnte.

Zweitens: Selbst wenn die Parameter tatsächlich feinabgestimmt wären, wer sagt, dass der „Feinabstimmer“ intelligent ist? Das Universum könnte sich selbst feinabstimmen. Selbstorganisierte kritische Systeme sind dazu fähig, die Feinabstimmung allein anhand einer einfachen Menge physikalischer Gesetze vorzunehmen – wodurch es wahrscheinlich ist, dass die Parameter genau so „feinabgestimmt“ sind, wie wir sie sehen.

Lee Smolin versucht, eine solche Theorie zu überprüfen, die er „kosmologische natürliche Selektion“ nennt. (Das ist eine echte, falsifizierbare physikalische Theorie. Zur Stützung mancher ihrer Grundannahmen wäre Quanten­gravitation erforderlich, aber nicht zur Stützung ihrer Vorhersagen. Bisher hat sie die auf sie angewandten Tests bestanden, was jedoch nicht mit Sicherheit als abschließend gelten kann.) Kosmologische natürliche Selektion macht Vorhersagen – beispielsweise sagt sie voraus, dass wir mit hoher Wahrscheinlichkeit Universen mit Sternen erwarten sollten. Und Nielsens Theorie der Zufallsdynamik hat gezeigt, dass, wenn man annimmt, dass das Universum am kritischen Punkt eines Phasenübergangs ausbalanciert ist, es kaum eine Rolle spielt, wie die Physikgesetze auf Planck-Skala sind (man braucht nur einige zusätzliche, ziemlich allgemeine Annahmen); sie führen notwendig zu beobachtbarer Makrophysik in vielerlei Hinsicht (z. B. eine Eichfeldtheorie eines 4D-Zeit-Raum‑Kontinuums, das der Quantenmechanik gehorcht), selbst wenn man die Gesetze zufällig wählt. (Obwohl es noch immer viele Dinge gibt, die die Zufallsdynamik derzeit nicht erklären kann.) usw. Auf Intelligent Design zu rekurrieren, um eine „Feinabstimmung“ zu erklären, ist kaum eine Notwendigkeit.

Zu behaupten, die „Feinabstimmung“ der Parameter des Universums erfordere Intelligent Design, ist genauso fehlerhaft wie zu behaupten, die „Feinabstimmung“ biologischer Strukturen erfordere Intelligent Design; natürliche Selektion und Evolution erlauben es solchen Strukturen, sich auf natürliche Weise durch dynamische Naturgesetze selbst zu organisieren. (Natürlich setzt dieses Argument bei der Anwendung auf das Universum voraus, dass es für die Parameter des Universums möglich ist, sich zu verändern. Solche „dynamisch erzeugten“ Gesetze sind sicher möglich, und es gibt verschiedene Theorien, die sie einschließen, aber sie sind experimentell nicht bestätigt – obwohl deren Konsequenzen getestet werden können, wie es Smolin tut.)

Natürlich sind die von mir genannten Theorien noch recht spekulativ, aber sie zeigen eindeutig, dass Intelligent Design keine logische Notwendigkeit ist. (Und sie erfordern auch kein „Multiversum“ oder eine „Multitude of Universes“.) Und selbst wenn Sie ein Verfahren gefunden hätten, mit dem man beweisen könnte, dass Intelligent Design die wahrscheinlichste Erklärung (nicht wirklich wahrscheinlich) für die Parameter des Universums ist, heißt das noch nicht, dass der Designer es absichtlich auf uns abgesehen haben muss – vielleicht wurde das Universum speziell darauf ausgelegt, wielerartige Affen oder Venusian tree smoots hervorzubringen, und der Mensch ist nur ein Nebenprodukt. (Ich glaube, es gibt ein berühmtes Zitat, das darauf hinweist, dass die Evidenz auf der Grundlage ihrer Zahlen und der für sie passenden Bedingungen auf der Erde dafür spricht, dass Gott die Erde für Kakerlaken erschaffen habe. Die Bedingungen hier sind für sie sicherlich günstiger als für uns; wir sind durch natürliche Selektion so angepasst, dass wir nur in einem vergleichsweise engen Bereich natürlich überleben können.) Oder vielleicht wurde das Universum nur dafür „wahrscheinlich“ gemacht, Leben entstehen zu lassen, und Menschen wurden nicht speziell dafür entworfen.

Und übrigens bedeutet das nicht, dass dieser Designer allmächtig sein muss (obwohl er es in diesem Universum vielleicht könnte), allwissend, ewig, gütig, persönlich, direkt in menschliche Angelegenheiten eingreifend oder irgendwie mit dem Christentumgott verwandt wäre. Soweit wir wissen, könnte der Designer Bhrama, Allah, der Buddha, Satan, das IPU, Königin Maeve, Richard Simmons oder ein außer-dimensionales jugendliches Alien sein (für sein Wissenschaftsprojekt „Eine Computersimulation intelligenten Lebens und eine Untersuchung ihrer Entstehungsglaubens“) – leider ohne Gewinn, da die Richter meinten, das „Religion“-Thema in seinem Bericht über die Einheimischen sei zu absurd, um in einer wirklichen Simulation eines physikalischen Systems zu entstehen; leider greifen auch außer-dimensionale Wesen ab und zu zu wenig plausiblen Erfindungen, um ein ansonsten langweiliges Projekt aufzupeppen.) Der klassische Satz „entweder entstand das Universum natürlich, oder es ging vom christlichen Gott aus“ ist bei Creationisten weit verbreitet.

Drittens, selbst wenn dieses Universum wirklich extrem unwahrscheinlich ist, na und? Nach dem anthropischen Prinzip wäre bei einem anderen Verlauf niemand hier, der darüber nachdenkt. Dass die Konstanten so sind, wie sie sind, ist eine notwendige Bedingung für unsere Existenz; wenn nur eines von einer Billion Universen Leben hervorbringt, gäbe es dann 999.999.999.999 leere Universen und eines mit Wesen, die sagen „Wow, was für ein Zufall!“, obwohl es rein vollkommen zufällig gewesen wäre.

Es ist sinnlos zu sagen, wie oft argumentiert, „ja, aber Intelligent Design ist eine wahrscheinlichere Hypothese als eine Chance von eins zu einer Billion, dass die Parameter zufällig so herauskommen“, da Sie keine Möglichkeit haben, diesem eine Wahrscheinlichkeit zuzuordnen. Soweit wir wissen, beträgt die Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein eines intelligenten Designers eine Googol zu eins. (Man könnte versuchen zu argumentieren, dass die Zahl der Menschen, die irgendeiner religiösen Form glauben, auf dessen hohe Wahrscheinlichkeit hinweist, aber es gibt keine nachweisbare Korrelation zwischen dieser Zahl und der numerischen Wahrscheinlichkeit dafür, dass diese Hypothese wahr ist.) Und selbst wenn wir Grund hätten zu glauben, dass ein Intelligent Design wahrscheinlicher war, bedeutet das immer noch nicht, dass es wahr ist – es sei denn, die Wahrscheinlichkeit beträgt 1.

Darüber hinaus legt die aktuelle kosmologische Evidenz nahe, dass das Universum räumlich unendlich ist. Das bedeutet, dass wenn es möglich ist, dass Leben in 15 Milliarden Jahren evolvieren kann, unabhängig wie niedrig die Wahrscheinlichkeit auch ist, es in einem unendlichen Universum fast sicher irgendwo evolvieren wird. (Wieder einmal mit Wesen, die fragen „Wow, was für ein Zufall“, obwohl dies wiederum ein rein zufälliges Ereignis wäre.) Wenn die Viele-Welten-Interpretation der Quantenmechanik zufällig wahr wäre (und wir keine Möglichkeit haben, das zu wissen, sodass ich es nicht als wissenschaftliches Argument vorschlage), existieren alle möglichen Universen, sodass Leben völlig rein zufällig entstehen könnte.

Es ist wie bei zehn Würfen mit einem Würfel und dem Ergebnis 3526525514 zu sagen: „Wow, die Chance war 60 Millionen zu eins, was für ein Zufall!!“. (Und beachten Sie, dass das Würfeln von 6666666666 nicht weniger wahrscheinlich ist; die Wahrscheinlichkeit für 3526525514 ist exakt dieselbe wie für 6666666666.) Wenn man nachträglich eine bestimmte Zahlenfolge als „besonders“ auswählt (wie „6666666666“ oder „Leben entsteht“), dann ist natürlich die betreffende einzelne Folge unwahrscheinlich, aber das bedeutet nicht, dass die Würfel gestreckt waren (d. h. dass hinter der Folge ein Intelligent Design steht). Sie ist genau so wahrscheinlich oder unwahrscheinlich wie alles andere.

Sicher, lebensfremde Universen könnten wahrscheinlicher sein als lebensfreundliche, aber was beweist das? Wir halten lebensfreundliche Universen für besonders, weil wir uns in einem befinden. Jedes einzelne Universum, lebensfähig oder nicht, hat dieselbe intrinsische Wahrscheinlichkeit. Das Argument des „Intelligent Design“ ist stark anthropozentrisch – es funktioniert nur, wenn man annimmt, dass lebensfähige Universen auf irgendeine Weise besonders sind und dass dies die Entstehung dieser Universen beeinflusst.

Zum Beispiel stellen Sie sich vor, zwei Kammern mit zufällig verteilten Gasteilchen werden zusammengeführt, und dann nehmen Sie nach einer langen Zeitspanne in einem Augenblick alle Teilchen aus einer Ecke und färben sie blau, um anzuzeigen, dass diese Konfiguration „besonders“ ist. Dann behaupten Sie, dass die Anfangskonfiguration der Gasteilchen so eingerichtet sein musste, dass alle Teilchen, die Sie später blau gefärbt haben – die sicher fast zufällig in den Anfangsphasen verteilt waren –, sich genau so in jenem späteren Moment tatsächlich in einer Ecke der Kammer endeten. Wenn sie anderweitig eingerichtet gewesen wäre, wenn die anfängliche Verteilung der Gasteilchen in den zwei Kammern nahezu irgendetwas anderes gewesen wäre, wären genau diese Teilchen, die Sie blau markiert haben, zu diesem Zeitpunkt niemals zugleich in dieser Ecke gelandet. Wie groß sind die Chancen dafür, dass genau diese Teilchen alle in jener Ecke zu diesem Zeitpunkt landen? Etwa eine Gazillionein-zu-eins. Also musste die Anfangskonfiguration der Moleküle intelligent entworfen sein, damit diese Teilchen genau zu dieser Zeit dort landet, richtig? Nein. Die Anfangskonfiguration der Moleküle war zufällig.

Genau das ist analog zu dem, was Menschen meinen, wenn sie nahelegen, dass „Feinabstimmung“ Intelligent Design implizieren müsse. Sie bezeichnen nachträglich eine bestimmte Konfiguration des Systems als „besonders“, wie „diese Moleküle in der Ecke“ oder „die Existenz von Leben auf der Erde“, und sagen: „Wow, die Dinge müssen zu Beginn genau so eingerichtet worden sein, damit diese Konfiguration eintritt!“ Tatsächlich ist es nur ein Artefakt unseres Hervorhebens dieser einen Konfiguration als besonders. Es wird noch schlimmer, wenn diese Konfiguration selbstbewusstes Leben hervorbringt – wenn all jene Moleküle in der Ecke durch ihre Wechselwirkungen irgendeine Form bewussten Verhaltens entwickeln, dann könnten einige annehmen, dass die Anfangsverteilung des Gases in der Kammer „feinabgestimmt“ gewesen sei, um genau alle Moleküle zu dieser Zeit in dieser Ecke enden zu lassen.

Als ähnliches Beispiel betrachten Sie dies so: Nehmen wir hypothetisch an, die Parameter des Universums würden rein zufällig durch einen natürlichen physikalischen Prozess bestimmt, ohne dass Intelligent Design beteiligt wäre, etwa durch eine Quantenfluktuation oder etwas Ähnliches. Nehmen wir ferner an, es gibt 10 solche Parameter, die Werte zwischen 1 und 6 annehmen können, wobei jede Permutation gleich wahrscheinlich ist. Und schließlich nehmen wir an, die einzige Parametervariante, die eine Entstehung eines Universums mit intelligentem Leben erlaubt, sei 3526525514, und dass das Universum zufällig genau diese Parametervariante annimmt. Für uns sind diese Parameter eine bedeutungslose und zufällige Folge, nicht wahrscheinlicher oder weniger wahrscheinlich als jede andere. Für sie aber ist sie eine extrem besondere, einzigartige und sehr unwahrscheinlich „feinabgestimmte“ — die Chancen sind schlimmer als 60 Millionen zu eins! — Parametermenge. Aber es wäre falsch, wenn sie daraus schlügen, dass ihr Universum intelligent entworfen war, denn in diesem hypothetischen Beispiel war es das nicht! (Und nochmals: Das erfordert nicht unbedingt ein „Multiversum“.) Welche Konfiguration tatsächlich auftritt, spielt keine Rolle: man kann immer nachträglich sagen, diese Konfiguration sei „ausgewählt worden“, allein weil sie so unwahrscheinlich und weil wir in ihr leben – obwohl sie nicht weniger unwahrscheinlich ist als jede andere!

Und das sind nur ein paar der vielen Widerlegungen der Behauptung „Feinabstimmung impliziert Intelligent Design“ ... (Zum Beispiel haben andere gezeigt, mit welchen objektiven oder wissenschaftlichen Mitteln man nachweisen kann, dass etwas „intelligent entworfen“ und nicht „natürlich entstanden“ ist?)

Erstmals veröffentlicht 22. Juni 1998

[Redaktioneller Hinweis zum Beitrag des Monats: Tegmarks Aufsatz ist im Web in PostScript und Acrobat-Format verfügbar.]