Betreff:    Re: Altersdatierungsfrage
Datum:       22. August 2006
Message-ID: ecdnb9$85b$1@skeeter.ucdavis.edu

AllanL schrieb:

[...]
> Ein recht populäres Argument, das sich auf verschiedenen
> Foren immer wiederholt, ist, dass solche Methoden eine konstante Zerfallsrate erfordern [...]

Lassen Sie mich nur diesen Teil ansprechen (ich stütze mich großzügig auf meine früheren Beiträge zu diesem Thema...).

Zuerst ist die Physik des radioaktiven Zerfalls recht gut verstanden. Für den Fall des Alpha-Zerfalls ist der einfache zugrundeliegende Mechanismus das quantenmechanische Tunneln durch eine Potentialbarriere. Sie werden eine einfache Erklärung in jedem elementaren Quantenmechanik-Lehrbuch finden; beispielsweise hat Ohanians Principles of Quantum Mechanics ein schönes Beispiel für Alpha-Zerfall auf Seite 89. Die Tatsache, dass der Prozess probabilistisch ist und die exponentielle Abhängigkeit von der Zeit, sind unmittelbare Konsequenzen der Quantenmechanik. (Die Zeitabhängigkeit ist ein Fall der „Fermis goldenen Regel" – siehe beispielsweise Seite 292 von Ohanian.)

Eine exakte Berechnung der Zerfallsraten ist natürlich deutlich komplizierter, da sie ein detailliertes Verständnis der Form der Potentialbarriere erfordert. Prinzipiell ist dies aus der Quantenchromodynamik berechenbar, aber in der Praxis ist die Berechnung für die nahe Zukunft zu komplex. Es stehen jedoch zuverlässige Näherungen zur Verfügung, und darüber hinaus kann die Form des Potentials experimentell gemessen werden.

Für den Beta-Zerfall ist die zugrundeliegende fundamentale Theorie anders; man beginnt mit der elektroschwachen Theorie (für die Glashow, Weinberg und Salam den Nobelpreis gewannen) statt der Quantenchromodynamik. Für den Gamma-Zerfall benötigt man erneut die elektroschwache Theorie. In jedem Fall ist die zugrundeliegende Physik jedoch gut verstanden.

Wie oben beschrieben, beruht der Prozess des radioaktiven Zerfalls auf recht grundlegenden Eigenschaften der Materie. Insbesondere, um alte isotopische Altersbestimmungen auf einer jungen Erde durch beschleunigten Zerfall zu erklären, wäre eine Erhöhung der Zerfallsraten um sechs bis zehn Größenordnungen erforderlich.

Nun, die fundamentalen Gesetze der Physik, wie wir sie gegenwärtig verstehen, beruhen auf etwa 25 Parametern, wie zum Beispiel Plancks Konstante h, Newtons Gravitationskonstante G, sowie der Masse und Ladung des Elektrons, und eine Änderung der Zerfallsraten radioaktiver Elemente würde eine Änderung eines oder mehrerer dieser Konstanten erfordern. Die Idee, dass diese Konstanten sich im Laufe der Zeit ändern könnten, ist nicht neu und sicherlich nicht auf Kreationisten beschränkt. Das Interesse an dieser Frage wurde durch Diracs "Hypothese der großen Zahlen" angestoßen. Die "große Zahl" handelt sich dabei um das Verhältnis der elektrischen zur gravitativen Kraft zwischen zwei Elektronen, welches etwa 10^40 beträgt; es gibt keine offensichtliche Erklärung dafür, warum eine solche enorme Zahl in der Physik erscheint. Dirac wies darauf hin, dass diese Zahl fast identisch mit dem Alter des Universums in atomaren Einheiten ist, und schlug 1937 vor, dass diese Übereinstimmung verstanden werden könnte, wenn fundamentale Konstanten – insbesondere Newtons Gravitationskonstante G – sich mit dem Alter des Universums änderten. Das Verhältnis der elektromagnetischen und gravitativen Wechselwirkungen wäre dann einfach groß, weil das Universum alt ist. Eine solche Variation liegt außerhalb der gewöhnlichen Allgemeinen Relativitätstheorie, kann aber durch eine relativ einfache Modifikation der Theorie berücksichtigt werden. Andere Modelle, einschließlich der Brans-Dicke-Theorie der Gravitation und einige Versionen der Superstringtheorie, sagen ebenfalls physikalische "Konstanten" voraus, die variieren.

Um ehrlich zu sein, sind Physiker zum größten Teil nicht an albernen kreationistischen Argumenten interessiert. Doch sie interessieren sich für grundlegende Fragen, wie zum Beispiel, ob sich physikalische Konstanten oder Gesetze im Laufe der Zeit ändern – besonders wenn solche Änderungen von einem so großen Physiker wie Dirac vorgeschlagen werden. Infolgedessen wurde viel experimentelle Arbeit unternommen, um nach solchen Änderungen zu suchen. Eine schöne (technische) Zusammenfassung findet sich bei Sisterna und Vucetich, Physical Review D41 (1990) 1034 und Physical Review D44 (1991) 3096; eine neuere Referenz ist Uzan, Reviews of Modern Physics 75 (2003) 403, elektronisch verfügbar unter http://arxiv.org/abs/hep-ph/0205340. Zu den Phänomenen, die sie untersuchen, gehören:

• Suchen nach Änderungen im Radius von Merkur, dem Mond und Mars (diese würden sich aufgrund von Änderungen in der Stärke der Wechselwirkungen innerhalb der Materialien, aus denen sie bestehen, ändern);
• Suchen nach langfristigen ("säkularen") Änderungen in den Bahnen des Mondes und der Erde --- gemessen durch Beobachtung solcher vielfältiger Phänomene wie alter Sonnenfinsternisse und Korallenwachstumsmustern;
• Entfernungsdaten für den Abstand von der Erde zu Mars, unter Verwendung der Viking-Raumsonden;
• Daten zur Bahnbewegung eines Doppel-Pulsars PSR 1913+16;
• Beobachtungen langlebiger Isotope, die durch Beta-Zerfall zerfallen (Re 187, K 40, Rb 87) und Vergleiche mit Isotopen, die durch andere Mechanismen zerfallen;
• das Oklo-natürliche Kernreaktor (in einem anderen Beitrag erwähnt);
• experimentelle Suchen nach Unterschieden in der Gravitationsanziehung zwischen verschiedenen Elementen (Eotvos-Experimente);
• Absorptionslinien von Quasaren (Feinstruktur und Hyperfeinaufspaltungen);
• Labor-Suchen nach Änderungen der Massendifferenz zwischen dem K0-Meson und seinem Antiteilchen;
• Suchen nach geologischen Beweisen für "exotische" Zerfälle, wie den Doppel-Beta-Zerfall von Uranium 238 oder den Zerfall von Osmium zu Rhenium durch Elektronenemission, die mit den gegenwärtigen Werten der grundlegenden physikalischen Konstanten unmöglich sind, aber möglich würden, wenn sich diese ändern würden;
• Labor-Vergleiche von Atomuhren, die auf verschiedenen atomaren Prozessen basieren (z. B. Feinstruktur vs. Hyperfein-Übergänge);
• Analyse der Auswirkungen variierender "Konstanten" auf die primordiale Nukleosynthese im sehr frühen Universum.

Obwohl dies nicht offensichtlich ist, ist jede dieser Beobachtungen empfindlich gegenüber Änderungen der physikalischen Konstanten, die den radioaktiven Zerfall steuern. Zum Beispiel hätte eine Änderung der Stärke schwacher Wechselwirkungen (die den Beta-Zerfall steuern) unterschiedliche Auswirkungen auf die Bindungsenergie und damit auf die Gravitationsanziehung verschiedener Elemente. Ähnlich würden solche Änderungen der Bindungsenergie die Umlaufbewegung beeinflussen, während (direkter) Änderungen der Wechselwirkungsstärken die Spektren beeinflussen würden, die wir in fernen Sternen beobachten.

Die Beobachtungen sind eine Mischung aus sehr empfindlichen Labortests, die nicht sehr weit in die Vergangenheit zurückreichen, aber in der Lage sind, extrem kleine Veränderungen zu erkennen, und astronomischen Beobachtungen, die etwas weniger präzise sind, aber in die Vergangenheit blicken. (Denken Sie daran, dass Prozesse, die wir in einem Stern eine Million Lichtjahre entfernt beobachten, uns über Physik vor einer Million Jahren berichten.) Während jede einzelne Beobachtung hinsichtlich der Methodik debattiert werden kann, sind die kombinierten Ergebnisse einer so großen Anzahl unabhängiger Tests schwer zu bestreiten.

Das Gesamtergebnis ist, dass niemand Hinweise auf Änderungen fundamentaler Konstanten gefunden hat, mit einer Genauigkeit von etwa einem Teil in 10^11 pro Jahr. Es gibt einige jüngere, umstrittene Behauptungen über beobachtbare Hinweise auf Änderungen bestimmter Konstanten (insbesondere der „Feinstrukturkonstante") im frühen Universum, doch diese sind winzig und würden minimale Auswirkungen auf die Zerfallsraten radioaktiver Isotope haben.

Somit wird die Idee, dass Zerfallsraten variieren könnten, um einen signifikanten Unterschied bei der Messung von Altersdaten zu bewirken, experimentell ausgeschlossen.

Steve Carlip

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Betreff:    Ein Atheistischer Verteidigung der Religion
Datum:       15. August 2006
Message-ID: 1155662537.538859.306170@b28g2000cwb.googlegroups.com

[Heutzutage ist es kaum möglich, Beiträge zu leisten, aber ich hatte ein paar Momente, um dies für meinen Blog zu schreiben und zu veröffentlichen, daher dachte ich, ich würde es hier ebenfalls teilen, mit dem Ziel (wie immer), die Einsichten anderer anzuregen und schließlich zu übernehmen.]

Die Verteidigung einer Religion durch einen Atheisten

Ein Argument, das ich oft vorgebracht habe und weiterhin verfolge, ist, dass der Schutz der Biologie vor den Angriffen des Kreationismus und seiner Abkömmlinge (zum Beispiel "Intelligent Design") weitgehend durch die Anstrengungen jener religiösen Personen erreicht werden wird, die verstehen und den Fall für die friedliche Koexistenz von Glaube und Wissenschaft machen.

Es ist meine Überzeugung, dass Theisten (insbesondere theistische Wissenschaftler) mit größerer Wahrscheinlichkeit die Grenzen von Wissenschaft und Religion tiefgründig überdacht haben und mit besonderer Klarheit die jeweiligen Einschränkungen verstehen, die sich auf die Fähigkeit beziehen, sich gegenseitig zu kommentieren. Dies ist verständlich angesichts der inhärenten Interessenkonflikte. Es sind auch diese Personen, die durch ihre Erfahrung mit Glauben am ehesten das Ansehen besitzen, um von jenen fundamentalistischeren Kreisen eine gewisse Aufmerksamkeit zu erlangen, die weniger sympathische Quellen ablehnen würden.

So habe ich oft Namen wie Francisco Ayala und Kenneth Miller als glaubwürdige Autoritäten für eine ehrliche Untersuchung eines Anti-Evolutionisten herangezogen. Neben dem Hinweis auf diese Personen als nützliche Ressourcen habe ich auch vorgeschlagen, dass es für die Verteidigung der Wissenschaft nützlich wäre, wenn Personen wie sie sich häufiger und kraftvoller äußern würden. Theisten, die die Wissenschaft verteidigen, geben ein starkes Beispiel.

Nun, ein jüngeres Ereignis hat mich davon überzeugt, dass auch die umgekehrte Proposition wahr ist. Es wäre wahrscheinlich ebenso ein positiver Beitrag zum Diskurs, wenn Atheisten den Wert der Religion verteidigten. Da theistische Wissenschaftler akzeptieren können, dass die Wissenschaft der Welt viel bieten kann, ohne ihren Glauben zu opfern, glaube auch ich, dass die Religion einen positiven Beitrag zum menschlichen Zustand leisten kann und dennoch mein festes Vertrauen in die wissenschaftliche Methodologie aufrechterhalten kann.

Lassen Sie mich damit beginnen, klarzustellen, was ich meine, wenn ich sage, dass ich Atheist bin. Ich verwende das Wort mit vollem Verständnis dafür, dass es für einige negative Konnotationen auslöst. Ich bin jedoch bereit, mit diesen unglücklichen Vorurteilen zu leben, weil ich es vorziehe, das intellektuell schlaffe Bild (zwar ungerecht, aber sicher) zu vermeiden, das dem Etikett „Agnostiker" begleitet. Wenn ich es also auf mich selbst anwende, bedeutet die Bezeichnung Atheist, dass ich basierend auf den mir verfügbaren Beweisen keinen Grund finde, an eine Gottheit irgendeiner Art zu glauben.

Ein Gespräch mit einem Gläubigen, mit dem ich kürzlich zusammengearbeitet habe, machte mir klar, dass er meine bekundete Atheismus als eine aktive Glaube an die Nichtexistenz von Gottheiten interpretiert hatte. Ich schloss dies nicht daraus, weil die Einstellung offenkundig kommuniziert wurde, sondern vielmehr aufgrund seiner aufrichtigen Entschuldigung an mich nach dem Ausdruck einer religiösen Vorstellung im Rahmen unseres Gesprächs. Im Wesentlichen erkannte er, dass er etwas gesagt hatte, das (er dachte) mich beleidigen könnte.

Natürlich habe ich ihm sofort versichert, dass ich nicht nur keinen Kummer getragen habe, sondern dass es sich um ein Thema handelt, das ich sehr genieße. Es kam mir dann in den Sinn, dass derselbe doppelte Nutzen, der durch die öffentlichen Äußerungen theistischer Wissenschaftler erzielt wird – die Beruhigung, dass Wissenschaft und Religion miteinander vereinbar sein können, sowie ein vertieftes Verständnis der Grenzen beider – ebenso durch nicht-theistische Personen unterstützt werden kann, die sich für die Verteidigung der Religion einsetzen.

Aus denselben Gründen, aus denen Glaubenswissenschaftler nicht von kognitiver Dissonanz geplagt sind, kann ich behaupten, dass Religion eine lebensfähige und wertvolle menschliche Unternehmung sein kann. Die epistemischen Grenzen beider „Wissenstraditionen" schließen fundamentale Widersprüche aus. Wissenschaft ist Methode. Sie ist ein operatives Werkzeug zur Erforschung der natürlichen Realität. In diesem Sinne ist sie in ihrem Umfang begrenzt. Wissenschaft kann sich nur zu dem äußern, was beobachtet und gemessen werden kann. Innerhalb der Methodologie der Wissenschaft gibt es keine operative Kapazität zur Bewertung, geschweige denn zur Ablehnung, übernatürlicher Ideen. Und da die Wissenschaft niemals vollständig sein kann, kann sie niemals übernatürliche Möglichkeiten ausschließen.

Die Theologie, insofern sie auf das Übernatürliche zurückgreift, befasst sich im Wesentlichen mit Moral und Botschaft. Sie nimmt verständliche menschliche Bedenken hinsichtlich der Natur ihres Daseins auf und ist, unabhängig davon, ob die Botschaft evidentiell oder logisch gestützt ist, in der Lage, Trost und Orientierung für Bedürftige zu bieten. Andererseits muss die Theologie bereit sein, Boden zu räumen, wenn sie Aussagen über die Natur macht, die nur die Wissenschaft wirksam zu adressieren vermag. Glaube an eine Sache kann niemals ausreichen, um ihre Faktizität zu beweisen.

Wissenschaft und Religion operieren in unterschiedlichen Einflussbereichen. Wenn sie sich treffen, wie es von Zeit zu Zeit in Kollision oder Konvergenz geschieht, liegt dies an den Selbstüberschätzungen und Missverständnissen der Menschen, nicht an einer inhärenten Kompatibilität oder Widersprüchlichkeit.

Wenn man den Fall für Religion aus einer weniger philosophischen Perspektive darlegt, scheint mir klar, dass uns alle, Atheisten oder Theisten, nichts mehr schmerzt als eine massive Bevölkerung fehlerhafter und vergänglicher Menschen (wie wir alle sind), die glaubt, sie könne sich ohne Religion nicht ethisch verhalten, dies auch tatsächlich zu versuchen. Das Letzte, was wir brauchen, sind eine Gruppe von Menschen, die glauben, sie hätten kein inneres moralisches Kompass, die ohne ihren äußeren herumlaufen.

Als Atheisten oder Agnostiker können wir empfinden, dass ein Gläubiger irreführend handelt, indem er Dinge annimmt, die nicht sichtbar sind, doch wir müssen anerkennen, dass die Wissenschaft per Definition die Menge der unsichtbaren Dinge nicht anspricht und folglich in keiner Weise widerlegt wird.

Wer die Methoden der Wissenschaft akzeptiert, akzeptiert auch, dass Wissen vorläufig ist – dass man sich irren kann. Wenn es möglich ist, sich auch über etwas so scheinbar Phantastisches wie eine Gottheit zu irren, dann existiert der Glaube an eine Gottheit als intellektuell lebendige Alternative zur vorläufigen Philosophie eines Atheisten. Eine Annahme, ja sogar eine leidenschaftliche Verteidigung dieser lebendigen Alternative zeigt sowohl das intellektuelle Selbstvertrauen, Ideen entgegenzunehmen und zu erwägen, die den eigenen widersprüchlich sind, als auch die Offenheit für ein Universum, das niemals vollständig bekannt werden wird.

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