Andreas Bartels

Dieses Lehrbuch behandelt zentrale naturphilosophische Probleme, die durch Theorien der modernen Naturwissenschaften aufgeworfen werden. Es fragt, welches Bild der Natur, von Raum, Zeit, Materie, Leben und Bewusstsein sich aus ihnen ergibt, aber auch nach den Konsequenzen, wie sie sich aus der aktuellen Unwelt- und Klimakrise für unser praktisches Verhältnis zur Natur ergeben. Wenn die modernen Theorien der Naturwissenschaft abstrakten Bauplänen gleichen, so besteht das naturphilosophische Interesse darin, eine Vorstellung des Gebäudes zu entwickeln, das durch diese Baupläne skizziert wird. Wie ist beispielsweise die Quantentheorie als Darstellung der physikalischen Welt zu interpretieren, wenn man in Rechnung stellt, dass die verschränkten Systeme der Quantentheorie nicht der Vorstellung folgen, dass der Zustand eines räumlich begrenzten materiellen Systems zu jedem Zeitpunkt unabhängig davon bestimmt ist, was an anderen Stellen des Raums geschieht? Oder: Was folgt aus dem Verlust des globalen Begriffs der Gleichzeitigkeit in der Relativitätstheorie, nach dem zukünftige Ereignisse als ebenso real gelten müssen wie gegenwärtige Ereignisse? Muss danach das Universum als zeitloses Ganzes verstanden werden und ist der von uns erlebte zeitliche Wandel nur eine Illusion? Die Kapitel über Leben, Geist und Bewusstsein gehen, aus Perspektive von Evolutions- und Kognitionstheorie der Frage nach, wie materielle Prozesse in biologischen Systemen überhaupt zu „geistigen“ und schließlich zu „bewussten“ Zuständen werden können - wie kann Geist aus Materie hervorgehen? Naturphilosophische Fragen berühren unser Selbstverständnis als Naturwesen: sie helfen, jene Gehalte der Naturwissenschaft zu erschließen, die unser allgemeines Denken über die Natur und unser praktisches Naturverhältnis bestimmen, die Art und Weise, wie wir Menschen uns in der Natur verorten und an welchen ethischen Maßstäben wir unser Verhalten gegenüber Naturdingen ausrichten.

„Zeit“ wird philosophisch in den unterschiedlichsten Kontexten thematisiert: als Zeiterfahrung in ihrer phänomenologischen Struktur (Husserl, McTaggart) und hinsichtlich ihrer neurobiologischen Basis (Pöppel), als Zeitlichkeit in ihrer anthropologischen und lebensweltlichen Dimension (Bergson, Heidegger), als zeitlicher Diskurs im Kontext der sprachlichen Verwendung temporaler Ausdrücke (Dummett, Prior) und schließlich als physikalische Zeit. In dem letztgenannten Kontext wird die Struktur der Zeit als Gegenstand empirischer Forschung angesehen. Ihm wenden wir uns in diesem Kapitel zu. Wie der Begriff des „Raums“ gehört auch der Begriff der „Zeit“ zu den fundamentalen Begriffen unserer Naturbeschreibung, ohne die „Veränderung“, „Bewegung“ und „Kausalität“ nicht thematisiert werden können. Das Kapitel fragt zunächst nach Bedingungen eines objektiven Maßstabs der Zeit, der für die Zeitmessung erforderlich ist, und beschäftigt sich dann mit speziellen Strukturen der Zeit in der relativistischen Welt wie der Parameterzeit, der Koordinatenzeit und der Eigenzeit. Hier tritt auch die Möglichkeit von Zeitreisen auf, die das herkömmliche Konzept einer objektiven Zeit herausfordert. Im Folgenden werden McTaggarts Argumente für die Irrealität der Zeit, sowie die präsentistische und eternalistische Zeitauffassung diskutiert, die sich beide als vereinbar mit den Relativitätstheorien erweisen. Schließlich wird das größte naturphilosophische Rätsel der Zeit, die Existenz einer Richtung der Zeit, behandelt und Lösungsvorschläge diskutiert.

Wie aus einfachen Strukturen der Formenreichtum der Natur, das vielfältige und doch geordnete Zusammenspiel einzelner Komponenten in komplexen Systemen entsteht – von der einzelnen Zelle bis zu den Funktionen eines Immunsystems –, auch dies war zwar seit den Vorsokratikern häufig Gegenstand mehr oder weniger fruchtbarer Spekulation, aber eine wissenschaftliche Auseinandersetzung mit dem Komplexen ist erst spät, im 18. Jahrhundert entstanden, etwa mit ersten Überlegungen zum Funktionieren von Märkten (Adam Smith) oder zu den Gesetzmäßigkeiten des Wachstums menschlicher Populationen (Thomas Robert Malthus). Inzwischen ist eine weitverzweigte interdisziplinäre Komplexitätsforschung entstanden. Sie hat zu einer Vielzahl neuer Einsichten über die Natur geführt, z.B. zur Entdeckung ähnlicher Muster und Prinzipien, die in komplexen Systemen über viele verschiedene Bereiche der Natur hinweg bis hin zum menschlichen Sozialverhalten auftreten und wirksam sind, aber auch zur Einsicht in überraschende Grenzen der Vorhersagbarkeit und der möglichen Kontrolle von Systemen: Die Natur organisiert sich selbst nach Prinzipien, die Ähnlichkeiten aufweisen - aber einer aus dem Verstehen der Natur resultierenden "Naturbeherrschung" sind Grenzen gesetzt.

Die moderne Geschichte der Philosophie des Raums ist die Geschichte einer bis heute unabgeschlossenen Debatte: Vor einem im Lauf der Zeit sich wandelnden Hintergrund physikalischer Theorien steht dabei immer wieder eine Frage im Mittelpunkt: Ist der Raum eine reale Entität unserer physischen Welt, eine selbstständige, unabhängige Substanz oder vielmehr ein Geflecht von Eigenschaften und Strukturen materieller Dinge? Die Dinge kann es nicht ohne den Raum geben, aber wäre ein Raum ohne Dinge wenigstens denkbar? Die miteinander im Streit stehenden Auffassungen, die als Substanzialismus bzw. Relationalismus bezeichnet werden, haben an den verschiedenen Stationen der Debatte jeweils unterschiedlich starke Unterstützung durch die Physik erfahren, wodurch sich das Gewicht mehrmals in die eine oder andere Richtung verschoben hat. Die verwendeten Argumente entspringen dabei nicht allein den jeweils maßgeblichen Theorien, es wird auch auf theorieunabhängige Erfahrungstatsachen sowie auf grundlegende erkenntnistheoretische Prinzipien verwiesen. Physikalische Theorien legen nicht einfach fest, ob der Raum als substanziell oder relational zu verstehen ist, die getroffene Entscheidung bleibt davon abhängig, wie diese Theorien philosophisch interpretiert werden.

Das verstärkte öffentliche Interesse am Thema „Natur“, ausgelöst durch das Bewusstsein von Umweltzerstörung, Klimawandel und Artensterben, richtet sich vor allem auf unser praktisches Verhältnis zur Natur. Die Einsicht in die Begrenztheit natürlicher Ressourcen wie in die Grenzen der Verträglichkeit von Umweltveränderungen für die biologischen Spezies (einschließlich des Menschen) konfrontiert uns mit der Frage, ob nicht unsere herkömmlichen ethischen Konzepte, die zunächst Konzepte der Gestaltung interpersonaler Beziehungen sind, einer Erweiterung bedürfen - oder sogar durch neue Konzepte ersetzt werden müssen. Deswegen soll dieses Kapitel ausloten, welche ethischen Ansätze zur Verfügung stehen, um Antworten auf die Probleme unseres praktischen Verhältnisses zur Natur zu finden. Dabei wird auch die Frage eine Rolle spielen, welchen Beitrag unser theoretisches Bild der Natur für ein ethisch verträgliches Handeln in der Natur spielen kann. Lassen sich etwa Maßstäbe für eine geläuterte praktische Einstellung zur Natur aus einem veränderten theoretischen Verständnis der Natur gewinnen? Um nicht sogleich in die Falle eines naturalistischen Fehlschlusses zu führen, dürfen die angestrebten Wertmaßstäbe allerdings nicht "aus der Natur entnommen", sondern aus normativen Prinzipien gewonnen werden, die eigenständig gerechtfertigt werden müssen.

Schon das vorangegangene Kapitel hat unseren Blick auf die Natur „nach innen“ gerichtet, auf Strukturen der Natur in uns. Dabei stand die Frage im Vordergrund, wie psychologische Prozesse und Phänomene ihre besonderen geistigen Inhalte gewinnen können, indem sie die äußere Welt repräsentieren. Aber wenn diese Prozesse und Phänomene bewusst sind, dann besitzen sie auch eine Innenperspektive, die Perspektive unseres Erlebens. Das Kapitel widmet sich der Frage, welchen Platz in der Natur jene menschlichen Erlebnisqualitäten einnehmen, die mit bewussten psychischen Vorgängen verbunden sind. Es geht dem Streit darüber nach, ob das menschliche Bewusstsein einen weiteren komplexen Gegenstand naturwissenschaftlicher Forschung darstellt oder aber eine besondere Sphäre der Natur markiert, die nicht auf physische Dinge und ihre Eigenschaften reduzierbar ist. Kommt das Erklären der Natur am Gegenstand des phänomenalen Bewusstseins an seine Grenze und müssen wir die Existenz von Erlebnisqualitäten mentaler Zustände als eine Art Wunder der Natur hinnehmen, das nicht durch die Gesamtheit aller physischen Dinge und Eigenschaften erzwungen wird?

Dieses Kapitel behandelt die Frage, welchen Platz der Geist in der materiellen Welt einnimmt. Der Begriff „Geist“ soll hierbei psychologische Phänomene und Prozesse, also Empfindungen, Wahrnehmungen, Vorstellungsbilder und Denkvorgänge, ebenso umfassen wie die Produkte, die durch psychologische Prozesse erzeugt werden: mentale Repräsentationen, Begriffe, Gedanken, Theorien und ganz allgemein: Wissen über die Welt. Das Leben ist als einmaliger historischer Prozess innerhalb der materiellen Welt entstanden ebenso wie aus den Lebensvorgängen von Organismen elementare geistige Funktionen hervorgegangen sind, deren Existenz die Voraussetzung bildet für die später entstehenden höheren geistigen Phänomene bis hin zu bewussten Zuständen. Elementare Voraussetzungen des Geistes, die im Zentrum des Kapitels stehen, sind Intentionalität und mentaler Gehalt. Beide Begriffe werfen Fragen auf: Wie kann in einer Welt materieller Zustände Intentionalität entstehen, die Fähigkeit, sich auf äußere Zustände zu richten? Und wie ist es weiter möglich, dass auf Basis solcher Gerichtetheit bestimmte materielle Zustände mentalen Gehalt, d. h. Information über Sachverhalte der Welt enthalten, die es den Organismen als Verwendern dieser Information erlaubt, ihr Verhalten zweckmäßig an solchen Sachverhalten auszurichten?

Jeder Versuch, eine Welt zu verstehen, die durch die Quantentheorien beschrieben wird, so Lawrence Sklar, verlangt von uns eine viel radikalere Revision unseres Verstehens der Natur, als sie von den Relativitätstheorien nahegelegt wurde. Im Besonderen betrifft diese Revision den Begriff der Materie. Die Vorstellung individueller Körper (oder materieller Teilchen), deren Verhalten allein aus ihren inneren Eigenschaften und lokalen Wechselwirkungen verständlich ist und nicht etwa von Ereignissen in entfernten Raumzeitregionen abhängt, kollidiert nicht nur mit bestimmten Aussagen dieser Theorien – vielmehr haben diese Theorien den Blick auf experimentelle Tatsachen gelenkt, die nicht mit dieser Vorstellung in Einklang stehen. Die Quantentheorien werfen aber nach wie vor auch viele offene Fragen auf, vor allem die Frage, wie der sogenannte Messprozess zu verstehen ist, der neben der deterministischen Schrödinger-Gleichung einen Indeterminismus in die Natur einzuführen scheint. Die Interpretationen der klassischen Quantenmechanik stellen allesamt Versuche dar, zu verstehen, wie der Messprozess in unser Bild der Natur passt. Dass der "Beobachter" oder das "Subjekt" aufgrund des Messprozesses eine zentrale Rolle im Bild der Natur erhält, stellt dabei nur eine mögliche Interpretation dar. Das Kapitel beschäftigt sich auch mit dem berühmten Beweis von John Bell, nach dem alle Theorien, die den experimentell nachgewiesenen quantentheoretischen Korrelationen gerecht werden, zwangsläufig der Lokalität materieller Teilchen widersprechen müssen. Die Nicht-Lokalität stellt die zentrale Revision des Materiebegriffs in den Quantentheorien dar, zusammen mit dem am Ende des Kapitels diskutierten Verlust der Individualität von Teilchen.

Die Suche nach einem Schlüsselprinzip des Lebens, nach dem einen auszeichnenden Merkmal, das die belebte von der unbelebten Natur unterscheidet, ist bis ins 20. Jahrhundert hinein virulent geblieben. So vermutete Max Delbrück noch in den 1940er Jahren die Existenz eines besonderen physikalischen Lebensprinzips jenseits der bekannten Physik. Auch Erwin Schrödingers Was ist Leben? scheint auf den ersten Blick in diese Kategorie zu fallen – allerdings versucht Schrödinger in diesem Werk nur eine spezifische Frage zu beantworten, die aus Sicht der Physik durch die Existenz von Leben aufgeworfen wird: Wie können sich lebende Systeme entgegen der allgemeinen Tendenz zum Entropiewachstum selbst erhalten? Letztlich hat sich gezeigt, dass die Existenz von Leben mit der bekannten Physik verträglich ist, also kein besonderes Lebensprinzip erforderlich ist, das über die Mechanismen der unbelebten Natur hinausgeht. Die Theorie der natürlichen Selektion enthält die "Spielregeln", nach denen das Spiel des Lebens auf der Erde gespielt wird, und die Mechanismen, die diese Spielregeln erfüllen, unterscheiden sich nicht grundsätzlich von jenen der unbelebten Natur. Lebewesen erhalten durch die biologische Evolution nicht nur ein bestimmtes "Design", sie verändern aufgrund dessen auch wieder Merkmale ihrer Umwelt und beeinflussen dadurch die zukünftigen Selektionsbedingungen. Natürliche Selektion beschreibt also einen Wechselwirkungsprozess, in dem Lebewesen nicht nur geformt werden, sondern auch selbst auf ihre möglichen zukünftigen Formen Einfluss nehmen.

In this paper, I argue that four common prejudices have proven to be rather persistent obstacles to the development of an appropriate philosophical understanding of scientific discoveries: (1) the, already somewhat out-dated prejudice according to which scientific discoveries are non-rational and therefore not apt to philosophical analysis, (2) the prejudice that newly discovered scientific entities always possess sharp conceptual boundaries, (3) the prejudice that the notion of scientific discovery entails a commitment to realism about discovered entities, and (4) the prejudice that scientific discoveries are point events. In Sects. 2 to 5, I will present evidence against these four prejudices, mainly relying on the discovery of Alzheimer´s disease. In particular, while Kuhn (The Essential Tension, Chicago: The University of Chicago Press, 165–177, 1962) had dismissed prejudice (4) only with regard to discoveries that violate an existing paradigm, I will show it to be untenable even in a case (Alzheimer´s disease) where no paradigm has already prevailed. The rejection of prejudices (1) to (4) will lead us to a new picture according to which scientific discoveries do not always present fixed and conceptually well-determined entities, but may rather be constituted by successive steps of knowledge acquisition with respect to some moving target (Sect. 6).

In the recent literature on concepts, two extreme positions concerning animal minds are predominant: the one that animals possess neither concepts nor beliefs, and the one that some animals possess concepts as well as beliefs. A characteristic feature of this controversy is the lack of consensus on the criteria for possessing a concept or having a belief. Addressing this deficit, we propose a new theory of concepts which takes recent case studies of complex animal behavior into account. The main aim of the paper is to present an epistemic theory of concepts and to defend a detailed theory of criteria for having concepts. The distinction between nonconceptual, conceptual, and propositional representations is inherent to this theory. Accordingly, it can be reasonably argued that some animals, e.g., grey parrots and apes, operate on conceptual representations.

Pandemie und Klimakrise rufen die herausragende Rolle der Wissenschaft und des wissenschaftlichen Wissens für Informierung und Orientierung der Gesellschaft sowie für die Beratung der Politik bei der Ausrichtung praktischer Maßnahmen ins Bewusstsein. In diesem Zusammenhang wird die Frage virulent, weshalb der Wissenschaft diese herausgehobene Rolle zukommt. Dass diese Frage trotz der vielbeschworenen Autorität der Wissenschaft alles andere als trivial ist, zeigt sich daran, dass Wissenschaftsskepsis und Relativierung wissenschaftlicher Resultate bis hin zur Wissenschaftsleugnung Einfluss gewinnen, sobald es um konkrete Fragen der Ausrichtung gesellschaftlichen Handelns an der Wissenschaft geht. Wodurch ist also Vertrauen in die durch die Wissenschaft ermittelten Fakten, die in ihren Modellen entworfenen Szenarien und ihre Ratschläge an Gesellschaft und Politik gerechtfertigt? Weshalb soll man der Wissenschaft in besonderem Maße vertrauen und auf ihren Ratschlag hören? Insgesamt sollen die Beiträge des Buches Aufschluss darüber geben, wodurch die Vertrauenswürdigkeit der Wissenschaft in ihrer modernen Form gerechtfertigt ist und an welche Bedingungen ihre besondere Rolle in der Gesellschaft geknüpft ist. Was kann Wissenschaft für die Gesellschaft leisten und wo liegen die Grenzen ihrer orientierenden Rolle? Was heißt es „auf die Wissenschaft zu hören“ und was sind die Bedingungen dafür, dass Menschen in einer demokratischen Gesellschaft sich wissenschaftliche Erkenntnisse aneignen und sie als Richtschnur für ihr Handeln verwenden?

Wer sich den Relativitätstheorien mit einem philosophischen Blick nähert, stellt fest, dass die mehr als einhundert Jahre seit ihrer Entdeckung eine schwer überschaubare Vielzahl von Interpretationen hervorgebracht haben, die noch immer die Frage aufwerfen, was diese Theorien über die Natur von Raum und Zeit aussagen. Wer hat Recht, der Einstein des Jahres 1916, der in seinem Aufsatz Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie behauptet, die allgemeine Relativitätstheorie nehme „Raum und Zeit den letzten Rest physikalischer Gegenständlichkeit“ (Einstein 1916, S. 776), Tim Maudlin (2012), der in Philosophy of Physics. Space and Time fast einhundert Jahre später ausführt, die Theorie schreibe der Raumzeit eine objektive, intrinsische Geometrie zu, oder Harvey Brown (2005), der in Physical Relativity: Space-time structure from a dynamical perspective die Annahme einer intrinsischen geometrischen Natur von Raum und Zeit zurückweist und stattdessen die relativistischen Effekte bei Maßstäben und Uhren auf die Lorentz-Invarianz der Gesetze materieller Wechselwirkungen zurückführt?

How can the laws of nature, that determine how objects behave, be understood as natural objects themselves? The answer that transpires from the analysis of modern theories of the laws of nature is: laws of nature are due to the causal structure of our world. They express the causal efficiacy of fundamental properties of nature. In contrast to rivaling theories, this answer does justice to the fact that laws of nature determine the course of natural events without having to appeal to the strong assumption of necessarily acting forces. The modal force exerted by the laws of nature instead reflects a fundamental factual constitution of our world: fundamental properties like charge or mass exert their efficiacy in an unperturbed fashion, without influencing each other. The 'necessity' that laws of nature convey is hence compatible with their metaphysical contingency, the possibility of other, nomologically different worlds. The suggested theory connects laws of nature and causality in a new way: only in a temporally asymmetrical world can causality exist, and only in a causal world can fundamental properties exhibit those asymmetric relations that we call laws of nature.

The visual brain consists of several parallel, functionally specialized processing systems, each having several stages (nodes) which terminate their tasks at different times; consequently, simultaneously presented attributes are perceived at the same time if processed at the same node and at different times if processed by different nodes. Clinical evidence shows that these processing systems can act fairly autonomously. Damage restricted to one system compromises specifically the perception of the attribute that that system is specialized for; damage to a given node of a processing system that leaves earlier nodes intact results in a degraded perceptual capacity for the relevant attribute, which is directly related to the physiological capacities of the cells left intact by the damage. By contrast, a system that is spared when all others are damaged can function more or less normally. Moreover, internally created visual percepts-illusions, afterimages, imagery, and hallucinations-activate specifically the nodes specialized for the attribute perceived. Finally, anatomical evidence shows that there is no final integrator station in the brain, one which receives input from all visual areas; instead, each node has multiple outputs and no node is recipient only. Taken together, the above evidence leads us to propose that each node of a processing-perceptual system creates its own microconsciousness. We propose that, if any binding occurs to give us our integrated image of the visual world, it must be a binding between microconsciousnesses generated at different nodes. Since any two microconsciousnesses generated at any two nodes can be bound together, perceptual integration is not hierarchical, but parallel and postconscious. By contrast, the neural machinery conferring properties on those cells whose activity has a conscious correlate is hierarchical, and we refer to it as generative binding, to distinguish it from the binding that might occur between the microconsciousnesses