WHAT IS ENLIGHTENMENT: Wir scheinen jeden Tag etwas Neues über das Universum zu erfahren: unglaubliche Bilder von weit entfernten Sternen, seltsame Nebel oder kollidierende Galaxien, von denen die Astronomen völlig verblüfft sind. Wenn wir das Thema Kosmologie aus der Vogelperspektive betrachten: Was, meinen Sie, kann man daraus über das Universum, in dem wir leben, erfahren?

JAMES GARDNER: Es gibt zwei wichtige Dinge, die sich momentan auf dem Gebiet der Kosmologie abspielen: zum Einen eine zunehmende Verfeinerung der Technologie, die für die Beobachtung zur Verfügung steht. Man wird dieses Zeitalter im Rückblick als den Beginn der Präzisionskosmologie betrachten. Ein unglaubliches neues Instrumentarium zeigt uns ein solches Ausmaß an Details, wie es vor ein paar Jahrzehnten noch unvorstellbar war. Wir erfahren, wie das Universum aussieht, wie es sich entwickelte und nach welchen Mustern seine Entwicklung verlaufen ist. Praktisch jeden Tag kommt ein neues Instrument zum Einsatz, das im Wesentlichen ein verbessertes Auge für den Menschen darstellt, wenn er in die Zeit zurück und in den Raum hinaus schaut.

Die zweite Entwicklung, die sich auf die vorhergehende bezieht, geht ironischerweise fast in die entgegengesetzte Richtung. Je klarer unser Bild vom Universum wird, um so geheimnisvoller wird es. Insbesondere wissen wir inzwischen mit großer Wahrscheinlichkeit, dass im "kosmischen Budget“–in dem, woraus der Kosmos eigentlich besteht–der mit über fünfzig Prozent bei weitem größte Einzelposten weder gewöhnliche Materie noch gewöhnliche Energie und noch nicht einmal dunkle Materie ist. Es ist eine geheimnisvolle Kraft, die man "dunkle Energie"genannt hat und die eine Art Antischwerkraft ist. Sie wird sowohl "kosmologische Konstante"als auch "Quintessenz" genannt. Es ist die Kraft, die das Universum als Ganzes auseinander zu treiben scheint. Dunkle Energie ist die unspezifische Bezeichnung dafür. Niemand hat eine Ahnung, was es ist. Es handelt sich tatsächlich um Antischwerkraft, ähnlich der Kraft, die Einstein vor dem Aufkommen der Urknall-Theorie in seine Gleichungen als "kosmologische Konstante"einbaute, was er dann später als den größten Pfusch seiner Karriere beklagte. Tatsächlich stellte es sich als seine vielleicht größte Einsicht heraus.

WIE: Wäre das potenziell auch die Kraft, die den Urknall verursacht hat?

GARDNER: Ja. Es könnte sich um eine reduzierte Version der Kraft handeln, die den Urknall ausgelöst hat. Also, das ist ein einziges riesiges Geheimnis. Ein weiteres Geheimnis hat mit dem erfolgreichsten theoretischen Versuch zu tun, die Allgemeine Relativitätstheorie und die Quantenmechanik zu vereinen und so zu einer "Theorie von Allem"zu kommen, der so genannten "M-Theorie“, die früher als "String-Theorie"bekannt war. Sie besagt, dass alle subatomaren Teilchen die unterschiedlichen Vibrationsmodi von winzigen eindimensionalen Energiefäden sind. Damit die M-Theorie mathematisch folgerichtig ist, sind dafür eine Zeitdimension, aber zehn Raumdimensionen erforderlich, weil man so viele Dimensionen benötigt, um die Information, die in den Charakteristika der fundamentalen Teilchen enthalten ist, zu entschlüsseln.

Die Physiker hatten gehofft, dass die M-Theorie zu einer einzigen Lösung führen würde, die mit dem Standardmodell der Teilchenphysik in Übereinstimmung wäre. Statt dessen hat es eine große Überraschung gegeben. Die in der M-Theorie mögliche Anzahl der Lösungen, die im Wesentlichen mit unterschiedlichen Typen von Universen und unterschiedlichen Arten subatomarer Teilchen und physikalischer Konstanten korrespondiert, ist tatsächlich astronomisch. Man misst sie nicht nach Millionen, Milliarden oder Billionen, sondern in Googol oder Googolplex. Ein Googol ist soviel wie zehn hoch einhundert. Und ein Googolplex sind zehn hoch Googol. Diese Zahlen sind weitaus größer als die Anzahl subatomarer Teilchen in unserem speziellen Universum. Derartig groß sind sie.

WIE: Also kann die Mathematik der Stringtheorie erst dann funktionieren, wenn man plötzlich diese unglaubliche Menge von Dimensionen und potenziellen Universen jenseits unseres eigenen zulässt?

GARDNER: Ja. In der Mathematik gibt es all diese potenziellen Lösungen, und keine der Lösungen scheint einen mathematischen Vorzug zu beinhalten und schon gar keine Zwangsläufigkeit. Erinnern Sie sich an Einsteins berühmte Frage, ob Gott bei der Erschaffung der physikalischen Gesetze eine Wahl hatte? Bei dieser Interpretation der Stringtheorie ist die Antwort darauf: Er hatte eine enorme Auswahl, buchstäblich eine astronomische Vielzahl an Entscheidungsmöglichkeiten. Unsere fortschrittlichste und am weitesten entwickelte Kosmologie deutet darauf hin, dass die physikalische Erschaffung des Kosmos auf vielerlei Arten hätte ablaufen können–mit einem Universum als Ergebnis, das von dem unseren sehr verschieden gewesen wäre.

Das führt uns zum nächsten Punkt: Warum waren in unserem speziellen Universum bei einer Wahrscheinlichkeit von vielleicht ein Googolplex zu eins die Karten–wohl als Ergebnis eines Zufallsprozesses–so gemischt, dass daraus wiederum zufällig ein lebensfreundlicher Kosmos entstand? Nichts in den Grundprinzipien der M-Theorie weist darauf hin, dass es irgendeine mathematische Prädisposition dafür gibt, dass die Dinge schließlich so sonderbar gut zueinander passen. Und die physikalischen Gesetze und Konstanten dieses Universums sind für das Leben tatsächlich sehr passend. In der Physik werden Versuche, dieses Geheimnis zu erklären, in unterschiedliche Fassungen des so genannten "anthropischen Prinzips" eingeteilt.

Es gibt vier Hauptversionen des anthropischen Prinzips. Erstens besagt das schwache anthropische Prinzip, dass dieser besondere Kosmos notwendigerweise lebensfreundlich sein muss, da wir ihn ja bewohnen und im anderen Fall gar nicht hier wären, um ihn zu beobachten. Einige Physiker sagen, dass das schwache anthropische Prinzip kaum mehr als eine Tautologie ist, und der Meinung bin ich auch. Es verdient eigentlich nicht, ein Prinzip genannt zu werden.

Das zweite ist das starke anthropische Prinzip. Es besagt, dass in den physikalischen Gesetzen und Konstanten die Entstehung von Leben und Intelligenz enthalten ist. Das ist eine beinahe religiöse Vorstellung, die wenige Wissenschaftler teilen. Und es gibt noch zwei andere, die interessant sind. Eines davon ist das so genannte partizipatorische anthropische Prinzip, das zuerst von John Wheeler in Princeton formuliert wurde. Indem es sich auf die seltsamen Eigenschaften der Quantenmechanik bezieht, stellt es die Behauptung auf, dass die Existenz des Universums erst durch den Akt der Beobachtung hervorgerufen wird und die Struktur und die Eigenschaften erhält, die wir an ihm beobachten. Und dann gibt es noch ein viertes anthropisches Prinzip, das John Barrow und Frank Tipler formuliert haben. Dabei handelt es sich um das so genannte finale anthropische Prinzip, das die erweiterte Behauptung formuliert, dass sich das Leben, sobald es sich irgendwo in diesem oder einem anderen Universum entwickelt hat, zunehmend verfeinert, exponentiell ausbreitet und unermüdlich alles durchdringt, bis das Reich des Lebens die gleichen Grenzen hat wie der Kosmos selbst.

Das sind also die vier Fassungen des anthropischen Prinzips. Die Tatsache nun, dass das Universum wunderbar fein darauf eingestellt zu sein scheint, lebensfreundlich zu sein, ist wirklich nicht mehr besonders strittig. Die Übereinstimmungen sind einfach zu verblüffend, als dass man sie nicht bemerken könnte–mit Ausnahme der unverbesserlichen Dogmatiker, die absolut gegen den Begriff "anthropisch"(das A-Wort) sind. In den Erklärungen für dieses Phänomen allerdings finden sich dramatische Unterschiede.

Trotzdem glaube ich, dass dieses völlig mysteriöse Phänomen die größte von all den großen Fragen aufwirft, die in der gesamten wissenschaftlichen Welt ungelöst sind. Die tief schürfende Frage in der Kosmologie ist mit Sicherheit diese: Warum ist das Universum lebensfreundlich?

Die zwei unter Kosmologen am weitesten verbreiteten Erklärungsversuche in Bezug auf die Lebensfreundlichkeit des Universums enthalten beide die schwache Version des anthropischen Prinzips. Einer der Ansätze, der von Wissenschaftlern wie dem berühmten Physiker Steven Weinberg favorisiert wird, besagt, dass der Urknall nicht nur einmal stattgefunden hat. Es gibt unzählige "Urknalle“, die dauernd in unzugänglichen Regionen geschehen, in denen wir sie einfach nicht wahrnehmen können. Man nennt das die "ewige chaotische Inflation“, und das ist heute tatsächlich der Konsens unter den Wissenschaftlern.

WIE: Also gibt es überall "Urknalle“, und unser Universum ist aus nur einem von etwa hundert Millionen entstanden?

GARDNER: Ja, aus Hunderten von Millionen Googol davon. Bei dieser Sichtweise kommt es bei der Entstehung eines lebensfreundlichen Kosmos einfach darauf an, dass die fundamentalen Werte und Parameter der Physik oft genug neu gemischt werden, bis ein spezieller Urknall zu einem solchen Ergebnis führt, dass bei einer Wahrscheinlichkeit von einem Googolplex zu eins eine Permutation zufällig lebensfreundlich ist. Es ist irgendwie so, als ob man annähme, dass sich, wenn man nur lange genug wartete, eine Boeing 747 aus dem Staub des Asteroidengürtels zusammenfügt. Ja, es könnte passieren. Nichts in den physikalischen Gesetzen besagt, dass es das nicht kann, aber ich würde das nicht als eine lohnenswerte Hypothese bezeichnen. Offen gesagt, meiner Ansicht nach bedeutet das, einfach aufzugeben. Man wirft einfach das Handtuch. Es bedeutet ein Versagen, wenn man nicht anerkennt, dass die Entstehung eines gut aufeinander abgestimmten Kosmos tatsächlich überaus wichtige Hinweise bietet, denen man nachgehen sollte–genau wie Darwin den überaus wichtigen Hinweisen folgte, die er in der Entstehung einer gut aufeinander abgestimmten natürlichen Welt fand.

Die zweite gebräuchliche Erklärung–und die wird von Stephen Hawking favorisiert–besagt im Grunde, dass der Ursprung und die Evolution des Universums ein Quantenphänomen ist, und dass alle möglichen Quantenzustände des Kosmos gleichzeitig existieren. Aber wir sind auf solche Quantenzustände begrenzt, in denen Menschen existieren können. Dies ist wirklich sehr nahe mit dem schwachen anthropischen Prinzip verwandt. Im Wesentlichen wird damit behauptet, dass wir nie in der Lage sein werden, irgendeinen anderen Teil der Quantenwellenfunktion zu beobachten als den, den wir bewohnen. Die anderen können nicht beobachtet werden, und natürlich bewohnen wir einen lebensfreundlichen Teil, weil wir sonst nicht hier wären, um ihn zu beobachten. Meiner Ansicht nach ist das eine andere Art tautologischer Nicht-Erklärung.

Beide Ansätze vergewaltigen das so genannte "Prinzip der Mittelmäßigkeit“, das eine auf Statistik beruhende Daumenregel ist, nach der wir ohne einen außerordentlichen Beweis des Gegenteils annehmen sollten, dass unser Universum ziemlich typisch ist. Insbesondere der Ansatz Weinbergs missachtet dieses Prinzip. Er flüchtet mit seinem Ansatz in ein grobes, unverständliches Rätsel, nämlich die Vermutung, wir hätten beim Würfeln Glück gehabt. Dieser Ansatz weigert sich, die Möglichkeit der Existenz eines naturalistischen kosmischen Evolutionsprozesses (im Gegensatz zu einem übernatürlichen) ernsthaft zu untersuchen, der zu einer lebensfreundlichen Sammlung physikalischer Gesetze und Konstanten führen könnte.

WIE: Wenn man einen Kriminalfall lösen will, sieht man sich die offensichtlich Verdächtigen an, nicht den einen ganz bizarren, bei dem die Wahrscheinlichkeit bei eins zu einer Milliarde liegt.

GARDNER: Richtig. Das wäre, als ob man sagte, das Verbrechen sei vielleicht von gewalttätigen Aliens verübt worden. Stellen Sie sich ein Googolplex Affen vor, die einfach so auf Schreibmaschinen herumhacken, bis einer von ihnen zufällig eine Kombination von Gleichungen zusammenstellt, die dem lebensfreundlichen, physikalischen Standardmodell entsprechen. Sicher, das könnte passieren, aber ...

Das sollte ein Hinweis darauf sein, dass wir vielleicht etwas Fundamentales übersehen. Die Beobachtungen sollten uns zeigen, dass es da einen unbekannten natürlichen Prozess geben könnte, vielleicht dem der Evolution auf der Erde ähnlich, der dazu in der Lage ist, das Entstehen und weitere Bestehen physikalischer Naturzustände (uns, die Biosphäre der Erde) zu verursachen, was im Abstrakten eine verschwindend geringe Wahrscheinlichkeit besitzt.

Meine Theorie ist, dass die physikalischen Gesetze und Konstanten mindestens zwei Aufgaben haben. Die erste ist die allgemein anerkannte Aufgabe, die physikalischen Bewegungen der Körper und Teilchen und das Zusammenspiel dieser Teilchen mit Kräften wie dem Elektromagnetismus zu regeln. Es ist wesentlich, diese physikalischen Gesetze zu verstehen und zu beherrschen, wenn wir voraussagen wollen, wie lange zum Beispiel eine Rakete braucht, um den Saturn zu erreichen, oder wie lange der Prozess des radioaktiven Zerfalls beim Uran dauert.

Aber in meiner Hypothese gehe ich weiter und stelle die weitaus kontroversere Behauptung auf, dass die Naturgesetze und -konstanten noch eine zweite wichtige Aufgabe haben: Sie beinhalten darüber hinaus auch noch eine Art Entwicklungsprogramm. Sie funktionieren wie eine kosmische DNA. Es gibt eine versteckte Information darin, und zwar einen Entwicklungscode, ein genetisches Programm. Es ist wie ein Computerprogramm, das die Entstehung von Leben und Intelligenz steuert. Damit ist gemeint, dass die Entstehung von Leben und Intelligenz in den physikalischen Gesetzen und Konstanten auf ganz fundamentale Weise enthalten ist. Das ist meine Version des starken anthropischen Prinzips. Bis jetzt ist das noch eine radikale Behauptung, aber das ändert sich gerade. Ich glaube, eine Anzahl prominenter Wissenschaftler beginnt wirklich, über diese Möglichkeit ernsthaft nachzudenken–zum Beispiel Martin Reese, Paul Davies, Freeman Dyson, Seth Shostak und andere.

Ich behaupte, dass das ganze Ensemble physikalischer Gesetze und Konstanten tatsächlich ein Entwicklungscode ist, und zwar genau im gleichen Sinne wie die DNA. Er beschreibt die Ontogenese dessen, was für einen Organismus wesentlich ist, und stellt für die Kopie dieses Organismus einen Plan oder eine Skizze zur Verfügung.

WIE: Meinen Sie mit Organismus in gewisser Weise das Universum selbst? Wollen Sie damit sagen, dass die Entwicklung des "Organismus" in diesem Fall wesentlich die Evolution des Universums ist?

GARDNER: Genau. Und das ergibt eine ganze Menge Spiegelbilder von einigen uns vertrauten Vorstellungen. Zum Beispiel hat bei einer solchen Weltanschauung die Evolution auf der Erde wirklich mehr Ähnlichkeit mit der Ontogenese, dem Prozess, den ein einzelner Organismus bei seiner Entwicklung durchläuft. Es handelt sich um den Prozess, durch den ein Organismus von einer befruchteten Eizelle zu einem voll ausgereiften Individuum einer bestimmten Art heranwächst. Und meine Hypothese besagt, dass im gesamten Universum alles immer wieder reproduziert wird, dass die physikalischen Gesetze und Konstanten nicht bei jeder Zündung eines Urknalls wieder neu gemischt werden. Sie sind tatsächlich kontrolliert, sie entsprechen einem Muster. Sie sind auf die gleiche Art strukturiert, wie die Geburt und Entwicklung eines neuen Individuums aus einer bestimmten Art durch die DNA strukturiert sind.

WIE: Sehen Sie dieses Szenario analog zum Prozess der geschlechtlichen Fortpflanzung beim Menschen, bei dem die DNA kombiniert und so ein neues Individuum gezeugt wird? Meinen Sie damit, dass das Universum sich als ein solches Individuum restrukturiert und seine DNA für zukünftige Nachkommen verändert?

GARDNER: Genau.

WIE: Und Sie sagen, dass sich im Universum etwas entwickelt–dass etwas geboren wird.

GARDNER: Ja. Das Universum ist im Prinzip dabei, lebendig zu werden.

WIE: Was sind dann Ihrer Meinung nach die philosophischen und spirituellen Implikationen?

GARDNER: Sie sind ganz enorm. Lassen Sie mich den Physiker Paul Davies zitieren: "Wenn eine verlässliche Kausalität zwischen der Ursuppe und dem Leben besteht, dann ist in den Naturgesetzen eine verborgene Botschaft verschlüsselt, ein kosmischer Imperativ, der ihnen sagt ‚Macht Leben!' und mit dem Leben auch dessen Nebenprodukte Geist, Wissen und Verstehen. Das bedeutet, dass die Gesetze des Universums die Möglichkeit, sie zu verstehen, mit entwickelt haben. Das ist eine atemberaubende Sicht der Natur, eine majestätische Geste, großartig und erhebend. Ich hoffe, dass es so ist. Es wäre wunderbar, wenn es so wäre. Aber wenn es so ist“–und das ist Paul Davies wichtigster Punkt–"dann bedeutet das einen Wandel im wissenschaftlichen Weltbild, der genau so tief greifend ist wie der, den Kopernikus und Darwin zusammengenommen verursacht haben.“

Diese Sicht auf das Universum würde unsere Vorstellung vom Wesen der Natur vollständig verändern. Bei dieser Sichtweise ist das Universum grundsätzlich nicht eine Zufallsansammlung toter Materie, und die Entstehung des Lebens und der Intelligenz nicht irgendein merkwürdiger Unfall. Im Gegenteil, bei dieser Sichtweise ist die Intelligenz in die physikalischen Naturgesetze eingebaut. Das bedeutet, dass die Entstehung von Leben und Intelligenz vorprogrammiert ist.

artikel drucken email an die redaktion artikel versenden inserieren nachdrucken