Determinismus und Kausalität

Was zuerst auffällt: Die Konzepte von Kausalität und Determinismus sind so grundsätzlich, dass sie nicht nur wissenschaftlich, sondern auch philosophisch intensiv diskutiert werden.

Während Kausalität ganz allgemein den Zusammenhang zwischen Ursache und Wirkung eines beliebigen Ereignisses beschreibt und als Basis wissenschaftlichen Denkens kaum umstritten ist, geht das Prinzip des Determinismus deutlich darüber hinaus: Es postuliert, dass alle Ereignisse durch vorherige Ereignisse bestimmt sind – in Übereinstimmung mit den unveränderlichen Naturgesetzen. Da es in diesem Modell keinen Zufall geben könnte, wären in einem deterministischen Universum der Zustand aller Dinge zu jedem Zeitpunkt exakt vorhersagbar, wenn man nur alle relevanten Informationen hätte. Eine solche Sichtweise der Dinge wird oft auch als „kausale Geschlossenheit“ der physikalischen Welt bezeichnet.

Und hier wird es dann gleich interessant: Je weiter wir uns im Bereich der unbelebten Welt auf die Prinzipien von Kausalität und Determinismus einlassen, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass diese Konzepte auch für biologische Systeme und damit letztlich auch für menschliches Verhalten eine Bedeutung haben. Oder umgekehrt: Sähen wir schon in der physikalischen Weltbetrachtung Raum für Zufälle, Chaos oder unerklärbare Kräfte, dann wäre bei der Betrachtung komplexer lebender Systeme wohl kaum noch Raum für einen strengen Determinismus.

Um die Sache noch etwas komplizierter zu machen: Es gibt unterschiedliche Spielarten des Determinismus. Sie unterscheiden sich insbesondere dahingehend, ob sie die Besonderheiten komplexer (bzw. lebender) Systeme berücksichtigen und damit das Prinzip des Reduktionismus hinter sich lassen. In unserem kleinen Selbsttest kamen Sie damit in Berührung.

Zunächst kann man festhalten: Ein extremer (also ganz konsequenter) Determinismus ist ziemlich unplausibel; es ist ganz schön anstrengend, ihn durchzuhalten.
In seiner vollen Ausprägung würde er nämlich postulieren, dass in dem Moment des Inkrafttretens der Naturgesetze (also einige Millisekunden nach der Singularität des Urknalls) schon alternativlos feststand, dass ich jetzt gerade hier diese Tasten auf meiner Laptop-Tastatur drücke und Sie jetzt gerade diese Worte auf einem Trägermedium (Papier oder Screen) lesen. Wenn diese Aussage stimmen würde, müssten natürlich auch alle dazwischenliegenden Ereignisse – also sowohl die erste Bildung von Materie-Strukturen vor ca. 13 Milliarden Jahren bis hin zu Ihrer Geburt und meinem heutigen Gesundheitszustand – in einer ununterbrochenen Kausalkette verbunden sein. Das würde natürlich den Meteoriten einschließen, der vor ca. 65 Millionen Jahren das Ende der Dinosaurier einläutete und jede einzelne Migrations-Entscheidungen unserer frühmenschlichen Vorfahren usw.

Die meisten Menschen würden solche Gedankenkonstruktionen wohl intuitiv ablehnen und auf Zufälle oder die Chaos-Theorie verweisen.

Was ist eigentlich Zufall?

Fangen wir mal mit dem Zufall an und verbleiben wir in der physikalischen Welt (die mögliche Determiniertheit des Menschen wird weiter unten Thema):

Nahezu alles, was wir in unserem alltäglichen Sprachgebrauch dem Zufall zuschreiben, ist zweifellos ein Teil einer geschlossenen Kausalkette. Das bedeutet: Würden wir die (vollständigen und genauen) Ausgangsbedingungen vor einem Ereignis kennen und ebenfalls alle momentan einwirkenden Kräfte (mitsamt ihren Wechselwirkungen), so wäre das vermeintlich zufällige Geschehen (also z.B. das Ergebnis eines Münzwurfs) zu 100% erklärt.

Das trifft für jeden Autounfall („was für ein glücklicher Zufall, dass wir den Baum um wenige Zentimeter verfehlt haben“) genauso zu wie auf das gleichzeitige Reißen beider Bremszüge bei einer Bergabfahrt mit dem Fahrrad („das war eindeutig Schicksal“). Ja, wir haben viele Namen für Ereignisse, die wir eher unwahrscheinlich finden. Aber: Prinzipiell lassen sich alle wirkenden Kräfte in bekannte Gleichungen einfügen und das entstandene Ergebnis ist plötzlich das einzig mögliche!

Der Begriff „Zufall“ ist meist so etwas ein Lückenbüßer: Wir benutzen ihn, wenn es aussichtslos oder zu aufwendig erscheint, alle Wirkfaktoren, alle an der Kausalkette beteiligten Elemente, zu erfassen oder gar zu messen. Wir bezeichnen damit auch vermeintlich unwahrscheinliche Begebenheiten – und vergessen dabei, wie oft unwahrscheinliche Dinge (wie ein Lottogewinn) auch tatsächlich nicht passieren. Sie passieren nämlich genau so oft bzw. selten, wie es ihrer Wahrscheinlichkeit (die im Prinzip – wie ein Flugzeugabsturz – berechenbar wäre) entspricht.

Der Punkt mit dem Zufall geht also zunächst ziemlich eindeutig an das Team „Determinismus“.

Und die Quanten?

Der Sieg wäre allerdings noch eindeutiger, wenn es da nicht diese sperrige Quantenphysik gäbe (die schon Einstein geärgert hat). Wirklich ernst zu nehmende Leute (wie z.B. der Nobelpreisträger des Jahres 2022, Anton Zeilinger) sind nach jahrzehntelanger Forschung davon überzeugt, dass es im Bereich der Teilchenphysik so etwas wie „echte“ Zufälle gibt, also Phänomene oder Zustände die prinzipiell nicht vorhersagbar oder berechenbar sind. Allerdings ist umstritten, ob bzw. wie weit solche exotischen Vorgänge auf subatomarer Ebene (z.B. sog. Quantensprünge) eine Bedeutung für die Kausalität von Ereignissen in unserer Alltagswelt haben. Obwohl wir von technischen Gerätschaften umgeben sind, die auf Prinzipien der Quantenmechanik beruhen (Laser, Halbleiter, Smartphones, MRT), ist weiter davon auszugehen, dass unsere „normale“ gegenständliche Umwelt nach den (eindeutig deterministischen) Prinzipien der klassischen Physik funktioniert. Sogar innerhalb der Quantenphysik gibt es eine Auseinandersetzung um die Frage, ob es nicht zukünftig auch deterministische Interpretationen geben könnte.
Darüber hinaus setzt die Quantenphysik ja bekannter Weise die Berechenbarkeit unserer Welt keineswegs außer Kraft: Selbst wenn es auf mikroskopischer Ebene Bereiche gibt, in der nur Wahrscheinlichkeitsaussagen möglich sind, können auf dieser Grundlage mit Hilfe der Gleichungen der Quantenmechanik exakte Vorhersagen erstellt werden.

Das Zwischenergebnis könnte also lauten: Viel weniger Zufall, als man intuitiv denkt – aber der Determinismus und die exakte Vorhersagbarkeit auf Mini-Teilchen-Ebene haben selbst in physikalischen Welt wegen der festgestellten Unschärfen und Zufallseffekte offenbar gewisse Grenzen.

Aber die Chaos-Theorie….

Mit der Chaos-Theorie werden wir schneller fertig. Die meisten kennen den Begriff wohl im Zusammenhang mit dem „Schmetterlings-Effekt“, bei dem angeblich der Flügelschlag eines Schmetterlings letztlich einen weit entfernten Tornado auslösen könnte.
Das Konzept soll die inhärente Unvorhersehbarkeit und Sensitivität komplexer Systeme gegenüber geringfügigen Veränderungen in ihren Anfangsbedingungen verdeutlichen. Nun ist die Komplexität und die Wechselwirkung auch von minimalsten Wirkfaktoren nicht automatisch ein Argument gegen eine innewohnende zwingende Kausalität. Insbesondere spielt hier die Unterscheidung zwischen „Vorhersagbarkeit“ und „kausaler Determiniertheit“ eine Rolle: Auch chaotische Systeme verhalten sich nämlich keineswegs völlig „regellos“ und beinhalten jede Menge nachvollziehbarer (kausal verbundener) Einzelschritte; allerdings sind langfristige Vorhersagen oft tatsächlich nicht möglich – auch wegen der Komplexität von Wechselwirkungen zwischen Einzelfaktoren.
Insgesamt könnte man – mit genug Daten und Wissen um die Zusammenhänge – die Chaos-Theorie als Determinismus-Killer wohl ähnlich entzaubern wie den banalen Zufall.

Vergesst nicht die Emergenz!

Wie im Kapitel über Wissenschaft schon angesprochen, hat sich das Prinzip der Emergenz als Gegenspieler eines deterministischen Reduktionismus etabliert: Wenn auf höheren Organisationsebenen die Materie auf einmal qualitativ neue Eigenschaften aufweist, die den Einzelbausteinen ganz offensichtlich nicht innewohnen – hat sich dann die Sache mit der Determiniertheit nicht erledigt?
Als Beispiele für Emergenz werden so unterschiedliche Phänomene genannt wie Nässe, Wetter, Bewusstsein, Ameisen-Staaten oder gesellschaftliche Entwicklungen.

Zunächst sollte man den Emergenzbegriff nicht überstrapazieren: Nicht jedes Phänomen, das erst durch Zusammenspiel gleichartiger oder unterschiedlicher Elemente sichtbar wird, bedarf einer zusätzlichen Erklärung. Häufig sind sie unmittelbar von den chemischen Eigenschaften der Moleküle ableitbar und – wie das Phänomen der Nässe – auch eindeutig vorhersehbar.
Spannender sind unvorhersehbare qualitative Entwicklungen, die auf komplexeren Interaktionseffekten beruhen. Hier stellt sich dann die Frage, ob die Unmöglichkeit der exakten Vorhersage auch die Kausalität bzw. Determiniertheit aufhebt.
Festzuhalten wäre erstmal, dass ja die physikalischen Eigenschaften der Ausgangselemente nicht verändert oder beliebig wird: Jede Emergenz setzt ja das Zusammenspiel genau der Einzelbausteine mit genau den Eigenschaften und den Interaktionsoptionen voraus. Auch widersprechen die emergenten Phänomene ja nicht den bekannten Naturgesetzen, sondern beruhen auf ihnen.
Das Prinzip der Determiniertheit wäre erst dann durchbrochen – so lässt sich argumentieren -, wenn absolut (!) gleiche Ausgangsbedingungen, auf die absolut gleiche Kräfte (Einflüsse) wirken, zu unterschiedlichen (emergenten) Ergebnissen führen würden. Diese Logik wäre unabhängig davon stichhaltig, dass die emergenten Phänomene selbst überraschend und nicht vorhersehbar sein können. Eindeutige Beispiele dafür scheint es aber nicht zu geben.
Zumindest auf der makroskopischen Ebene bringt man mit der vermeintlichen Trumpfkarte Emergenz den Stich nicht nach Hause.

Und der Sieger heißt…

Trotz der überragenden Bedeutung und der überzeugenden inneren Logik des deterministischen physikalischen Weltbildes, lassen sich kleine Risse im System auf Quantenebene finden. Aber selbst ca. 100 Jahre nach dem Quantenschock ist in der physikalischer Forschung und Theoriebildung der Grundsatzstreit über den Determinismus noch nicht endgültig entschieden.

Dabei geht es in erster Linie um das Prinzip: Denn Unschärfen bei der lückenlosen Erfassung aller Wirkfaktoren und bei der Messung aller Variablen und ihrer Wechselwirkungen sind in der komplexen Realität praktisch nie zu vermeiden. Aber beweist das ein Versagen der Naturgesetze?
Vielleicht hilft ja die berühmte „Weltformel“ weiter, die – so hofft die theoretische Physik – demnächst alle physikalischen Phänomene in einem Modell vereinigen kann.

Für unsere weiteren – eher biologischen, psychologischen, gesellschaftlichen und politischen – Betrachtungen ist die sehr abstrakte Frage der Determiniertheit aller physikalischen Prozesse eher zweitrangig. Die wirklich spannende und relevante Frage der Autonomie von biologischen Systemen und der menschlichen Willensfreiheit wird meist nicht auf der Ebene von Zufallseffekten auf Quantenebene diskutiert (obwohl auch das versucht wird).
Diese für das Menschenbild und die WELTGESTALTUNG relevante Auseinandersetzung verfolgen wir in den u.g. Nachfolge-Themen weiter – natürlich insbesondere mit dem Dauerbrenner „Willensfreiheit„.