Antwort auf McCall und Balashov

Zu Beginn möchte ich Storrs McCall und Yuri Balashov für ihre Kommentare zu meinem Buch Time and the Metaphysics of Relativity (TMR) danken. Es ist wirklich eine Ehre, dass es Gegenstand dieser Veranstaltung der Philosophy of Time Society war. Um ihre Kritik in den richtigen Kontext zu stellen, wird es hilfreich sein, wenn wir einen Schritt zurückgehen, um das umfassendere Projekt zu betrachten, mit dem ich mich in diesem Buch befasse. Time and the Metaphysics of Relativity ist Teil einer allgemeineren Untersuchung, durch die ermittelt werden soll, ob Zeit zeitlich oder zeitlos ist, das heißt ob (um es mit einer Entlehnung der gängigen Terminologie von McTaggart zu sagen) eine A- oder eine B-Theorie der Zeit zutreffend ist. Eines der Hauptargumente für die B-Theorie ist, dass die Spezielle Relativität (SR) sie verlangt. Daher ist eine Untersuchung des Zeitbegriffs in der Relativitätstheorie erforderlich.

Nun hat eine physikalische Theorie zwei Komponenten: einen mathematischen Formalismus und eine physikalische Interpretation dieses Formalismus. Die SR hat drei verschiedene physikalische Interpretationen, die empirisch äquivalent sind. In der positivistischen Ära wurden diese Unterschiede außer Acht gelassen, da man empirisch äquivalente Theorien nur für verschiedene linguistische Formulierungen derselben Theorie hielt. Doch mit dem Zusammenbruch des Positivismus können die Unterschiede zwischen konkurrierenden physikalischen Interpretationen der SR nicht länger ignoriert werden, da sie radikal verschiedene Ontologien zur Folge haben.

Lassen Sie mich einen Überblick über die drei verschiedenen Interpretationen geben, die ich in dem Buch unterschieden habe:

1. Die Relativitätsinterpretation: Diese Interpretation postuliert eine klassische 3+1-Ontologie physikalischer Objekte, die in der Zeit fortbestehen. Sie postuliert eine Pluralität von Räumen und Zeiten relativ zu verschiedenen Bezugsrahmen. Messstäbe schrumpfen und Uhren verlangsamen sich relativ zu diesen verschiedenen Bezugsrahmen.

2. Die Raumzeit-Interpretation: Diese Interpretation postuliert eine vierdimensionale Geometrie von geometry von von Raumzeit-Punkten. Das zentrale Merkmal dieser Interpretation ist die Lichtkegel-Struktur in der Raumzeit, und bekannte Begriffe wie Bezugsrahmen, Lichtgeschwindigkeit, usw. spielen bei dieser Interpretation keine Rolle. Objekte sind vierdimensionale Einheiten, deren entsprechende Eigenzeiten und Eigenlängen sich je nach Koordinatensystem ändern.

3. Die Lorentz-Interpretation: Diese Interpretation postuliert eine 3+1-dimensionale Ontologie mit den Merkmalen einer bevorzugten Zeit und eines bevorzugten Ruhesystems. Längenkontraktion und Zeitdilatation erfolgen in der üblichen relativistischen Weise nur bei Systemen, die relativ zu dem bevorzugten Ruhesystem in Bewegung sind.

Es ist entscheidend, diese drei Interpretationen stets voneinander zu unterscheiden, weil Kritiken gegen die eine Interpretation vielleicht nicht auf die anderen Interpretationen anwendbar sind. Mein Argument ist, dass die SR eine zeitlose Theorie der Zeit nur dann unterstützt, wenn erwiesen ist, dass die Raumzeit-Interpretation die richtige Interpretation ist.

Kommen wir auf dem Hintergrund dieses umfassenderen Projekts nun zu meiner Kritik an der Relativitätsinterpretation. Balashovs Kritik wirft zwei Fragen auf: (1) Hielt Einstein an der Relativitätsinterpretation fest, und (2) ist die Relativitätsinterpretation die beste Interpretation?

In Bezug auf (1) erklärt Balashov, dass die „spezielle relativistische Geometrie der Raumzeit in Einsteins Theorie von 1905 implizit vorhanden war.“ Ich vermute, dass diese Behauptung eher aus dem Wunsch entspringt, Einstein für die Raumzeit-Interpretation zu retten, die von Kommentatoren heute bevorzugt wird – um ihn zu einem von uns zu machen – als dass sie auf einer korrekten historischen Auslegung beruht. Balashov rechtfertigt seine Behauptung mit der Erklärung, dass Einstein in seinem Paper von 1905 eine „subtraktive“ Strategie wählte, „indem er Objekte vieler ihrer klassischen Eigenschaften beraubte“, wie beispielsweise ihrer intrinsischen Länge. Das tut er tatsächlich; aber das impliziert keineswegs eine Ablehnung einer Ontologie dreidimensionaler Objekte, die in der Zeit fortbestehen. Ganz im Gegenteil zeigt gerade der Gebrauch von Bezugssystemen, die ihre eigene Zeit und ihren eigenen Raum haben, dass Einstein an eine Vielheit unterschiedlicher Zeiten und Räume denkt. Jedenfalls sagt er etwas Entsprechendes, denn nachdem er Minkowskis Raumzeit-Interpretation übernommen hatte, schrieb er: „Es erscheint natürlicher, die physikalische Realität als eine vierdimensionale Existenz zu verstehen, und nicht wie bisher als Entwicklung einer dreidimensionalen Existenz“ [1] (TMR, S. 79; meine Hervorhebung). Er sagt: „In der Relativitätstheorie können wir das dynamische Bild weiter benutzen, wenn wir dies vorziehen“, doch die Relativitätstheorie bevorzugt „das statische Bild und findet in der Darstellung der Bewegung als etwas, das in der Raumzeit existiert, ein passenderes und objektiveres Bild der Realität“ [2] (TMR, S. 79). Was die Illustration des Magneten und des Leiters in dem Artikel von 1905 betrifft, macht Einsteins Positivismus klar, dass er die Frage, ob der Strom durch die Kraft des Magneten oder durch ein elektrisches Feld induziert ist, als bedeutungslos betrachtet hätte, weil der Strom durch eine nur relative Bewegung entsteht; und deshalb hat die Frage nach seiner Quelle keine objektive Bedeutung. Was er nie bezweifelt, ist, dass der Magnet und der Leiter dreidimensionale Objekte sind, die in der Zeit fortbestehen, wenn auch relativ zu Bezugssystemen. Zuletzt bin ich äußerst skeptisch gegenüber der Behauptung von Balashov, dass „Einstein sich für eine Prinziptheorie entschied, weil er gewiss war, dass die zwei Postulate, auf denen er seine Theorie aufbaute, die Quantenrevolution überstehen würden, die er kommen sah.“ Diese Behauptung verlangt irgendeinen Textbeleg! Ich vermute, dass Einstein 1905 kaum eine Ahnung von dem hatte, was kommen würde, und noch viel weniger davon, dass seine zwei Postulate die bis dahin unentdeckte Quantentheorie überstehen würden. Der Grund, weshalb er eine konstruktive Theorie aufgab, an der er arbeitete (wie seine Korrespondenz aus dieser Zeit belegt), war, dass er keine finden konnte.

Was Frage (2) betrifft, war ich überrascht festzustellen, dass Balashov die Vertretbarkeit der Relativitätsinterpretation verteidigte, da er bisher einer der schärfsten Kritiker dieser Interpretation und ein Verfechter der Raumzeit-Interpretation war. Zu beachten ist jedoch: Wenn er mit seiner Verteidigung der Vertretbarkeit der Relativitätsinterpretation recht hat, dann folgt daraus unmittelbar, dass die SR die zeitlose Theorie der Zeit nicht unterstützt, aber mit der A-Theorie völlig vereinbar ist. Erforderlich wäre nur, dass zeitliches Werden zu Bezugssystemen relativiert wird. Tatsächlich ist das exakt die Position, die Storrs McCall vertrat: „Zeitliches Werden selbst ist nur relativ zu einem Koordinatensystem sinnvoll … jedes Inertialsystem definiert eine andere Aufteilung der Welt in Augenblicke, und somit ein anderes, systemabhängiges Werden.“

Ist die Relativitätsinterpretation jedoch die beste Interpretation? Ich habe zwei Einwände gegen diese Interpretation erhoben: (1) Sie führt zu einer fantastischen Fragmentierung der Wirklichkeit, und (2) ist sie explanativ fehlerhaft. Betrachten wir jeden Einwand für sich.

In Bezug auf (1) ist zu berücksichtigen, dass wir nach der Relativitätsinterpretation, selbst wenn wir nur in Autos aneinander vorbeifahren, buchstäblich verschiedene Zeiten und Räume bewohnen, und dass bei ausreichenden Distanzen Ereignisse, die für mich gegenwärtig und real sind, für Sie zukünftig und unwirklich sind. Wenn wir jedoch in relative Ruhe kommen, dann teilen wir dieselbe Realität. Dinge entstehen und verschwinden einfach durch eine Änderung unserer relativen Bewegung.

Yuri sagt in dieser Hinsicht nur, dass Eigenschaften wie Länge nicht länger intrinsische sondern relationale Eigenschaften sind, wenn wir eine „subtraktive“ Strategie annehmen. Das ist richtig; aber es entkräftet in keiner Weise den Vorwurf, dass wir nach einer relativistischen 3+1-Ontologie eine fantastische Fragmentierung der Wirklichkeit haben, die sich nicht auf Minkowskis 4-D-Interpretation auswirkt.

Ob Einstein daran festhielt oder nicht: Es gibt eindeutig eine Form von Relativitätsinterpretation, die sich ontologisch von einer 4-D-Ontologie unterscheidet. McCall behauptet jedoch, dass es keinen Unterschied gibt. Er sagt: „Die Wahl einer 3D- oder einer 4D-Ontologie sollte kein entweder/oder sein, sondern ein sowohl/als auch.“ Diese Ontologien sind nur unterschiedliche Denkweisen über dieselbe Realität. Sie sind „transformatorisch äquivalent“. „Die These einer 3D/4D-Äquivalenz behauptet, dass alles, was über die 3D-Welt von Objekten gesagt werden kann, die sich in der Zeit bewegen und verändern, restlos in Aussagen über 4D-Objekte und Ereignisse in der Raumzeit übersetzt werden kann; und umgekehrt lässt sich alles, was über 4D-Objekte gesagt werden kann, in Aussagen über 3D-Objekte übersetzen.“

Ich bin völlig anderer Meinung. Erstens hat die Behauptung, dass Übersetzbarkeit eine ausreichende Bedingung für ontologische Identität ist, einen gewissen Positivismus an sich. Die Relativitätsinterpretation postuliert eine Unendlichkeit verschiedener Zeiten und Räume; die Raumzeit-Interpretation postuliert eine einzige 4-D-Raumzeit. Diese sind ontologisch nicht dasselbe, selbst wenn sie „transformatorisch äquivalent“ sind. Stellen Sie sich vor, dass Gott ein ganzes 4-D-Kontinuum erschafft, und stellen Sie sich im Gegensatz dazu vor, dass Gott sukzessiv eine 3-D-Scheibe nach der anderen erschafft. Es sind eindeutig verschiedene Ontologien! Zweitens scheitert die Übersetzbarkeitsthese. Dies ist die Beweislast meines Buchs The Tensed Theorie of Time. Behauptungen, die innerhalb einer 3-D-Ontologie zulässig sind, wie: „Die Sitzung beginnt jetzt“, sind in Wirklichkeit nicht in den zeitlosen Satz übersetzbar, den die Raumzeit-Interpretation verlangt.

Die Relativitätsinterpretation und die Raumzeit-Interpretation sind also eindeutig verschieden, und die Erstere ist in einer Weise fantastisch, wie es die Letztere nicht ist.

In Bezug auf (2) die explanative Unzulänglichkeit der Relativitätsinterpretation ist zu berücksichtigen, dass die Relativitätsinterpretation 3-D-Kontinuanten postuliert, die ohne irgendeinen Grund nur durch relative Bewegung schrumpfen oder sich ausdehnen. Diese bleiben in der Relativitätsinterpretation ohne Erklärung, anders als in der Raumzeit-Interpretation. Balashov sagt, dass eine Prinziptheorie Phänomene erklärt, „indem sie zeigt, dass sie aus den Postulaten folgen.“ Doch dies kommt der Aussage gleich, dass die Theorie sie überhaupt nicht erklärt. Wenn man genug in die Postulate einer Theorie hineinpackt, kann man ableiten, was immer man will! Die SR erlaubt uns, die Phänomene abzuleiten, aber sie kann nicht erklären, warum sie auftreten. Balashov verteidigt die Relativitätsinterpretation, indem er sagt, dass sie sich in guter Gesellschaft befindet, weil die Thermodynamik ähnlich „defizitär“ ist. Doch diese Illustration bestätigt meine Position. Denn die klassische Thermodynamik war in Bezug auf den Zweiten Hauptsatz der Entropiezunahme explanativ unzureichend. Erst als eine statistische Analyse in der Thermodynamik Anwendung fand, wurde der Zweite Hauptsatz verständlich im Sinne der größeren Wahrscheinlichkeit ungeordneter Zustände, die zum Gleichgewicht tendieren. Die ursprüngliche Theorie war definitiv explanativ unzulänglich, und der statistische Ansatz stellte einen echten Fortschritt dar. Selbst heute bleibt die Frage der Richtung der Entropiezunahme ein explanativer Mangel der Thermodynamik und ist Gegenstand einer besonders heißen Debatte auf diesem Gebiet. Man wischt das Problem nicht einfach mit einer Handbewegung vom Tisch, indem man sagt: „Also gut, die Thermodynamik ist eine Prinziptheorie, und somit ist es nicht nötig, nach einer Erklärung für eine unidirektional verlaufende Entropiezunahme zu suchen!“ Außerdem stelle ich überrascht fest, dass Yuri die Postulate der Relativitätstheorie so darstellt, als ob sie „auf einer Fülle empirischer Beweise“ beruhen. Ganz im Gegenteil ist es empirisch unmöglich, das Lichtpostulat zu begründen, weil wir die Geschwindigkeit des Lichts in einer Bewegungsrichtung nicht messen können.

Die Relativitätsinterpretation ist also fantastisch und explanativ defizitär. Eigentlich sollte Yuri als ein Verfechter der Raumzeit-Interpretation uns darin zustimmen! Bedeutet dies, dass wir deshalb die Raumzeit-Interpretation annehmen müssen, dass der B-Theoretiker recht hat? Nein, denn ich argumentiere, dass eine Neo-Lorentz-Interpretation sogar noch besser ist als die Raumzeit-Interpretation.

Wenden wir uns also der Frage der Rechtfertigung der Lorentz-Interpretation zu. Für mich war interessant, dass keiner meiner Erwiderer einen Kommentar über das äußerte, was meiner Meinung nach die zentrale und radikalste These meines Buchs ist, nämlich, dass der klassische Zeitbegriff auf metaphysischen und insbesondere auf theologischen Grundlagen beruht, die gegen die relativistische Kritik immun sind, da diese auf essentiell verifikationistischen Vermutungen beruht, die fast universal als unhaltbar und obsolet erachtet werden. Inbesondere zeige ich, dass Newtons Konzept der absoluten Zeit unmittelbar auf Newtons Theismus beruht – was übrigens der Grund ist, weshalb Newton völlig zu Recht mehr Raumzeit-Struktur postulierte, als seine Bewegungsgesetze es verlangten. Die Grundlagen der absoluten Zeit waren nicht physikalisch, sondern metaphysisch, nämlich Gottes immerwährende Dauer. Mein Argument ist: Wenn Gott existiert und eine zeitliche Theorie der Zeit wahr ist, muss Gott temporal sein, wie Newton glaubte, und deshalb muss eine bevorzugte Simultaneitätsklasse von Ereignissen existieren, in welchem Fall eine Lorentz-Interpretation richtig sein muss. Lorentz selbst erkannte die Verbindung seiner Theorie mit dem Theismus. In einem Brief an Einstein im Jahr 1913 schrieb er:

Kurz, welche Interpretation der Relativitätstheorie wir annehmen, wird entscheidend von gewissen metaphysischen Fragen abhängen. Die Frage der richtigen Interpretation der Relativitätstheorie ist nicht nur eine physikalische, sondern eine metaphysische Frage.

Für diejenigen, die sich scheuen, im Kontext einer physikalischen Theorie über Gott zu sprechen, lässt sich mein Argument meiner Meinung nach von seiner theistischen Prämisse befreien. Denn ich argumentiere auch, dass es andere metaphysische und physikalische Gründe gibt, die Lorentz-Interpretation der Raumzeit-Interpretation vorzuziehen. Diese werden in meinem Band The Tenseless Theorie of Time dargelegt. Beachten Sie, dass einer dieser Gründe nicht darin besteht, dass die Lorentz-Interpretation der Raumzeit-Interpretation explanativ überlegen ist. Yuri verwechselt diese Behauptung mit meiner ganz anderen Behauptung, dass die Relativitätsinterpretation vis-à-vis sowohl der Raumzeit-Interpretation als auch der Neo-Lorentz-Interpretation explanativ defizitär ist. Mein Argument ist vielmehr, dass es keinen guten Grund gibt zu denken, dass eine Entität wie Raumzeit existiert. Ich denke ganz im Gegenteil, dass eine solche Ontologie mehreren starken Einwänden unterliegt, die ich in dem Buch darlege. Die Frage ist also, ob eine Neo-Lorentz-Interpretation eine plausible Option für denjenigen ist, der Theist oder A-Theoretiker sein möchte. Mit anderen Worten liegt die Beweislast bei dem Raumzeit-Theoretiker, der zeigen muss, dass eine Neo-Lorentz-Theorie mit derart enormen Widerlegungen konfrontiert ist, dass sie nicht angenommen werden sollte.

Balashovs Behauptung, dass meine Analyse des Fortschritts der Lorentz-Theorie in Kapitel 1 des Buchs allzu vereinfachend ist, ist sowohl wichtig als auch interessant. Ich habe mich darin weitgehend auf die Analyse von Eli Zahar gestützt. Mein Ziel war nur, den Einwand zu untersuchen, dass Lorentz‘ Modifikationen seiner Theorie ad hoc geschahen. Balashov behauptet, dass eine adäquate Neo-Lorentz-Theorie annehmen muss, dass alle Materie-Gesetze Lorentz-invariant sind (oder, genauer gesagt, zu sein scheinen). Überraschend ist aber, dass er anerkennt, dass Lorentz diese Annahme bereits 1899 getroffen hatte und dass er darüber hinaus „eine wirklich gute Rechtfertigung“ hatte, dies zu tun. Dies zeigt klar, dass Lorentz‘ spätere Modifikationen nicht ad hoc geschahen – Balashov bezeichnet sie sogar als „Kleinigkeit“ – quod erat demonstrandum. Somit ist diese Sache zwar interessant, aber keine Widerlegung der Lorentz-Interpretation.

Balashov meint aber, dass im näheren Umfeld eine Widerlegung zu entdecken ist, nämlich der Einwand „keiner Verschwörung“. Balashovs Formulierung dieses Einwandes unterscheidet sich jedoch signifikant von dem traditionellen Einwand. Der traditionelle Einwand ist, dass die Natur nicht in einer Art Verschwörung durch Längenkontraktion und Uhrretardation fundamentale Asymmetrien in der Natur vor uns verbergen würde. Dieser traditionelle Einwand wird teilweise durch die Erkenntnis widerlegt, dass nur gleichförmige Bewegung in Bezug auf den fundamentale System verborgen ist. Beschleunigung und Rotation sind nicht verborgen, und Einsteins Versuch, das Prinzip der Äquivalenz in seiner allgemeinen Theorie auf solche Bewegungen auszudehnen, ist als Fehlschlag bekannt.

Doch Balashovs Einwand „keiner Verschwörung“ bezieht sich nicht auf das Verbergen von Asymmetrien. Er besagt vielmehr, dass die Lorentz-Invarianz eine Eigenschaft ist, die zufällig alle Gesetze gemeinsam haben, von denen Systeme in Raum und Zeit bestimmt werden. Es ist, so behauptet er, eine unerklärliche Koinzidenz, dass alle Gesetze, die für verschiedene Arten von Materie gelten, die Eigenschaft der Lorentz-Invarianz gemeinsam haben.

Dieser Einwand beruht auf einem Missverständnis. Denn das charakteristische Merkmal der Lorentz-Interpretation ist, dass sie die Lorentz-Invarianz ablehnt. John Bell bemerkte dazu, als er über die Verletzung der Bellschen Ungleichungen nachdachte:

Nach dieser Auffassung ist die Lorentz-Invarianz nur scheinbar nicht real.

Nun bleibt die Frage bestehen: Warum scheinen alle materiellen Systeme Lorentz-invariant zu sein? Doch diese Frage wird in zeitgenössischen Neo-Lorentz-Theorien angesprochen. Simon J. Prokhovnik, beispielsweise, erklärt in einem Essay die scheinbare Lorentz-Invarianz aller materiellen Systeme durch den retardierten potentiellen Effekt. Wenn er recht hat, erklärt dies, warum alle materiellen Systeme durch Bewegung relativ zum fundamentalen Bezugssystem beeinflusst werden. Zu beachten ist auch, dass H. E. Ives die Lorentz-Transformationen aus den Energieerhaltungsgesetzen und den Gesetzen der Strahlungsenergie-Übertragung ableiten konnte. Setzt man diese elementaren Gesetze voraus, werden die Lorentz-Transformationen für jedes materielle System gelten, das diesen Gesetzen unterliegt.

Zuletzt werfe ich, da es ein bevorzugtes Bezugssystem gibt, das mit Gottes „jetzt“ in der absoluten Zeit assoziiert wird, die Frage auf: „Stellt kosmische Zeit ein sinnvolles Maß für Gottes Zeit dar?“ Ich argumentiere, dass dies in der Tat plausibel ist. In dem Buch habe ich alle drei Einwände von Yuri behandelt: (1) Die Tatsache, dass kosmische Zeit eine Eigenschaft idealisierter Modelle ist, die allenfalls nur eine Annäherung an unser Universum bieten, beweist, dass kosmische Zeit nur ein annäherndes Maß für Gottes Zeit ist. (2) Die Kontingenz der kosmischen Zeit beweist nur, dass sie kontingent mit Gottes Zeit zusammenfällt. (3) Die Existenz der kosmischen Zeit hängt nicht von einer realistischen Auslegung der Raumzeit ab.

Was den Beweis aus der Quantentheorie betrifft, unterschätzt Balashov die Herausforderung, vor welche die allgemein akzeptierte Interpretation der Relativitätstheorie durch die EPR-Experimente gestellt wird. Es gibt keine plausible Lösung, die keine bevorzugten Hyperebenen der Simultaneität postuliert. Das Blatt hat sich gewendet und die Evidenz beginnt nun, Lorentz‘ Voraussage zu erfüllen: „Meiner Meinung nach ist es nicht unmöglich, dass dieser Weg, der gegenwärtig tatsächlich aufgegeben wird, in der Zukunft erneut mit guten Ergebnissen eingeschlagen werden wird, und sei es nur, weil er dazu führen kann, neue experimentelle Ergebnisse zu durchdenken“ (TMR, S. 234).

(Übers.: Marita Wilczek)

Link to the original article in English: http://www.reasonablefaith.org/response-to-mccall-and-balashov#ixzz4ctogyNiU

 

Referenzen

The Tensed Theory of Time: A Critical Examination. Synthese Library 293. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2000.

The Tenseless Theory of Time: A Critical Examination. Synthese Library 294. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2000.

Time and the Metaphysics of Relativity. Philosophical Studies Series 84. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2001.

• [1]

  Aus dem Englischen übersetzt

  Aus dem Englischen übersetzt

• [2]

  Aus dem Englischen übersetzt

  Aus dem Englischen übersetzt

• [3]

  zitiert aus: Der Geist im Atom: Eine Diskussion der Geheimnisse der Quantenphysik, hrsg. von P. C. W. Davies und J. E. Brown, Basel 1988, S. 65-66

  zitiert aus: Der Geist im Atom: Eine Diskussion der Geheimnisse der Quantenphysik, hrsg. von P. C. W. Davies und J. E. Brown, Basel 1988, S. 65-66