Naturgesetz
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Naturgesetz
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2006-01-31T23:43:47Z
Uhr
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/* Göttliche Gesetze für die Natur */
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Ein '''Naturgesetz''' ist eine Regelmäßigkeit, die bei Erscheinungen in der [[Natur]] auftritt und durch zahlreiche Beobachtungen oder Experimente untermauert wird. Von einem Naturgesetz spricht man vor allem dann, wenn ein allgemein notwendiger, wesentlicher Zusammenhang zwischen Ursache und Wirkung zu bestehen scheint.
<!--
In der [[Physik]] wird ein zwingender Zusammenhang zwischen Ursache und Wirkung mittels [[physikalisches Gesetz | physikalischer Gesetze]] hergestellt, die allerdings nie für die Natur selbst, sondern immer nur für [[physikalisches System | physikalische Systeme]] gelten.
Schlechter Ausdruck, weiterhin ziemlich falsch:
* Ursache und Wirkung sind z.B. bei elektromagnetischen Wellen verquickt
* Physikalische Gesetze gelten für alle Systeme (chemische, biologische, soziale).
-->
==Einleitung==
Ob Naturgesetze Bestandteil der Natur sind und den Vorgängen zugrunde liegen, oder ob sie vielmehr Konstrukte zur Beschreibung von Naturvorgängen sind, ist umstritten. Nach der erstgenannten Auffassung sind die Naturgesetze unumgängliche Regeln, nach denen sich die Natur verhält. Ziel der [[Naturwissenschaften]] ist es dann, diese Gesetze zu erforschen. Der Wissenschaftler ist ''Entdecker'' der Naturgesetze. Als Mittel zur Aufdeckung der Naturgesetze wird entweder das Experiment und die Beobachtung ([[Empirismus]]) oder die Vernunft und das analytische Denken ([[Rationalismus]]) bevorzugt. Nach der letztgenannten Auffassung werden die Naturgesetze von Menschen als Abstraktionen der beobachteten Naturvorgänge geschaffen. Der Wissenschaftler ist ''Erfinder'' der Naturgesetze. Diese Auffassung liegt zum Beispiel dem [[Konstruktivismus (Philosophie)|Konstruktivismus]] zugrunde. Oft wird es auch vermieden, von Naturgesetzen zu sprechen, da die spätere [[Falsifikation]] eines für richtig gehaltenen Gesetzes nie ausgeschlossen werden kann.
==Göttliche Gesetze für die Natur==
Viele Religionen lehren die Erschaffung der Welt und ihrer Naturgesetze durch einen göttlichen Schöpfungsakt. Auch dort, wo kein Gott konkret in das Geschehen eingreife, laufe alles nach göttlichen Regeln ab. Danach wären die Naturgesetze etwas, das außerhalb oder über der Natur steht. In jedem Fall sind sie nach diesem Verständnis für sich existent, und nicht nur beschreibende Konstrukte des menschlichen Geistes. Auch viele nicht-religiöse Menschen gehen von einer solch realen Existenz der Naturgesetze aus, wie auch immer sie entstanden und dokumentiert sein mögen.
== Gültigkeit von Naturgesetzen ==
In der modernen Wissenschaftstheorie, wie sie vor allem auf [[Karl Popper]] zurückgeht, können Naturgesetze nicht bewiesen, sondern nur widerlegt werden. Die wissenschaftliche Methode besteht also nicht darin, ein Naturgesetz zu beweisen, sondern ein Modell für die Wirklichkeit aufzustellen und zu versuchen, dieses mit Experimenten zu [[Falsifizierbarkeit|falsifizieren]]. Liefern die Experimente keine Widersprüche zu den Voraussagen des Modells, so kann das Modell als Naturgesetz angenommen werden. Dieses gilt nur, solange nicht neuere Experimente einen solchen Widerspruch zeigen.
Ein hinreichend oft bestätigtes Gesetz wird durch seine Falsifikation jedoch nicht wertlos, denn die vielen vorherigen Experimente beweisen, dass es in einem bestimmten Bereich dennoch in guter Näherung gilt. Jedes neu aufzustellende Gesetz muss daher dieses Gesetz als Grenzfall enthalten. Ein solches Gesetz wird daher in der Regel auch nicht als falsch, sondern als nur eingeschränkt gültig angesehen.
==Naturgesetze als Spiegel des wissenschaftlichen Fortschritts==
Im Laufe der Zeit wurden immer wieder scheinbar unabhängige Gesetze auf jeweils einen zu Grunde liegenden Zusammenhang zurückgeführt. Ein Beispiel hierfür sind die zahlreichen in der Mechanik beschriebenen [[Kraft|Kräfte]] und die Gesetze ihres Wirkens, die letzten Endes alle auf elektromagnetische Wechselwirkungen und die Gravitation zwischen und in den involvierten Körpern zurückgeführt werden können.
Der Übergang von der [[Isaac Newton|Newton'schen]] Physik zur [[Relativitätstheorie|Relativistik]] [[Albert Einstein]]s zeigt wie sich als unumstößlich erkannt geglaubte Gesetze dann doch nur als Modell für einen Spezialfall erweisen.
Diese Überlegung führt zur Suche nach "letzten" und grundlegenden Gesetzen, einem Weltgesetz, auf dem aufbauend "alles" erklärt und aufgebaut werden kann, vergleichbar den mathematischen Axiomen. "[[Stringtheorie]]", "[[Quantengravitation]]" und "[[Große Vereinheitlichte Theorie]]" sind Beispiele für diese Bemühungen nach Vereinheitlichung.
Jedes Naturgesetz, das auf ein allgemeineres Gesetz zurückgeführt werden kann, hat nur noch den Rang eines Modells. Ein Argument für die Vermutung, alle uns bekannten Naturgesetze seien tatsächlich nur Konstrukte des menschlichen Geistes.
== Formulierungsschema ==
Um die Vorgänge exakt zu beschreiben, werden Naturgesetze meist [[Mathematik|mathematisch]] formuliert. Ein Beispiel dafür ist das [[Gravitation]]sgesetz von [[Isaac Newton]]. Es lautet: Die Anziehungskraft ''F'' zwischen zwei Massen <math>m_1</math> und <math>m_2</math> ist proportional der Größe der Massen und umgekehrt proportional zum Abstandquadrat <math>r^2</math>.
:<math> F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}.</math>
''G'' ist dabei ein Proportionalitätsfaktor, der die Massen <math>m_1</math> und <math>m_2</math> und das Inverse des Abstandsquadrats <math> 1/{r^2}</math> miteinander in Relation setzt.
Da dieser als [[Gravitationskonstante]] bezeichnete Faktor in allen denkbaren physikalischen Systemen den exakt gleichen Wert besitzt und eine fundamentale physikalische Wechselwirkung (die Anziehung von Massen untereinander) beschreibt, spricht man von einer [[Naturkonstante]].
==Beispiele für Naturgesetze==
*Licht breitet sich im [[Vakuum]] mit einer universellen Geschwindigkeit aus.
*Wenn biologische Organismen Vererbung haben und ihre Nachkommen sich unterscheiden, wird ihre Population durch Evolution verändert ([[Natürliche Selektion]]).
*Der [[Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik|Zweite Hauptsatz der Thermodynamik]], der aussagt, dass die [[Entropie]] abgeschlossener Systeme nicht abnimmt.
==Kein Naturgesetz==
Die Abgrenzung was ein Naturgesetz ist und was keines, ist nicht immer ganz scharf.
===Widerlegte Naturgesetze===
*Die Genetische Information fließt immer von der [[Desoxyribonukleinsäure|DNA]] zur [[RNA]] und nicht umgekehrt.
**Dieses Dogma der Genetik wurde mit dem Auftauchen der [[Retrovirus|Retroviren]] wie zum Beispiel [[HIV]] und ihre [[reverse Transkriptase]] widerlegt.
*Das Licht braucht den [[Äther (Physik)|Äther]] als Trägermedium.
**Die Ätherlehre wurde am Anfang des 20.Jahrhunderts durch genaue Messungen der [[Lichtgeschwindigkeit]] abgeschafft.
*[[Leben]] entsteht immer wieder neu. ([[Heuaufgusstheorie]])
**Leben entsteht immer durch Zeugung anderer Lebewesen.
**Nur am Anfang des Lebens auf der Erde ist das Leben aus dem Unbelebten neu entstanden.
*[[Organische Chemie|Organische]] Stoffe können nicht aus [[Anorganische Chemie|anorganischen]] hergestellt werden - es wird eine Art "Lebenskraft", die "[[Lebenskraft|Vis Vitalis]]" benötigt.
**Durch [[Friedrich Wöhler]]s erfolgreiche [[Harnstoff]]synthese widerlegt.
*[[Phlogiston]] (griechisch phlogistós – verbrannt) oder Caloricum ist eine hypothetische Substanz, von der man im späten 17. und 18. Jahrhundert glaubte, dass sie allen brennbaren Körpern bei der Verbrennung entweicht, sowie bei Erwärmung in sie eindringt.
**Die Phlogiston-Theorie wurde Ende des 18. Jahrhunderts von [[Antoine Lavoisier]] durch die [[Oxidationstheorie]] abgelöst. Er untersuchte die Gewichtsveränderung verschiedener Stoffe bei [[Oxidation]] bzw. [[Reduktion]] und entdeckte, dass das gerade entdeckte Element [[Sauerstoff]] dabei die entscheidende Rolle spielt.
===Historisches Ereignis, aber kein Naturgesetz===
*Der [[Genetischer Code|genetische Code]] gilt für alle Lebewesen gleichermaßen.
**Die Aussage ist wahr, beruht aber auf einem historisch einmaligen Ereignis (der Evolution des genetischen Codes), nicht auf einer Gesetzmäßigkeit.
*Der Mensch und der Affe haben gemeinsame Vorfahren.
**Die Aussage ist ebenfalls wahr, gilt aber nur für die genannten Arten (Mensch und Affe) und kann daher kein Gesetz mit universeller Gültigkeit sein.
===Mathematischer Lehrsatz, aber kein Naturgesetz===
Viele mathematische Sätze enthalten wichtige Aussagen, die in der Naturwissenschaft und anderswo genutzt werden. So ist der Satz korrekt: Die Winkelsumme im Dreieck in der Ebene beträgt 180 Grad. Nach allgemeiner Meinung ist er allerdings ein mathematischer Lehrsatz, der auf gewissen Grundaxiomen der Geometrie beruht. Er ist aber kein Naturgesetz.
==Offene Fragen==
Es gibt Aussagen in der Naturwissenschaft, die zwar Grundlage vieler Überlegungen sind, die bis jetzt aber nicht sinnvoll überprüft werden können. Ein wichtiges Beispiel ist die Frage nach der eigenständigen Existenz von Information.
Die allgemeine Meinung besagt, Information ohne Informationsträger gibt es nicht.
<!-- hier sollte vielleicht besser ein Verweis auf ein anderes Lemma / Begriffsklärung eingeführt werden -->
==Naturrecht==
Auch die Moralphilosophie oder [[Naturrecht|Naturrechtswissenschaft]] verwendet den Begriff des Naturgesetzes. So besteht das spezifisch für die menschliche Vernunft- und Gewissensnatur erkennbare Naturgesetz nach [[Johannes Messner]] "''nicht in einem unveränderlich für alle Zeiten gleichen Moralkodex, vielmehr in den das vollmenschliche Sein bedingenden und den Menschen verpflichtenden Grundwerten oder Grundprinzipien, die nur in ihrem allgemeinen Gehalt unveränderlich und nur insoweit absolute Geltung besitzen, als sie dem unveränderlichen und selbst einen absoluten Wert darstellenden Grundwesen der Personnatur des Menschen entsprechen.''" Nach Messner drängt das durch den Sündenfall jedoch verwundete menschliche Naturgesetz zur Verwirklichung des Menschen zu seinem wahren Selbst, d. h. zu einer gewissenhaften Selbst-Verwirklichung, immer mehr der zu werden, der man sein soll, in Folge der Wirkweise des Naturgesetzes in Vernunfteinsicht und Gewissensurteil. Dies unterscheidet das menschliche Naturgesetz vom rein instinktiven oder technisch-fachwissenschaftlich (und daher nicht philosophisch verstandenen) Naturgesetz.
== Weblinks ==
{{Wikiquote|Naturgesetz}}
* {{SEP|http://plato.stanford.edu/entries/laws-of-nature/}}
* http://www.thur.de/philo/physgesetz.htm - Wissenschaftsphilosophischer Text zu "Physikalischen Gesetzen"
* http://www.falter.at/heureka/archiv/01_6/08.php - sechs Meinungen zum Thema
[[Kategorie:Wissenschaftstheorie]]
[[en:Physical law]]
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[[es:Ley científica]]
[[et:Loodusseadus]]
[[id:Hukum fisika]]
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[[ja:物理法則]]
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[[zh:物理定律]]
Diese Version des Artikels stammt vom 09.02.2006.
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