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Theorienentwicklung und nicht-empirische Bestätigung

Die Suche nach einer empirisch adäquaten Theorie der Quantengravitation — also einer Theorie, die einen Gültigkeitsbereich abdecken soll, in dem traditionell sowohl quantenmechanische als auch gravitative Aspekte relevant sind — zieht sich nun schon seit den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts hin: Es liegen zwar einige, wenn auch nicht komplett ausgearbeitete theoretische Kandidaten für eine Quantengravitationstheorie vor (wie etwa die String Theorie und die Schleifenquantengravitation); aber gleichzeitig lässt der von experimentell zugänglichen Skalen weit, weit entfernte Anwendungsbereich der angestrebten Theorie auch heute noch eine Testung dieser Kandidaten bis in nähere Zukunft als fast unmöglich erscheinen. (Nach heutigem Kenntnisstand bräuchte es schätzungsweise einen Ring-Teilchenbeschleuniger im Stile des Large Hadron Collider am CERN mit Durchmesser eines Zehntels des Abstands Erde-Sonne um die charakteristischen Energieskalen der Quantengravitation zu erreichen. Siehe Zimmermann (2018).)

Von einer empirisch adäquaten Theorie der Quantengravitation erhofft man sich dabei nicht nur Antworten auf faszinierenden Fragen zum Inneren von Schwarzen Löchern und dem Wesen des Urknalls im kosmologischen Standardmodells; sondern auch zur Natur von Raum und Zeit im Allgemeinen. Vieles aus den bereits bekannten Theoriekandidaten deutet nämlich darauf hin, dass Raum und Zeit nicht nur im Grunde diskreter Natur sind, sondern dass Raum und Zeit aus nicht-raumzeitlicher Struktur derivativ hervorgehen (Stichwort: Emergenz).

Das Projekt behandelt methodologisch-konzeptuelle Fragen in der Theorieentwicklung und -verfolgung einer Theorie der Quantengravitation, darunter: (1) Können Kandidaten bereits vor dem eigentlichen Experiment sinnvoll getestet bzw. miteinander verglichen werden? (2) Wie systematisch sind die bekannten Kandidaten gefunden worden? (3) Sind sinnvolle Richtungen der Theorieentwicklung aus rein kontingenten aber inhaltlich ungerechtfertigten Gründen außer Acht gelassen worden?

Referenz: Zimmermann, Frank. "Future colliders for particle physics—“Big and small”." Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 909 (2018): 33-37.

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Aktualisiert von: J Ludwig