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Gespräch über Einsteins Relativitätstheorie: Was aber ist die Zeit?

Das sterbende Zentralgestirn dieses Planetennebels erreicht eine Oberflächentemperatur von 250.000 Grad Celsius und trägt den schönen Namen NGC 6302. Es liegt 4000 Lichtjahre entfernt von uns. Das Foto ist also ein Blick in die Vergangenheit, als z. B. in Ägypten Pharao Sesostris I. regierte.

Das sterbende Zentralgestirn dieses Planetennebels erreicht eine Oberflächentemperatur von 250.000 Grad Celsius und trägt den schönen Namen NGC 6302. Es liegt 4000 Lichtjahre entfernt von uns. Das Foto ist also ein Blick in die Vergangenheit, als z. B. in Ägypten Pharao Sesostris I. regierte.

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picture alliance / dpa

Am 6. April 1922 hielt Albert Einstein (1879–1955) in Paris auf Einladung der Société de Philosophie einen Vortrag über „Die Relativitätstheorie“. Im Anschluss wurde der Philosoph Henri Bergson (1859–1941), der sich ausführlich mit der Zeit und mit Einsteins Theorie über sie befasst hatte, darum gebeten, sich zu äußern. Im Verlag Philo Fine Arts ist diese Auseinandersetzung zusammen mit Bergsons großer Arbeit „Dauer und Gleichzeitigkeit – Über Einsteins Relativitätstheorie“ in deutscher Übersetzung erschienen (432 Seiten, 45 Euro). Wir befragten Professor Jürgen Renn zur Debatte.

Ich verstehe die Relativitätstheorie nicht. Ich dachte, das Bergsonsche Kontrastmittel würde mir helfen, Einsteins Ansicht klarer zu sehen …

Daran sind Sie gescheitert! Das verstehe ich sofort. Ich möchte zunächst noch etwas ganz anderes sagen. Erstens: Der Besuch Einsteins in Paris war von ganz außerordentlicher politischer Bedeutung. Er war der erste deutsche Wissenschaftler, der nach dem Ersten Weltkrieg wieder so prominent von Frankreich eingeladen wurde. Zweitens: Es gab unter französischen Mathematikern und Physikern große Vorbehalte gegenüber der Relativitätstheorie. Das lag auch an dem großen Einfluss von Henri Poincaré (1854–1912). Der hatte eine Theorie des Konventionalismus entwickelt, die, salopp gesagt, die Ansicht vertrat, man könne es so oder auch anders sehen. Er sah keine Notwendigkeit zur Einführung von Einsteins Raumzeit-Konzept. Die beobachteten Phänomene ließen sich auch anders deuten. Einsteins Besuch in Paris und die anschließende Debatte trugen dazu bei, seiner Konzeption auch in Frankreich zum Durchbruch zu verhelfen.

Ging es bei der Auseinandersetzung mit Bergson nicht auch um die Stellung der Geistes- zu den Naturwissenschaften?

Bergson möchte die beiden Kulturen einander näher rücken. Die strikte Scheidung von beiden ist auch aus meiner Sicht ein Fehler. Es gibt fließende Übergänge zwischen Geistes- und Naturwissenschaften. Das gilt auch für die Konzepte von Raum und Zeit. Wenn man die psychologische Zeit verstehen will, muss man Jean Piagets (1896–1980) „Die Entwicklung des Zeitbegriffs beim Kinde“ lesen. Was die soziologische Zeit angeht, empfehle ich die Lektüre von „Über die Zeit“ von Norbert Elias (1897–1990). Wenn man sich an diesen beiden Landmarken orientiert, erleichtert das auch das Verständnis für Einstein. Piaget erzählt ja, dass er Einstein bei einem Vortrag in Davos gehört hatte und auch dadurch zu seinen Untersuchungen angeregt wurde. Es gibt da verblüffende Parallelen.

Können Sie das bitte näher erklären?

Eine kurze Geschichte der Zeit aus meiner Sicht? Aber gerne. Wir sollten erst einmal unterscheiden zwischen Zeitbegriff und Zeiterfahrung. Ich glaube, jeder Baum, der jedes Jahr wieder grün wird, hat in irgendeinem Sinn so etwas wie eine Zeiterfahrung. Einen Zeitbegriff hat er nicht. Ähnlich ist es mit der Zeiterfahrung unseres Körpers. Es gibt eine biologische Uhr, eine biologische Zeit. Auf der anderen Seite ist das, was bei Bergson die subjektive Zeit heißt und von der er behauptet, dass sie intuitiv erkannt werden kann, in Wahrheit bereits ein hochartifizielles begriffliches Konstrukt – das haben eben u.a. schon die Untersuchungen von Piaget zum psychologischen Zeitbegriff gezeigt.

Zu Piagets Zeitbegriff gehört doch auch, dass eine bestimmte Stufe erreicht sein muss, um in die nächste eintreten zu können. Die Entwicklung des menschlichen Zeitbegriffs vollzieht sich in einem zeitlichen Ablauf.

Nein, da geht es nicht um eine zeitliche Abfolge, sondern um eine Abfolge von Erfahrungen. Wesentlich für die Entwicklung des Zeitbegriffs beim Kind ist nach Piaget, dass sie mit dem Vergleich verschiedener Bewegungen zu tun hat. Das ist nicht einfach. Kinder denken zunächst, dass wer von zwei Läufern den längeren Weg zurückgelegt hat, auch später stehen geblieben sein muss. Es fällt dem Kind schwer, den Begriff der Gleichzeitigkeit auf zwei unterschiedlich schnelle Bewegungen zu beziehen. Erst allmählich lernt es, das komplizierte Wechselverhältnis von Raum, Zeit und Geschwindigkeit zu verstehen. Die Parallelen zu Einstein sind hier sehr deutlich, denn er war ja auch zu der Einsicht gezwungen, dass der Begriff der Gleichzeitigkeit ein kompliziertes Konstrukt ist, das nicht ohne weiteres von einem Bezugssystem auf ein anderes übertragen werden kann. Piaget ging wohl davon aus, er habe universal-menschliche Prozesse beobachtet, ohne ihre Kulturabhängigkeit zu berücksichtigen. Elias dagegen zeigt, wie kulturabhängig auch Zeitvorstellungen sind. In einer Welt, in der Uhren existieren, machen auch Kinder schon ganz andere Zeiterfahrungen als in einer Welt ohne Uhren. Für Elias sind Uhren eine Methode der sozialen Koordination von sehr unterschiedlichen, gruppenspezifischen Zeitvorstellungen und Zeitprozessen.

Sowie man über Zeit redet, ist man sofort bei der Zeitwahrnehmung und bei der Zeitmessung. Aber was ist die Zeit?

Die Zeit ist ein ganz abstrakter Begriff. Den haben Bäume und Tiere nicht, und den haben auch Menschen erst unter bestimmten kulturellen Voraussetzungen entwickelt. Ethnologische Untersuchungen des gerade noch 800 Menschen zählenden Volks der Eipo in Westneuguinea z.B. weisen darauf hin, dass sie einen solchen abstrakten Zeitbegriff nicht entwickelt haben. Warum auch? Einen Zeitbegriff, der sowohl den aus seinem Nest aufgeschreckten, flugs auffliegenden Vogel als auch eine Tagesreise umfasst, den brauche ich nur, wenn ich in einer Kultur lebe, die diese sehr unterschiedlichen Zeiterfahrungen mehr oder weniger systematisch miteinander in Beziehung setzt.

Die Kastanie da draußen gibt es vielleicht seit 40 Jahren. Kastanien gibt es – das erfinde ich jetzt – seit 40 Millionen Jahren. Ganz unabhängig von meiner Zeiterfahrung.

Da kommt die Wissenschaft ins Spiel. Wissenschaftliche Theorien vermitteln die unterschiedlichsten Zeiterfahrungen miteinander. Sie absorbieren immer neue Erfahrungen, schmelzen sie ein in einen immer umfassenderen Zeitbegriff. Nehmen Sie die Theorien vom Alter des Universums. Im 19. Jahrhundert hatte man dank der Darwinschen Evolutionstheorie gerade gelernt, mit ungeheuren Zeitspannen zu rechnen, aber die Chemiker und Physiker der damaligen Zeit waren der Auffassung, dass die Sonne unmöglich so lange, also mehrere Millionen Jahre gestrahlt haben konnte. Das war ihr Einwand gegen die Evolutionstheorie. Daraus ergab sich also die Frage: Wie passten die Geschichte des Lebens auf der Erde und die Verbrennungsprozesse auf der Sonne zusammen? Hier mussten also in der Tat zwei Zeitbegriffe mit unterschiedlichen Erfahrungshintergründen miteinander verschmolzen werden. Dass das so funktioniert, ist keineswegs selbstverständlich. Manchmal müssen wir sogar den Zeitbegriff selbst verändern, um neue Erfahrungen unterzubringen. So geschah es im Falle der Relativitätstheorie!

Das sind doch keine Erfahrungen, sondern komplexe Ableitungen aus verzwickten mathematischen Theorien.

Die Mathematik ist nur eine Methode, Realerfahrungen darzustellen, zu organisieren und mögliche Konsequenzen auszuloten. Alle Kulturprodukte – und nichts anderes ist ein Zeitbegriff – sind letztlich Kondensationen von Menschheitserfahrungen.

Hat Ihre Geschichte der Zeit einen Anfang?

Da wird es schwierig. Ich würde den Anfang der Zeit nicht vom Universum und seiner Geschichte her erzählen wollen, sondern aus der Geschichte des Menschen und der Entwicklung seiner Vorstellungen von der Zeit. In die gehören die Beobachtungen der Wanderungen der Tierherden, der Menstruationsrhythmen, der Bewegungen der Himmelskörper, die Jahreszeiten und die Möglichkeiten sie auszunutzen oder auf sie einzuwirken. Mit der Entwicklung der Landwirtschaft wird die genaue Kenntnis der natürlichen Abläufe des Pflanzenwachstums essenziell wichtig, auch für die Organisation der Abläufe in menschlichen Gesellschaften.

Sie sind wieder beim Zeitbegriff, bei der Zeiterfahrung. Nicht bei der Zeit.

Natürlich, denn was kann ich über die Zeit sagen außerhalb des Horizonts menschlicher Erfahrungen? Der Zeitbegriff ist etwas zutiefst Menschliches. Und es kann durchaus sein, dass er für die nächste große wissenschaftliche Synthese nicht mehr fundamental sein wird.

Wird es nicht immer so sein, dass es eine Situation x gibt, die zu einer Situation y führt?

Sie beschreiben eine Bedingung menschlichen Handelns.

Ich dachte: So verändert sich die Welt.

Aus der menschlichen Perspektive! Das ist letztlich eine Übertragung menschlicher Kausalitätsvorstellungen auf die Welt.

Kann alles aus allem entstehen?

Natürlich nicht.

Also braucht es eine Situation x für eine Situation y. Es braucht ein Vorher. Es braucht Zeit.

Wenn Sie das so sagen, klingt es sehr plausibel! Aber die Wissenschaft war oft gezwungen, über solche schlichten Plausibilitäten hinauszugehen. Die zeitliche Abfolge von Ereignissen ist – das ist eine der Lehren der Relativitätstheorie – beobachterabhängig. Ihr Argument, dass eine Situation immer eine Vorläufersituation voraussetzt, kann man nicht einfach universalisieren. Und Einstein hat ja seine Theorie auch nicht einfach so entwickelt, weil ihm das eine oder andere plausibel erschien, sondern als eine Antwort auf sehr konkrete physikalische Probleme, z.B. die rätselhafte Tatsache, dass die Lichtgeschwindigkeit konstant ist, gleich in welchem Bezugssystem man sie misst. Wie ist das mit der intuitiven Vorstellung vereinbar, dass sich eine Geschwindigkeit verändert, je nachdem, ob man sie als ein ruhender oder als ein bewegter Beobachter misst?

Ich habe Sie jetzt so verstanden: Im Lauf der Zeit wurden immer mehr Zeiterfahrungen in einer immer abstrakter werdenden, immer mehr umfassenden Zeitvorstellung zusammengefasst, ein ewiges, gleichförmiges Kontinuum. Das war, zeigt Einstein, ein Irrtum. Die Zeit selbst hat eine Geschichte.

Sehen Sie sich die Geschichte der Fossilien an. Die betrachtete man lange als „Launen der Natur“. Bis es dann gelang, sie auf einer Zeitachse so anzuordnen, dass sie etwas erzählten von der Entstehung und der Geschichte des Lebens. Wir entdecken da frühere Lebensformen als Vorläufer späterer Entwicklungen. Da hat der naive lineare Zeitbegriff, diese Vorstellung vom gleichförmigen Kontinuum Zeit, uns sehr geholfen bei der Aufklärung über den Gang der Welt. Aber wenn wir elektromagnetische Felder, wenn wir das Licht untersuchen, warum sollte da die Zeiterfahrung der Gattung Homo Sapiens in dieser naiven Weise noch gelten?

Aber gehört nicht zu den Einsichten der Physik, dass – im Gegensatz zu den Vorstellungen der antiken Tradition – auf der Erde die gleichen Gesetze gelten wie im Weltall?

Ja, aber doch nicht in dem Sinne, dass wir nichts dazu lernen müssten! Im Gegenteil, einige der Gesetze, die auf der Erde gelten, haben wir doch erst durch Beobachtung des Weltalls kennen gelernt. Es ist schon richtig: In den entferntesten Quasaren des Universums gelten dieselben physikalischen Gesetze wie in diesem Zimmer. Aber man muss immer wieder damit rechnen, dass es auch einmal anders kommt.