Prof. Dr. Stefan Rotter, Universität Freiburg: Gedankenexperimente

Unser Denkorgan ist ein unfassbar großes Netzwerk, das sich elektrochemische und molekularbiologische Prozesse zunutze macht, um Information zu verarbeiten. Unsere experimentellen Methoden sind bislang nicht mächtig genug, alle darin ablaufenden und miteinander verwobenen Prozesse gleichzeitig zu beobachten. Und selbst wenn die molekularen und zellulären Phänomene, die dem Denkprozess zugrunde liegen, alle aufgezeichnet werden könnten – modernste Big Data Technology würde an der Aufgabe scheitern, allein aus diesen komplexen Daten ableiten zu wollen, wie das alles funktioniert.

Theorie hilft, Phänomene zu sortieren, Wirkmechanismen zu verstehen und neue Experimente zu organisieren. In der Physik gilt die Entwicklung einer Theorie, die experimenteller Überprüfung standhält, als wichtigstes kollektives Ziel der Forschung. Eine allgemein akzeptierte “Hirntheorie” in diesem Sinne gibt es aber derzeit nicht, und daher ist die empirische Forschung auch so verzweigt und vielfältig. Auf dem Weg hin zu so einer Theorie müssen die schon bekannten Puzzleteile sinnvoll zusammengefügt werden. Gedankenexperimente sind Planspiele, die genau das im Sinn haben. Keine neuen Messungen an Menschen, Tieren oder Zellkulturen, sondern ein Versuch, das Bekannte zu kombinieren und einen Schritt weiterzudenken. Das Potential und die Probleme einer möglichen neuen Theorie werden dann sichtbar.

Theorien sind oft in mathematischer Sprache formuliert und dem Außenstehenden nicht leicht zugänglich. Sie haben aber einen intuitiv erfassbaren Kern, der durch Zuspitzung weiter herausgearbeitet werden kann. Wie bei einer guten Karikatur versteht man dann die Idee “sofort”. Gedankenexperimente sind in Physik und Philosophie seit der Antike in Gebrauch. Im 19. Jahrhundert wurden sie in der Physik populär, um handfeste Konsequenzen und innere Widersprüche komplizierter Theorien sichtbar zu machen, ohne sich vorzeitig in mathematischen Schwierigkeiten zu verstricken. Albert Einstein beispielsweise hat diese Methode eingesetzt, um kuriose Konsequenzen seiner Relativitätstheorie für interstellare Fernreisen anschaulich zu machen.

Zwei zentrale Fragen der Hirnforschung möchte ich gedankenexperimentell angehen: “Wer zieht die Strippen im Gehirn?” und “Wie entstehen Gedanken in einem Netzwerk?” Um keinen Zweifel aufkommen zu lassen: Eine empirisch gut fundierte Beantwortung dieser beiden Fragen wird Heerscharen von Hirnforschern hundert Jahre und länger beschäftigen. Aber niemand hindert uns daran, die Gedanken schon mal auf die Reise zu schicken... 

Über den Vortragenden

Prof. Dr. Stefan Rotter

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