Kausalität
Physik
Definition
Als Kausalität bezeichnet man zunächst recht allgemein jedes Verhältnis zwischen Ursache und Wirkung[1]. In einem engeren meint man damit meist "die Abhängigkeit der Wirkung von der Ursache"[2] wobei die "Ursache jeder noch so unscheinbare Zustand, jedes noch so unbedeutende Ereignis ist, das nicht hinweggedacht werden kann, ohne daß gleichzeitig dadurch auch der Erfolg in Wegfall käme"[2]. Die Idee, dass es immer eine enge Verbindung zwischen Ursachen und Wirkungen geben muss bezeichnet man als Kausal- oder Kausalitätsprinzip[8].
Kausalität nach Art der Beziehung
Kausalität steht allgemein für eine irgendwie geartete Beziehung zwischen Ursachen und Wirkungen. Welcher Art diese Beziehung sein soll, wird von verschiedene Autoren auch unterschiedlich präzisiert. Grundlegend ist dabei die Unterscheidung, ob die Ursache notwendig[2][10], hinreichend oder beides für den Eintritt der Wirkung sein soll. Alle drei Varianten einer Definition von Kausalität kommen vor:
Die Ursache als notwendige Bedingung
Ein antriebsloser Satellit kann nur dann auf einer stabilen Kreisbahn um die Erde fliegen, wenn seine Geschwindigkeit genau auf die dort herrschende Anziehungskraft der Erde abgestimmt ist. Ist der Satellit zu langsam, stürzt er auf die Erde ab, ist er zu schnell, bewegt er sich von der Erde fort. Die richtige Geschwindigkeit ist hier eine notwendige Bedingung für eine bestimmte Kreisbahn.
ZITAT:
"Die herrschende Lehre nimmt […] an, daß Ursache jeder noch so unscheinbare Zustand, jedes noch so unbedeutende Ereignis ist, das nicht hinweggedacht werden kann, ohne daß gleichzeitig dadurch auch der Erfolg in Wegfall käme."[2]
"Die herrschende Lehre nimmt […] an, daß Ursache jeder noch so unscheinbare Zustand, jedes noch so unbedeutende Ereignis ist, das nicht hinweggedacht werden kann, ohne daß gleichzeitig dadurch auch der Erfolg in Wegfall käme."[2]
Als notwendig bezeichnet man eine Ursache oder Bedingung dann, wenn sie unbedingt vorliegen muss, dass später daraus eine Wirkung oder Folge eintritt. Diese Deutung spielt etwa im Strafrecht eine Rolle. Dort spricht man auch von einer Conditio sine qua non[12]. Siehe mehr unter notwendige Bedingung ↗
Die Ursache als hinreichende Bedingung
Immer wenn ein Stein in einen normalen See mit Wasser geworfenen wird, werden auf der Oberfläche des Wassers Wellen entstehen. Das Auftreffen eines Steines auf eine Wasseroberfläche ist damit eine hinreichende Bedingung (Ursache) für die Entstehung von Wellen (Wirkung). Auf den Steinwurf folgen zwangsläufig die Wellen.
ZITAT:
" Nach strengen, materiellen Vorstellungen von Kausalität aus der klassischen Physik ist Ereignis A nur dann Ursache von B, wenn A das Ereignis B tatsächlich hervorbringt, d. h., wenn B zwangsläufig auf A folgen muss."[11]
" Nach strengen, materiellen Vorstellungen von Kausalität aus der klassischen Physik ist Ereignis A nur dann Ursache von B, wenn A das Ereignis B tatsächlich hervorbringt, d. h., wenn B zwangsläufig auf A folgen muss."[11]
Wenn eine solche hinreichende Bedingung im Gang der Welt eingetreten ist, dann kann man für diese Ursache mit völliger Sicherheit folgern, dass auch die dazugehörige Wirkung eintreten wird. Siehe mehr unter hinreichende Bedingung ↗
Die Ursache als hinreichend und notwendig
Jedes mal (hinreichend) - und auch nur dann (notwendig) - wenn sich der Mond direkt zwischen die Sonne und die Erde schiebt, entsteht auf der Erde ein Schatten des Mondes. Der Mond blockt dann das Licht der Sonne ab und man spricht von einer Sonnenfinsternis. Die Bewegung des Mondes in eine Position zwischen Sonne und Erde ist damit eine notwendige (nur wenn) und gleichzeitig auch hinreichende (immer wenn) Bedingung für eine Mondfinsternis.
ZITAT:
"Falls auf ein Ereignis A (Ursache) immer ein Ereignis B (Wirkung) folgt und wenn außerdem das Ereignis B nur eintrifft, wenn das Ereignis A zeitlich vorausgegangen ist, so spricht man von einer kausalen Verknüpfung zwischen dem Ereignis A und dem Ereignis B."[9]
"Falls auf ein Ereignis A (Ursache) immer ein Ereignis B (Wirkung) folgt und wenn außerdem das Ereignis B nur eintrifft, wenn das Ereignis A zeitlich vorausgegangen ist, so spricht man von einer kausalen Verknüpfung zwischen dem Ereignis A und dem Ereignis B."[9]
Solche strengen Definitionen von Kausalität[9][13] fordern, dass eine Ursache sowohl hinreichend als auch notwendig für eine Wirkung sein muss. Fordert man eine Kausalität als Eigenschaft der Wirklichkeit oder als unerläßliche Denkfigur, so spricht man vom sogenannten Kausalitätsprinzip ↗
Die Kausalität nach Ursachen
Der antike Philosoph Aristoteles (384 bis 322 v. Chr.) unterschied vier Arten von Ursachen (causa). Bei dieser aristoteleschen Unterscheidung geht es nicht um die Art der Beziehung zwischen Ursache und Wirkung, sondern um die Art der Ursache:
Das was in den Naturwissenschaften heute als Kausalität bezeichnet entspricht im Wesentlichen der causa efficiens, der Wirkursache ↗
Der Verlust der Kausalität in der modernen Physik
Bis etwa 1900 nahm die meisten Naturwissenschaftler an, dass eine strikte Kausalität alle Abläufe der Welt regelt[5]. Diese Annahme musste man mit der Entwicklung der Quantenphysik aufgeben: durch Versuche wie das Doppelspaltexperiment oder das Phänomen der Verschränkung musste man die Kausalität als sichere Eigenschaft des Ablaufes der Welt aufgeben: die Gesetze der klassischen Physik gelten nur makroskopische Objekte wie Steine oder Planeten[6] . Für die zugrundeliegenden Abläufe in der mikroskopischen Welt hingegen gelten nur noch Wahrscheinlichkeitsangaben[7]. Lies dazu mehr unter Bornsche Wahrscheinlichkeitsinterpretation ↗
Kausalität und Statistik
Die Statistik kennt Mess- und Rechenregeln um statistische Abhängigkeiten zu erkennen: je kleiner der Zeigefinger eines Mannes im Verhältnis zu seinem Ringfinger ist, desto eher neigt der Mann zu einer Überschätzung seiner Fähigkeiten. Diese statistische Abhängigkeit sagt aber nichts über kausale Ursachen: der kürzere Zeigefinger hat wahrscheinlich weder den Mann selbstbewusster gemacht noch hat das ausgeprägte Selbstbewusstsein die Zeigefingerlänge verkürzt. Man spricht vorsichtig nur über eine statistische Abhängigkeit ↗
Kausalität und Stochastik
Die Stochastik verbindet die Statistik mit der Wahrscheinlichkeitslehre. In der Stochastik gibt es den Begriff der bedingten Wahrscheinlichkeit. Bedingt heißt wörtlich zunächst so viel wie: hervorgerufen oder verursacht durch etwas anderes. So kann man sagen, dass die zunehmenden Unwetterkatastrophen in Europa durch die gegenwärtige Erderwärmung bedingt sind. In der Stochastik wird das Wort bedingt aber nicht im Sinne einer Kausalursache verwendet, sondern nur als Art Lupe, mit der man auf eine Grundmenge blickt. Lies mehr dazu unter bedingte Wahrscheinlichkeit ↗
Das Determinismus-Dilemma
Im Laufe des 19ten Jahrhundert hatte sich unter Naturwissenschaftlern immer stärker der Eindruck erhärtet, dass alle Abläufe in unserer Welt alleine durch strenge Naturgesetze geregelt seien. Darin ist dann weder ein Platz für einen Freien Willen noch für eine göttliche Einflussnahme. Der Kosmos war keine Bühne mehr für das Leben sondern gleich einem leblos mechanisch sich abspulendem Uhrwerk. Lies mehr dazu unter Determinismus ↗
Verwandete Konzepte
Der Grundgedanke der Kausalität ist es, dass nichts ohne Ursache geschieht und umgekehrt, Ursachen auch immmer eine bestimmte Wirkung haben. Dieser Gedanke ist nicht erst mit den heutigen Naturwissenschaften entstanden. Dass der Mensch eine Kausalität im Ablauf der Welt vermutete, drückte sich auch in vielen Religionen, Mythologien und Philosophien aus. Überall dort, wo etwas Schicksalhaftes angenomen wird, etwa die Bösen ihre gerechte Strafe und die Guten ihren gerechten Lohn erhalten sollen, kann man eine gewisse Kausalität erblicken. Im Buddhismus drückte sich das über die Idee des Karma aus, im Islam das Kismet, in der germanischen Mythologie über die Nornen, in der griechischen Mythologie über die Moiren und im christlichen Glauben schließlich in der Prädestinationslehre. Siehe mehr zu diesen Bedeutungen im Artikel zur Idee von einem (vorgezeichneten) Schicksal ↗
Etymologie: because
Das Wort Kausalität ist lateinischen Ursprungs. Die lateinische Herkunft ist auch in dem englischen Wort because enthalten: "Einstein never returned to live in Germany after the second world war because he deeply resented Germanys recent history." Das englische Worte because zeigt hier den ursächlichen Grund für etwas an.
Fußnoten
- [1] Als Kausalität oder Ursächlichkeit, "bezeichnet allgemein das Verhältnis der Verursachung, die Relation von Ursache und Wirkung." In: Metzler Philosophie Lexikon. Herausgegeben von Peter Prechtl und Franz-Peter Burkard. 2. überarbeitete Auflage. Stuttgart, Weimar, 1999. ISBN: 3-476-01679-X. Dort im Artikel "Kausalität" auf Seite 280.
- [2] 1907, Ursache als notwendige Voraussetzung: "Kausalität (neulat.), Ursachlichkeit, die Abhängigkeit der Wirkung von der Ursache (s. d.); Prinzip der K., soviel wie Kausalgesetz (s. d.). In der Rechtswissenschaft hat der Kausalitätsbegriff (Kausalitätsprinzip) zu den lebhaftesten Auseinandersetzungen unter den Gelehrten geführt. Die herrschende Lehre nimmt für das Strafrecht im Anschluß an v. Buri an, daß Ursache jeder noch so unscheinbare Zustand, jedes noch so unbedeutende Ereignis ist, das nicht hinweggedacht werden kann, ohne daß gleichzeitig dadurch auch der Erfolg in Wegfall käme. Im Zivilrecht spielt die K. insonderheit bei der Schadenersatzlehre eine Rolle, indem für die Haftung für einen Schaden (Hauptausnahme Tierhaftung, s. Haftpflicht) stets ein Verschulden, d. h. eine vorsätzliche oder fahrlässige Verursachung, vorliegen muß." Und dann noch weiter so." In: Meyers Großes Konversations-Lexikon, Band 10. Leipzig 1907, S. 785. Online: http://www.zeno.org/nid/20006880762
- [3] 1907, Kausalnexus: "Kausāl (vom lat. causa), ursachlich, begründend. Kausalität, Ursächlichkeit, das Verhältnis der Ursache zur Wirkung, das zwischen zwei im Kausalverhältnis oder Kausalnexus stehenden Objekten stattfindet. Kausalprinzip, die Ursächlichkeit als das Grundprinzip alles Werdens." In: Brockhaus' Kleines Konversations-Lexikon, fünfte Auflage, Band 1. Leipzig 1911., S. 952. Online: http://www.zeno.org/nid/20001245368
- [4] 1917, Kausalität in der indischen Philosohie: "In der indischen Philosophie werden überall streng zwei Arten von Ursachen (kâraṇa) unterschieden: die materielle (upâdâna) und die bewirkende (nimitta). Die materielle Ursache eines Dinges ist der Stoff, aus dem es hervorgeht und besteht; als bewirkende Ursache gilt nicht nur die Veranlassung seines Entstehens, sondern auch das Mittel, durch das es hervorgebracht wird". Und dann sehr ausführlich weiter. In: Die Sâṃkhya-Philosophie. Nach den Quellen von Richard Garbe. Leipzig 21917 [hier Abschnitte 2–4 wiedergegeben], S. 292-297. Online: http://www.zeno.org/nid/20009169407
- [5] Das klassische Gleichnis für die Idee eines streng kausal ablaufenden Kosmos ist der sogenannte Laplacesche Dämon: er kann mit Kennntis der streng kausalen Abläufe der Welt die gesamte Vergangenheit und die gesamte Zukunft berechnen. Siehe auch Laplacescher Dämon ↗
- [6] Kausalität ist nur im Makrokosmos zu beobachten. 94. Vorlesung. In: Franz Serafin Exner: Vorlesungen über die physikalischen Grundlagen der Naturwissenschaften. Deuticke, Wien 1919, OBV. Dort vor allem (aber nicht nur): 93. Vorlesung: Kausalität nur im Makrokosmos zu beobachten. Grenzen der Giltigkeit [sic] exakter Gesetze. Siehe auch Grundlagen der Naturwissenschaften (Exner) ↗
- [7] Am Beispiel der sogenannten partiellen Reflexion von Licht an einer Glasfläche zeigte der Physiker und Nobelpreisträger Richard Feynman (1918 bis 1988), dass die moderne Physik keine strikte Kausalität von Einzelereignissen mehr voraussetzt, sondern nur noch mit Wahrscheinlichkeiten für große Anzahlen von Beobachtungen arbeitet: "Von Philosophen wurde die Behauptung aufgestellt, daß, wenn die gleichen Umstände nicht immer zu den gleichen Resultaten führen, Vorhersagen unmöglich sind, was das Ende der Naturwissenschaften bedeuten müßte." Richtet man zum Beispiel ein Photon in immer derselben Richtung auf dieselbe Glasscheibe müsste das Photon auch immer am selben Zielort A oder B ankommen. Feynman weiter: "Wir können nicht vorhersagen, ob ein bestimmtes Photon in A oder B anlangen wird. Wir können einzig voraussagen, daß von 100 Photonen, die auf dem Glas landen, durchschnittlich 4 an der Oberfläche reflektiert werden. Heißt das nun, daß die Physik, eine Wissenschaft mit großer Genauigkeit, sich damit zufriedengeben muß, die Wahrscheinlichkeit des Eintritts eines Ereignisses zu berechnen, und außerstande ist, genau vorherzusagen, was passieren wird? Ja, das heißt es." In: Richard Feynman: QED: Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie. Piper Verlag. 1. Auflage 1992. ISBN: 3-492-21562-9. Dort die Seite 30. Siehe auch QED (Feynman) ↗
- [8] Dem Metzer Philosophie Lexikon zufolge ist die "klassische Formulierung" des "Kausalprinzips": "Keine Ursache ohne Wirkung". Dieses Kausalprinzip würde heute "vielfach als heuristische Forschungsmaxime formuliert, daß alle Ereignisse angemessen wissenschaftlich zu erklären seien". Siehe mehr unter Kausalitätsprinzip ↗
- [9] "Falls auf ein Ereignis A (Ursache) immer ein Ereignis B (Wirkung) folgt und wenn außerdem das Ereignis B nur eintrifft, wenn das Ereignis A zeitlich vorausgegangen ist, so spricht man von einer kausalen Verknüpfung zwischen dem Ereignis A und dem Ereignis B." In: Leifi-Physik. Dort im Artikel "Kausalitätsprinzip - Grenzen der Newtonschen Mechanik". Abgerufen am 20. Juni 2024. Online: https://www.leifiphysik.de/waermelehre/deterministisches-chaos/grundwissen/kausalitaetsprinzip-grenzen-der-newtonschen-mechanik
- [10] Kausalität als notwendige Ursache gedacht steht für die Vorstellung, dass "nichts, was geschieht, ohne Grund geschieht. Insofern können Wirkungszusammenhänge beschrieben werden, die dann als K. bezeichnet werden, wenn Ereignis A (Ursache) zeitlich vor Ereignis B (Wirkung) liegt und wenn die Wirkung B zwingend die Ursache A voraussetzt." In: Schubert, Klaus/Martina Klein: Das Politiklexikon. 7., aktual. u. erw. Aufl. Bonn: Dietz 2020. Lizenzausgabe Bonn: Bundeszentrale für politische Bildung.
- [11] Für u wurde oben A und für v wurde B verwendet. Kausalität als hinreichende Bedingung gedacht: "Nach strengen, materiellen Vorstellungen von Kausalität aus der klassischen Physik ist Ereignis u nur dann Ursache von v, wenn u das Ereignis v tatsächlich hervorbringt, d. h., wenn v zwangsläufig auf u folgen muss." In: Dorsch Lexikon der Psychologie. Dort der Artikel "Kausalität". Abgerufen am 20. Juni 2024. Online: ttps://dorsch.hogrefe.com/stichwort/kausalitaet
- [12] Eine notwendige Bedingung, ohne die eine weiterer Zustand nicht eintritt, bezeichnet man auch als Conditio sine qua non ↗
- [13] 1907, vom Artikel "Kausalitität" und dort dem Stichwort "Prinzip der Kausalität" verwiesen auf das Kausalgesetz: "Kausalgesetz, der allen Realwissenschaften als allgemeinste Voraussetzung (Axiom) zugrunde liegende Satz, daß jede Veränderung eine Ursache (s. d.) habe, daß also nichts von selbst geschehe, sondern vielmehr jedes Ereignis an eine Summe von Umständen geknüpft sei, bei deren Abwesenheit (oder unvollständiger Anwesenheit) es nicht eintreten kann, und bei deren Vorhandensein es mit Notwendigkeit eintritt. Wird auch die tatsächliche Gültigkeit des Kausalgesetzes von niemand in Zweifel gezogen, so stehen doch in bezug auf seinen Ursprung die entgegengesetzten Ansichten des Empirismus, der es aus der Erfahrung, und des Apriorismus, der es aus der Natur unsers Denkens ableitet, unversöhnt nebeneinander. Viel erörtert wird in der Gegenwart auch die Frage, obdurch das K. auch über die Art der einer Veränderung zugrunde liegenden Ursachen etwas bestimmt werde, ob also z. B. die Vorgänge der Körperwelt nur von andern derselben Art oder auch von geistigen Ursachen abhängen können." In: Meyers Großes Konversations-Lexikon, Band 10. Leipzig 1907, S. 784-785. Online: http://www.zeno.org/nid/20006880754