Schlüsselexperimente
Philosophen haben viel darüber nachgedacht, unter welchen Bedingungen eine Theorie verdient hat, dass wir an sie glauben. Eine Bedingung lautet, dass eine Theorie anhand von empirischen Beobachtungen überprüfbar sein sollte. Eine Theorie, die sich durch Beobachtungen weder bestätigen noch widerlegen lässt, ist eine reine Spekulation.
Die Empirie sollte daher idealerweise der Scharfrichter über unsere Theorien sein. Allerdings sind Theorie und Beobachtung leider nicht völlig unabhängig voneinander. Denn Theorien geben uns den begrifflichen Rahmen vor, innerhalb dessen wir die Beobachtungen beschreiben, wie Albert Einstein einst sehr treffend bemerkte: "Die Theorie bestimmt, was gemessen werden kann." Außerdem gehen in die logische Schlusskette von der Beobachtung bis zur Theorie viele weitere Annahmen ein, sodass im Grunde niemals eine einzelne Aussage überprüft werden kann, sondern stets ein ganzes Bündel von impliziten und expliziten Annahmen. Daher geben wir weder im Alltagsleben noch in der Wissenschaft eine Überzeugung sofort auf, wenn sie in einen Widerspruch gerät. Meistens wird erst einmal hinterfragt, ob die Beobachtung vertrauenswürdig ist oder sich irgendein Fehler in der Gedankenkette eingeschlichen hat.
In der Wissenschaftsgeschichte gab es allerdings gelegentlich Fälle, bei denen eine bestimmte Beobachtung oder ein Experiment dazu geführt hat, dass eine bis dahin vorherrschende Theorie aufgegeben wurde. Beispielsweise ließ Galileis Entdeckung der Jupitermonde die geozentrische Vorstellung zusammenbrechen, dass sich alle Himmelskörper um die Erde drehen. Ebenso waren die Fossilienfunde schwer mit der Vorstellung der biblischen Schöpfungsgeschichte zu vereinbaren, denn weshalb sollte der Schöpfergott die Knochen von heute nicht mehr existierenden Tierarten in der Erde vergraben haben? Oder das Experiment von Michelson und Morley führte Albert Einstein zu der logischen Schlussfolgerung, dass die Vorstellung eines Äthers als Trägermedium für die Lichtausbreitung überflüssig ist. Solche Schlüsselexperimente (lat. "experimentum crucis") sind jedoch sehr selten und werden häufig erst im Rückblick als solche bezeichnet. Gleichwohl setzten sich neue Theorien häufig erst dann durch, wenn sie sich auf Fakten und Beobachtungen stützten, die von der bisherigen Lehrmeinung selbst unter Zuhilfenahme der üblichen Abwehrstrategien nicht "wegerklärt" werden konnten.
Auf welträtsel.org bringen wir ungewöhnliche Hypothesen und alternative Erklärungsansätze ins Spiel. Um dem Kriterium der empirischen Überprüfbarkeit genüge zu tun, sollten wir daher auch angeben, bei welchen Schlüsselexperimenten unsere Erklärungsmodelle gegenüber etablierten Theorien punkten sollten. Wenn sie diese empirischen Tests hingegen nicht bestehen, müssten wir uns geschlagen geben und unsere Erklärungsmodelle aufgeben. Im Folgenden haben wir einige Schlüsselexperimente beschrieben, anhand derer sich unsere Erklärungsmodelle überprüfen lassen. Vielleicht können diese Vorschläge als nützliche Anregung für interessierte Forscherinnen und Forscher dienen ...
Es soll getestet werden, ob die Ruhemasse eines Probekörpers abhängig von der Stärke des Gravitationsfeldes ist, in dem sich der Probekörper befindet. Ziel ist ein Nachweis, dass eine Zunahme der potentiellen Energie im Schwerefeld äquivalent zu einer Änderung der Ruheenergie m0*c2 ist.
Es soll getestet werden, ob die kosmologische Rotverschiebung auf die Entfernung der Lichtquelle oder auf das Alter des Lichts zurückzuführen ist. Wäre es ein altersabhängiger Effekt, müsste die kosmologische Annahme eines expandierenden Weltalls überdacht werden.
Es soll untersucht werden, ob Photonen, die bei der Paarzerstrahlung eines bestimmten Teilchen-Antiteilchen-Paar entstanden sind, bei einer Paarbildung wieder dasselbe Teilchen-Antiteilchen-Paar bilden. Ein positiver Ausgang des Experiments wäre ein Indiz, dass es verschiedene Subtypen von Photonen gibt, die sich dahingehend unterscheiden, aus welchem Teilchen-Antiteilchen-Paar sie bestehen.
Es soll herausgefunden werden, ob die Haltbarkeit von Beton durch Zusatz von organischen Polymeren verbessert werden kann. Lässt sich von den Tricks der alten Römer etwas lernen?