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von Jobst Landgrebe

Wissen wir sicher, dass der Klimawandel, den wir beobachten, anthropogen, vom Menschen verursacht ist?

Der prominente Klimaforscher und Klimawandel-Hysterie-Kritiker Hans von Storch schrieb dazu jüngst:

»Der guten Ordnung halber sei hier betont, dass die Gewissheit des menschlichen Einflusses auf das Klimasystem durch die Freisetzung von Treibhausgasen kein Resultat von Modellen ist. Vielmehr ist sie Resultat einer statistischen Bewertung langer Zeitreihen von Wetterdaten, bei der Modellergebnisse genutzt werden zur Formulierung von Hypothesen. Man spricht von ›Detektion und Attribution‹.«

Über die Attribution der Freisetzung von Treibhausgasen durch den Menschen als Ursache des detektierten Klimawandels besteht laut von Storch ›Gewissheit‹. Ist das wirklich so? Wann spricht man in der Physik von Gewissheit. Was hat es mit dem Modellbegriff, den von Storch verwendet, auf sich?

Modelle, die Gewissheit erzeugen

Laut David Hume und fast allen Wissenschaftstheoretikern nach ihm gibt es in experimentellen Wissenschaften keine Gewissheit, weil sie induktiv vorgehen: Von Beobachtungen werden Modelle abgeleitet, die die beobachtete Wirklichkeit beschreiben. Doch laut Hume kann Induktion nicht zu wahren Sätzen führen kann, da alle Beobachtungen, auf denen sie beruht, kontingent sind. Die positiven Wissenschaften erzeugen also nur kontigentes Wissen, das ist auch die Überzeugung von Karl Popper, Thomas Kuhn, Imre Lakatos und Paul Feyerabend. Immanuel Kant und David Stove haben dem widersprochen und durch Induktion erreichte Aussagen als wahrheitsfähig plausibilisiert. Aber unter welchen Bedingungen entstehen in der Physik Modelle, über die wir sagen können, sie böten Gewissheit?

Wie von Storch es am Anfang seines Texte richtig beschreibt, ist ein Modell kein exaktes Abbild der Wirklichkeit. Es ist eine Darstellung der Wirklichkeit mit Hilfe abstrakter Symbole wie Zeichnungen, natürlicher Sprache oder mathematischen Symbolen, die angefertigt wird, um Aspekte der Realität zu beschreiben, zu erklären oder vorherzusagen. Das Modell ist zum Realitätsaspekt, den es repräsentiert, nicht isomorph. Die Güte eines Modells hängt davon ab, wie gut es Beobachtungen erklären oder Ereignisse aufgrund von Beobachtungen vorhersagen kann.

Alle Aussagen, die die Physik zur Realität macht, sind Modelle. Selbstverständlich sind auch statistische Datenanalysen oder Aussagen der statistischen Mechanik Modelle. Wenn von Storch sagt die ›Gewissheit des menschlichen Einflusses auf das Klimasystem durch die Freisetzung von Treibhausgasen‹ sei ›kein Resultat von Modellen‹, sondern das Ergebnis ›einer statistischen Bewertung langer Zeitreihen von Wetterdaten‹, ist das nicht korrekt, denn eine solche statistische Bewertung von Zeitreihen erfolgt durch stochastische Modelle, wie beispielsweise das Auto-Regressive-Moving Average Modell. Es gibt noch zahlreiche andere.

Modelle, die in den positiven Wissenschaften, zu denen die Klimaforschung gehört, Gewissheit erzeugen, müssten kausale Erklärungen liefern oder nahezu exakte Vorhersagen machen. Oftmals können Kausalzusammenhänge durch Differentialgleichungen modelliert werden, beispielsweise können die Bewegungen der Planeten unseres Sonnensystems mit Hilfe der Newtonschen Gesetze erklärt und auch ziemlich exakt vorausberechnet werden: Sie schaffen Gewissheit. Auch stochastische Modelle können Gewissheit verschaffen. Wenn man einen unverfälschten sechsseitigen Würfel etwa dreißigtausend mal wirft, bekommt man jede seiner sechs Seiten etwa fünftausendmal zu sehen. Das kann man sicher vorhersagen. Doch gibt es nur wenige Vorgänge in der Realität, die sich stochastisch so gut modellieren lassen wie ein stochastischer Prozess, der zu einer uniformen Verteilung führt wie bei diesem Beispiel.

Über die Frage, ob der Klimawandel anthropogen ist, können wir eine solche Gewissheit nicht erlangen, da widerspreche ich von Storchs Aussage. Warum?

Komplexe Systeme

Das Klimasystem ist ein komplexes System. Diese Systeme haben folgenden Eigenschaften: (i) Evolutionäre Eigenschaften, (ii) Überlagerungen der vier fundamentalen Wechselwirkungen und Anisotropie, (iii) nicht-ergodischer Phasenraum , (iv) Getriebenheit mit Energiegradienten und (v) Kontextabhängigkeit. Das bedeutet, dass solche Systeme (i) spontan immer wieder neue Elemente, Elementtypen und Elementrelationen entwicklen. Sie lassen sich (ii) nicht wie die klassischen Modelle der Physik, mit Hilfe einer dominierenden Kraft modellieren und weisen keine regelmäßige Ausbreitung der Wirkung einer Kraft im Raum auf. Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Teilchen, aus denen sie bestehen, ist nicht modellierbar (iii). Sie werden von Energie duchflossen, die ständig auf chaotische Weise der Dissipation unterliegt (iv). Sie sind stark vom Kontext, in dem sie sich befinden, abhängig und können nicht von ihm losgelöst modelliert werden (v). Solche Systeme können immer nur in Teilaspekten approximativ mathematisch modelliert werden, Kausalmodelle oder nahezu exakte prädiktive Modelle sind bei ihnen nicht möglich. Alle lebenden Systeme sind komplex und auch in der unbelebten Natur sind die meisten Systeme komplex. Das Klima ist eines der komplexesten Systeme der unbelebten Natur dieses Planeten. Daher kann man über das Klima niemals wissenschaftliche Gewissheit erlangen. Weder kann man zeigen, dass der Klimawandel anthropogen ist, noch kann man diese Vermutung widerlegen. Hans von Storchs Aussage zur Gewissheit der Verursachung des Klimawandels durch den Menschen ist also nicht haltbar. Und in der Tat sind alle Klimamodelle, die wir haben, weder kausal noch exakt prädiktiv. Es gibt sogar erhebliche Schwierigkeiten damit, bekannte Outcomes aus der Vergangenheit mit ihnen zu erzeugen.

Barbarei der Kohlenwasserstoffverbrennung

Was bedeutet das für die Klimaforschung und den Umgang des Menschen mit dem Klimawandel? Laut Hans Jonas (dessen Umweltethik philosophisch inkonsistent ist) müssen wir im Zweifel die schlimmsten Folgen einer Technologie als gegeben annehmen: Selbst wenn wir nicht sicher wissen, ob die vom Menschen erzeugten Emissionen kausal zum Klimawandel beitragen, müssen wir das als gegeben annehmen. Wirklich?

In jedem Fall es ist barbarisch, wertvolle Kohlenwasserstoffe wie Erdöl und Erdgas einfach zu verbrennen. Es sind hervorragende Ausgangsstoffe der synthetischen Chemie. Man kann sie zu diesem Zweck auch aus Kohle durch Hydrierung gewinnen, doch das ist sehr energieintensiv. Daher sollte man sie nicht verbrennen, sondern lieber Uran und andere spaltbare Elemente in Kernreaktoren zu Energie machen. Durch neue Technologien und Brennstoffe werden Kernreaktoren immer sicherer, und das Müllproblem werden wir durch Transmutation in den Griff bekommen. Mit Kernkraft könnte unser gesamter Energiebedarf gedeckt werden. Die Vorräte an spaltbarem Material sind riesig, und bevor sie ausgehen, werden wir die Kernfusion meistern. Dadurch würde der Kohlendioxidausstoß massiv gesenkt – wogegen Klimamodellierer wie Hans von Storch sicher nichts einzuwenden hätten.

Ausgewählte Literaturhinweise

John Christy: »The Tropical Skies – Falsifying Climate Alarm.« The Global Warming Policy Foundation (2019).
Mary Hesse: Models and Analogies in Science. London, Sheed and Ward, 1963.
Hans Jonas: Das Prinzip Verantwortung. Frankfurt am Main, Suhrkamp, 1979.
David Stove: Popper and after. Four modern irrationalists Oxford, Pergamon Press, 1982
Stefan Thurner, Peter Klimek, and Rudolf Hanel. Introduction to the Theory of Complex Systems. Oxford, Oxford University Press, 2018

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Sämtliche Abbildungen mit freundlicher Genehmigung der Urheber. Die frei verwendeten Motive stammen von Monika Estermann, Renate Solbach und Ulrich Schödlbauer.