1. Kasseler Oberstufenakademie

Aus Jugendsymposion

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Die Veranstaltung findet vom 18. bis 22. Dezember 2017 direkt im Anschluss an das 17. Kasseler Jugendsymposion statt und steht unter dem Thema Denken und Wirklichkeit.

Stundenplan

Fachseminare


Biologie
Vom Survival of the Fittest zum Arrival of the Fittest
Dozent: Axel Ziemke
Vor wenigstens 3,5 Milliarden Jahren entstand das Leben auf der Erde: einfache einzellige, allenfalls Kolonien bildende Lebewesen. Bis vor 540 Millionen Jahren änderten sie sich, allen bekannten Fossilfunden zufolge, nur wenig. Einen erdgeschichtlichen „Augenblick“ von 5 bis 10 Millionen Jahren später existierten fast alle heute bekannten Stämme vielzelliger Tiere. Übergangsformen? Fehlanzeige! Auch in den folgenden Jahrhundertmillionen entstanden neue Baupläne und komplexe Organe von Lebewesen oft, ja fast immer nach dem gleichen Muster: Auf einmal waren sie „da“ – ohne Fossilien von Übergangsformen zu hinterlassen. Und selbst das bislang größte Rätsel der menschlichen Evolution folgt einem ähnlichen Muster: Ihr erster Schritt war wohl die Entwicklung des aufrechten Ganges. Doch wie hat sie sich vollzogen? Alle Fossilien möglicher Vorfahren des Menschen verweisen entweder auf einen vierfüßigen oder einen eindeutig aufrechten Gang. Ein Problem für die neodarwinistische Evolutionstheorie! Darwin postulierte kleine, zufällige Veränderungen der Erbanlagen von Lebewesen als den Ursprung evolutionärer Veränderungen. Diejenigen Veränderungen, die die Fortpflanzungswahrscheinlichkeit ihrer Träger erhöhten, setzten sich langfristig durch und führten zu einer laufenden Anpassung der Lebewesen an eine sich verändernde Umwelt. Variabilität und Selektion. Survival of the Fittest. Die Molekulargenetik identifizierte diese Erbanlagen mit DNA-Abschnitten und erklärte Mutationen und ihre sexuelle Rekombination zur molekularen Ursache von Variabilität. Evolution sollte so eine allmähliche Anhäufung fortpflanzungsfördernder Mutationen sein. Wie lassen sich dann aber jene „Revolutionen“ in der Evolution erklären? Oder haben wir nur noch nicht die „richtigen“ Fossilien gefunden? Und schließlich können wir ja doch auf einige (wenige) „Ahnenreihen“ verweisen, die dem Schema Darwins zu folgen scheinen. Vertreter des Kreationismus und des Intelligent Designs sehen in diesen Erklärungsdefiziten des Neodarwinismus die Rechtfertigung für die Annahme einer göttlichen Schöpfung oder zumindest eines göttlichen Designers, der von Zeit zu Zeit in den Gang der Stammesgeschichte eingreift. Wir wollen einen anderen Weg verfolgen: Sind diese Erklärungsdefizite vielleicht das Ergebnis eines einseitig-reduktionistischen Wissenschaftsverständnisses innerhalb der Biologie? Anthroposophie und Waldorfpädagogik verdanken sich nicht zuletzt der Auseinandersetzung des jungen Rudolf Steiner mit den naturwissenschaftlichen Schriften Johann Wolfgang von Goethes. Seine Metamorphoselehre ist seit seinen Lebzeiten eine wichtige Grundlage von Morphologie und Botanik. Doch sein Anspruch ging weiter: Er wollte die Vielfalt der Lebenserscheinungen aus den inneren Bildungsgesetzen der Lebewesen selbst erklären und suchte so eine „holistische“ Alternative zu den damaligen Versuchen, die Gestalt der Lebewesen aus den Intentionen eines Schöpfergottes abzuleiten, aber auch den späteren Versuchen, sie als ein Spiel des Zufalls zu sehen. In den letzten 20 Jahren findet man Goethes Namen immer häufiger auch in Artikeln evolutionsbiologischer oder gar genetischer Fachzeitschriften. Denn in den Forschungsansätzen der Evolutionären Entwicklungsbiologie und der Epigenetik sucht man angesichts der Probleme des Neodarwinismus in einer ganz ähnlichen Richtung: Lässt sich Evolution aus den inneren Bildungsgesetzen von Organismen, lässt sich die Stammesgeschichte aus der individuellen Entwicklung von Lebewesen erklären? Darwin mag recht haben mit dem „Survival of the Fittest“. Wie kommt es aber zum „Arrival of the Fittest“? Ist es nicht eben doch mehr als ein Spiel des Zufalls? Nachdem wir die wichtigsten Grundlagen aus Evolutionsbiologie, Genetik und Metamorphoselehre – je nach Vorkenntnissen der Teilnehmer*innen – wiederholt oder kennengelernt haben, wollen wir uns den neuen Entwicklungen in Evolutionsbiologie und Genetik zuwenden und uns auf die Suche machen, ob sie uns einer Antwort auf die einleitenden großen Fragen der Geschichte des Lebens auf der Erde ein Stück näher bringen – und vielleicht auch im Sinne des Tagungsthemas einem Denken, in dem sich ein reduktionistisches und ein holistisches Verständnis der Wirklichkeit versöhnen lassen.

Geschichte
Zur gegenwärtigen Brisanz historischer Narration
Dozent: M. Michael Zech
Der Philosoph Wolfgang Welsch kommt in seinen 2012 in Weimar gehaltenen Vorlesungen zum Thema „Mensch und Welt“ zu dem Schluss: „In der menschlichen Reflexion wendet sich die von Anfang an reflexiv verfasste Natur auf sich selbst zurück. Die Reflexivität des Seins setzt sich bis in unser Denken hinein fort. Daher bezieht sich, wenn wir uns auf die Welt beziehen, eigentlich die Welt auf sich selbst, betreibt ihre Selbsterfassung – in unserer Erkenntnis erfasst sich die Welt. […] Es geht um ein Sichweitertreiben des Seins mittels Kognition […] sie ist […] ein Selbstvorantreibungsmittel des Seins, ein Motor seiner weiteren Entwicklung.“ Welche Bedeutung hat in diesem Zusammenhang die historische Erkenntnis bzw. unser Geschichtsbewusstsein? Indem wir uns denkend über unsere jeweilige Gegenwart hinaus in die Horizonte Vergangenheit und Zukunft stellen und uns so einerseits unserer Kontinuität vergewissern und andererseits unsere Selbstrealisierung betreiben, belegen wir Zeit mit inhaltlicher Bedeutung. Wir nutzen dazu das Medium der Sprache. Insofern realisiert sich diese Sinnbildung in der Zeit narrativ. Geschichte ist folglich ihrem Wesen nach Erzählung. Sie unterscheidet sich von der fiktiven Literatur durch einerseits faktische Triftigkeit, also Bezugnahme auf Zeugnisse dessen, was vergangen ist, und andererseits dadurch, dass wir uns für Geschichte interessieren, weil wir unsere Gegenwart und das Anstehende verstehen wollen. Insofern rekonstruieren wir Vergangenheit aus unserem jeweiligen Gegenwartsbewusstsein. Die daraus resultierenden Erkenntnisprobleme hängen zusammen mit der Frage, wie sich historische Wirklichkeit definieren lässt, welche Funktion unser Geschichtsbewusstsein hat und wie es sich ausdifferenzieren lässt und welche Wirkung von historischer Sinnstiftung und Bedeutungszuweisung durch Narration ausgeht. Dabei steht Geschichte heute im Spannungsfeld einer globalen Auseinandersetzung um die Gestaltung unserer Zukunft. Offene, auf Kommunikation, Achtung, Partizipation, Individualismus und Vielfalt ausgerichtete Gesellschaftskonzepte stehen geschlossenen autokratischen, auf populistische Legitimation, Abgrenzung, Nationalismus und determinierte Identität bauenden politischen Bestrebungen gegenüber. Es ist längst nicht entschieden, welche der beiden Tendenzen sich für das 21. Jahrhundert in Europa bzw. global durchsetzt. Der englische Historiker Eric Hobsbawm markiert 2009 die Brisanz dieser Auseinandersetzung um Geschichte: „Bisher war ich der Meinung, dass der Beruf des Historikers, anders als beispielsweise jener des Kernphysikers, zumindest niemand etwas zuleide täte. Inzwischen weiß ich es besser. Genauso wie die Werkstätten, in denen die IRA inzwischen in der Lage ist, Kunstdünger in Sprengstoff zu verwandeln, können unsere Arbeitszimmer zu Bombenfabriken konvertiert werden. […] Die Vergangenheit ist das Rohmaterial für nationalistische, ethnische und fundamentalistische Ideologien […]. Die Vergangenheit ist ein wesentliches, vielleicht sogar das entscheidende Element dieser Ideologien. Wenn sich Vergangenheit nicht fügt, kann sie auch neu erfunden werden.“ Folgenden Perspektiven sollen im Rahmen der Oberstufenakademie bei der Erschließung des Problemfeldes berücksichtigt werden: Die erkenntnistheoretische Frage nach der historischen Wirklichkeit Die Funktion und Bedeutung historischer Narration in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft Das gesellschaftliche bzw. politische Zeitgeschehen Die kulturelle und politische Bedeutung des Nationalismus an Beispielen Die Auswirkung des Geschehens im 19. und 20. Jahrhundert auf unsere Gegenwart an Beispielen

Mathematik
Unendlichkeit und Wirklichkeit
Dozent: Stephan Sigler
„Die Mathematik ist die Wissenschaft des Unendlichen, ihr Ziel ist das symbolische Erfassen des Unendlichen mit menschlichen, d. h. endlichen Mitteln“, formuliert Hermann Weyl, ein hervorragender Mathematiker, Physiker und Philosoph in der ersten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts. Dieser Satz provoziert in seiner Zuspitzung Widerspruch: Wie kann es sein, dass der in begrenztem Raum und begrenzter Zeit lebende Mensch eine Wissenschaft betreiben kann, die gerade das Unbegrenzte, Unendliche in den Blick nimmt? Das Endliche ist doch gerade dadurch gekennzeichnet, dass es das Unendliche nicht ist. Endlichkeit und Unendlichkeit sind scharf voneinander geschieden und scheinen so in einem gewissen Gegensatz zu-einander zu stehen: Entweder ist etwas endlich oder unendlich. Eine Zwischenform scheint es nicht zu geben. Wie also soll es möglich sein, mit den Mitteln der Endlichkeit etwas wissenschaftlich Gesichertes zu formulieren, das ihm wesensfremd ist? Erschwerend kommt hinzu, dass die mathematischen Erkenntnisse zur Welt passen. Manchmal – insbesondere in der Physik – kann man den Eindruck gewinnen, dass sie den eigentlichen Kern der Erscheinungen ausmachen. Damit würde das Unendliche konstitutives Element der endlichen Wirklichkeit sein. Auf einer bestimmten Ebene ist es evident, warum Mathematik die Unendlichkeit umgreift, denn ihre Erkenntnisse sind allgemein und beziehen sich deshalb immer auf unendlich viele Fälle, zum Beispiel der Satz von Thales: Zeichnen wir einen Halbkreis und verbinden einen Punkt auf dem Bogen mit den beiden Endpunkten des Halbkreises, so schließen diese beiden Strecken einen rechten Winkel ein. Es gibt unendlich viele Halbkreise, auf denen je unendlich viele Punkte liegen, die mit den Endpunkten der Strecke Dreiecke werden können. Trotzdem lässt sich in endlicher, sogar sehr kurzer Zeit einsehen, dass für alle diese Fälle der Satz gilt. Elementare Fragen, wie sie immer wieder auftreten, weisen noch direkter auf die Unendlichkeit hin: Was ist die größte Zahl? Ist doppelt so viel wie das Unendliche mehr als das Unendliche? Kann man eine Linie aus Punkten zusammengesetzt denken? Ist 0,999… = 1? Wie kann es sein, dass sich parallel zueinander verlaufende Eisenbahnschienen am Horizont schneiden? Wie kann der Übergang vom Endlichen ins Unendliche gedacht werden? Was liegt eigentlich dazwischen? Im Verfolgen solcher scheinbar einfachen mathematischen Fragestellungen der Zahlentheorie, der Analysis und der Geometrie soll in diesem Kurs deutlich werden, in welchen Zusammenhängen die Unendlichkeit auftritt, wie sie gedanklich differenziert werden kann und welche Art der Existenz ihr zukommt. Dabei soll insbesondere auch untersucht werden, wie bestimmte epistemologische Grundannahmen die Auffassung der Unendlichkeit prägen. Neben guten mathematischen Fähigkeiten wird auch Interesse an philosophischen Fragen erwartet. Inhaltlich bildet der gängige Schulstoff die Ausgangsbasis, um in ausgewählten Bereichen deutlich darüber hinaus zu gehen.

Physik
Optik und Projektive Geometrie
Dozenten: Thomas Neukirchner und Wilfried Sommer
Der Kurs zeigt, wie Inhalte des Physikunterrichts der 11. und 12. Klasse vom Schulniveau in ein universitäres Niveau überführt werden können. Dabei reißt er zugleich spezifisch akademische Fragen auf: Wie bedingen sich Methode und Inhalt wechselseitig? Wie ist das Verhältnis von Erfahrung und mathematischer Beschreibung? Sind beide gleichwertig, wenn sie schon nicht gleichartig sind? Linsenabbildungen sind in der Physik einerseits einfach, andererseits führen sie schnell auf komplexe und anspruchsvolle Zusammenhänge. Den Raum um uns herum erleben wir in unserer Vorstellung als dreidimensionalen, Euklid‘schen Raum. Aber schon die mathematische Behandlung der Perspektive zeigt, dass beim Sehen neue Gesetzmäßigkeiten auftreten: parallele Geraden scheinen sich in einem Fluchtpunkt zu schneiden und Größenverhältnisse verändern sich in Abhängigkeit von der Entfernung zum Betrachter. Die genaue Beschreibung dieser Sachverhalte hat zur Entdeckung der projektiven Geometrie geführt. Beim Blick durch eine Linse steht die Welt nun wahrhaft Kopf: es erscheint nichts mehr wie gewohnt. Schaut man von einem Punkt der Linsenabbildung in Richtung Linse, so sieht man die ganze Linse mit der Farbe des abgebildeten Punktes erfüllt, das Bild der Abbildung ist unsichtbar. Bei größerem Abstand wird es sichtbar, auch wenn kein Schirm dasteht, vorausgesetzt, man blickt in Richtung Linse. Ist dieses frei vor der Linse gesehene Bild auch da, wenn niemand hinschaut? Fällt die Gegenstandsebene der Abbildung mit der Brennebene der Linse zusammen, so liegt das Bild im Unendlichen. Jedem Punkt der Gegenstandsebene entspricht hinter der Linse eine Beleuchtungsrichtung. Inwiefern kann das mittels der Projektiven Geometrie in einem einheitlichen Rahmen gefasst werden? Im spektroskopischen Grundaufbau nutzt man die Funktion der Brennebene, Beleuchtungsrichtungen räumlich zu trennen, geschickt aus. Hier erscheint in der Brennebene der Linse die Periodizität der durchleuchteten Struktur als Beugungsbild. Beim Kreuzgitter ist die Periodizität zweidimensional, durch Hinzunahme eines Fabry-Pérot-Interferometers entsteht eine rein optische dreidimensionale Struktur, deren Beugungsbild den Beugungsbildern entspricht, die man mittels Röntgenstrahlung an Kristallen erhält. Die oben angesprochenen Inhalte müssen die Seminarteilnehmer*innen noch nicht im Unterricht kennengelernt haben. Sie sollten sich aber rasch Zentralprojektionen vorstellen können oder, dass um eine Seite rotierende Dreiecke Mantelflächen von Kegeln definieren. Trigonometrische Rechnungen und der Umgang mit Gleichungen werden vorausgesetzt. Im Seminar werden Optik und Projektive Geometrie zusammengebracht und damit Forschungsfragen aufgerissen, die bisher wenig oder nicht bearbeitet wurden.