Virus: Welle oder Teilchen?

In diesem kurzen Beitrag möchte ich eine wissenschaftsphilosophische Anregung zur Virustheorie geben. Wie sicher sind wir uns über jene Forschungsfelder, die wir nicht mit unseren Sinnesorganen wahrnehmen können? Ausgehend von den Leitideen der modernen Physik soll in diesem Beitrag die Biologie neu gedacht werden.

Jedem Physiker ist der Welle-Teilchen-Dualismus aus der Quantenphysik ein Begriff. Quantenphysikalische Phänomene wie der Laser sind heute aus der Moderne (beispielsweise in Kommunikationsgeräten wie Smartphones) nicht mehr wegzudenken. In meinem Buch Odyssee im 21. Jahrhundert beschrieb ich das Doppelspalt-Experiment, welches zu eben jener Annahme eines Welle-Teilchen-Dualismus führte:

Max Planck hat als Erster den ersten Schritt Richtung Quantenphysik gemacht und die Theorie der Quanten aufgestellt. Daher gilt er auch als Vater der Quantenphysik. Aufgrund seiner Annahmen zur Energiestrahlung (z. B. Licht) müsste Energie immer in „Paketen“ (Quanten) daherkommen. Das Planck’sche Wirkungsquantum (1900) verknüpft die wellenförmige Lichtstrahlung mit unseren Quanten. Wichtig hier zu erwähnen ist, dass Thomas Young bereits 1802 den Wellencharakter von Licht nachweisen konnte, er nannte diese Partikel damals Korpuskeln. Die Erkenntnisse aus diesem Experiment lassen darauf schließen, dass Licht einen wellenförmigen Strahlungscharakter hat und nicht wie vorher angenommen, sich als Teilchen bewegt. Ein Teilchen kann zu einem Zeitpunkt nur an einem Ort sein. Eine Welle hingegen kann an mehreren Orten gleichzeitig sein, was sich durch Interferenzmuster auf dem Beobachtungsschirm zeigt. Der Doppelspalt ermöglicht die kohärente Lichtverteilung in diesem Experiment. Das war das sogenannte Doppelspaltexperiment, welches die Grundlage für das Planck’sche Wirkungsquantum und den Welle-Teilchen Dualismus (Kopenhagener Deutung, 1927) gelegt hat.

Odysee im 21. Jahrhundert, S. 54 (2020)
Das Doppelspaltexperiment nach Thomas Young. Auf dem Beobachtungsschirm zeigen sich Interferenzmuster, welche auf den wellenartigen Charakter von Lichtpartikeln (ehemals Korpuskeln) zeigen. Quelle: Odyssee im 21. Jahrhundert.

[…] Dank dem Planck’schen Wirkungsquantum vermuten wir, dass Teilchen, wie Elektronen, bestimmte Eigenschaften besitzen, etwa den sogenannten Spin. Spin bedeutet nichts weiter, als dass die Teilchen einen Eigendrehimpuls besitzen. Der Eigendrehimpuls hat einen Einfluss auf alle beobachtbaren Quanteneffekte, so beispielsweise die Wechselwirkungsenergie, die kinetische Energie und die Bindungseigenschaften innerhalb der Moleküle. Die Komplementarität zwischen verschiedenen Eigenschaften von Quanten, zurückführbar auf den Spin, können wir laut der Heisenberg’schen Unschärferelation nie gleichzeitig messen! Wir wissen beispielsweise nie genau, wo sich ein Quant aufhält, wenn wir die Ge- schwindigkeit messen bzw. wie schnell ein Quant ist, wenn wir den Ort kennen. Das wäre ungefähr so unmöglich zu realisieren, wie zu versuchen aktiv zwei Gedanken gleichzeitig zu haben. Diese Erkenntnisse begründeten das bereits bekannte Prinzip des Welle-Teilchen Dualismus. Kleinste Einheiten sind demnach sowohl Welle, als auch Teilchen. Wir können ihre komplementären Eigenschaften nie gleichzeitig messen! Sie sind genauso, wie wir sie messen bzw. wie wir das Experiment anordnen. Dies liegt nicht an den Messinstrumenten, sondern gilt laut Heisenberg prinzipiell.

Odysee im 21. Jahrhundert, S. 56 (2020)

Vielleicht ahnst du bereits, worauf ich mit diesen Ausführungen hinaus möchte: Was wäre, wenn ein Virus kein „Teilchen“ im klassischen Sinne der Biomedizin wäre. Heute werden Viren nur allzu oft als runde Kügelchen mit Noppen bzw. Stacheln (Spikes) dargestellt. Aber wie sicher können wir uns sein, dass Viren tatsächlich so aussehen und sich entsprechend verhalten?

Die Begründung von Heisenberg über die Eigenschaften von kleinsten Teilchen lassen darüber spekulieren, ob wir nicht vielleicht einem Phantom hinterherjagen: dem Virus als eine Projektion unserer Vorstellungen. Der fachlich korrekte Begriff hierfür wäre „Bestätigungsfehler“. Anstatt also die wahre Natur von Viren zu erkennen (wenn dem überhaupt möglich ist), könnten wir uns von falschen Spuren lenken lassen, vielleicht sogar aus den vorhandenen Puzzleteilen an Wissen ein falsches Bild zusammensetzen.

Dem wären natürlich allerlei konsistente Beweise über die Beschaffenheit von Viren entgegenzusetzen. Doch welche Beweise gibt es für die heutige Vorstellung von Viren (aber auch anderen Bakterien)?

Viren & die Evolutionstheorie

Viren sind eng mit der Evolutionstheorie verbunden. Die Evolutionstheorie besagt, dass Leben seit Milliarden von Jahren besteht und sich bis heute zu immer komplexeren Einheiten ausgebildet hat. Diese Ausbildung wird getrieben von den Mechanismen Überleben und Fortpflanzung (wobei sich heute zunehmend eine Skepsis ausbildet, ob Kooperation dabei nicht genauso wichtig ist wie Egoismus). Von Einzellern über Pflanzen und Tiere bis zum Menschen. Der Mensch sei laut Charles Darwin wiederum das komplexeste aller Lebewesen.

Viren sind demnach laut Evolutionstheorie seit Ewigkeiten vorhanden. Ob die Evolutionstheorie tatsächlich so stattgefunden hat, wie sie heute gelehrt wird, ist eine andere Frage. Zwar konnte die Mikroevolution bewiesen werden, die Makroevolution hingegen konnte weder beobachtet noch validiert werden. Ob Viren also tatsächlich älter sind als der Mensch, ist reine Spekulation (hier und an vielen anderen Stellen wird dies wiederum ohne Einschränkung behauptet).

Außerdem muss ein weiterer Irrtum zur Nutzung der Arbeitshypothese „Virus“ ausgeschlossen werden: Bisher konnte nicht konsistent erklärt werden, wie das Phänomen „Leben“ entsteht. Wie kann aus etwas Anorganischem etwas Organisches werden? Organische Entitäten weisen Eigenschaften auf, die anorganische Entitäten nicht aufweisen. Damit muss zur Bildung von Leben von einem emergenten Prinzip ausgegangen werden, welches nicht vollständig ohne geistig-bestimmendes Prinzip auskommt.

Für den wissenschaftstheoretischen Gebrauch ist diese Hypothese selbstverständlich zulässig. Die Beweislast dürfte jedoch äußert gering ausfallen, vielleicht sogar bereits widerlegt sein. Wir müssen uns also eingestehen: Über den Ursprung von Viren ist nicht viel bekannt.

Ein kleiner Hinweis: Überprüfe einmal, in wie vielen Theorien die Annahme der Evolution nach Darwin ein essentieller Bestandteil ist – und was den Ausschluss der Evolution aus der entsprechenden Theorie bedeuten würde (meistens die Falsifikation).

Die Beschaffenheit von Viren

Abseits von der Herkunft werden zur Verifizierung der Virustheorie meist die bekannten Eigenschaften angeführt: Viren bestehen aus einem oder mehreren Molekülen, haben im Gegensatz zu Bakterien keinen Stoffwechsel und sind manchmal von einer Eiweißhülle umgeben, an dem auch die Spikes sitzen. Und das „wissen“ Wissenschaftler, weil entsprechende Experimente gemacht wurden, die jene Eigenschaften sichtbar gemacht haben.

Durch die Erfindung des Elektronenmikroskop im Jahr 1931 konnte beispielsweise die teils sehr unterschiedliche Form von Viren sichtbar gemacht werden. Doch hier sind wir wieder bei Heisenbergs Problem: Im Grunde genommen zwingen wir das Virus sich in einer bestimmten Art zu zeigen, je nachdem, wie wir versuchen, es zu beobachten. Wir „pressen“ es also in eine bestimmte Form.

Durch die heutigen Transmissionselektronenmikroskope glauben wir, einen morphologischen Nachweis erbringen zu können. Doch mit einem anderen Apparat könnte sich das Virus vollkommen anders darstellen. Es ist wie beim Licht: Mal erscheint es als Welle, mal als Teilchen.

Hier wäre es natürlich überaus interessant, ob es einen Unterschied zwischen Leben und Nicht-Leben gibt. Verhält sich nur Materie anders, je nachdem, wie wir sie beobachten, oder ist dem auch so bei Leben?

Meines Wissens nach wurden bisher nicht genügend Experimente gemacht, um auszuschließen, dass Viren sich wie „Wellen“ verhalten.

Im Gegenteil: Es gibt tatsächlich sogar einige Anhaltspunkte, um diese Hypothese zu untermauern.

Virus als Welle

Viren stehen immer in enger Kommunikation mit Lebewesen. Laut Wissenschaftlern ist es sogar ihr einziges Reservoir, denn sie brauchen einen Wirt, um sich zu vermehren. Entsprechend weisen Viren Eigenschaften auf, um sich zu vermehren und von Lebewesen zu Lebewesen zu gelangen. Die eine Möglichkeit ist also, dass Viren über die Eingangspforten des Körpers als Teilchen eintreten.

Das Problem dabei ist jedoch, dass selbst der beste Schutz die Übertragung (Maske, Abstand, Impfungen etc.) von bestimmten Viren nicht verhindern kann. Das haben wir nun oft genug während der COVID-19-Pandemie beobachten können. Andererseits finden wir selbst bei Menschen, die aktiv mit einem lebenden Virus wie SARS-CoV-2 angesteckt werden, in häufigen Fällen keine Infektion (Human Challenge Study).

Forscher führen dies auf das menschliche Immunsystem zurück. Nur allzu häufig wurde während der COVID-19-Pandemie so getan, als würde der Mensch kein körpereigenes Abwehrsystem besitzen. Doch wie sollte der Mensch sonst trotz Kontakt mit unzähligen Mikroorganismen jeden Tag überleben?

Dass ein Virus nur in Beziehung zum Immunsystem gedacht werden kann, ist ein Indiz für eine wellenartiges Verhalten von den beiden Einheiten. Eine Welle kann auch als Schwingung betrachtet werden und diese ist laut Physik abhängig von der jeweiligen Frequenz.

In meinem Buch Odyssee im 21. Jahrundert habe ich zur Schwingung Folgendes geschrieben:

Alles im Leben schwingt. Nichts bleibt unbewegt, alles pulsiert. Vom Blut des Menschen über Ebbe und Flut, bis hin zur unbelebten Materie auf unserem Planeten. Selbst an Gestein entsteht Reibung, welche über Jahrtausende einen Berg in Sand verwandeln kann. […] Auch eine Elektrokardiogramm (EKG)-Null Linie und das Aktionspotenzial der Nerven muss sich entladen, um wieder Spannung aufbauen zu können. Wer versteht, dass es ein natürlicher Verlauf ist, sowohl Höhen, als auch Tiefen zu erleben, der geht mit einer gesunden Einstellung durch das Leben, denn man braucht keine Angst mehr vor Verlust zu haben. Man weiß, dass auch Negatives passieren kann. Vielleicht nicht wo und wann, solange wir aber die Möglichkeit akzeptieren, wirkt die Welt plötzlich nicht mehr so bedrohlich auf uns. […]

Schwingung an sich ist zeitliche Wiederholung. In der Physik wird sie als periodische Änderung von physikalischen Größen betrachtet. Schaut man sich das Prinzip in einem Koordinatensystem an, dann erkennt man eine Sinuskurve. Die Sinuskurve ist die zweidimensionale Ausprägung der Dualität. […]

Die Schwingung vermittelt zwischen zwei Extrema, indem sie den Übergang, den Rhythmus, zwischen x und y ermöglicht. In der dreidimensionalen Welt kann Schwingung als Spirale dargestellt werden als ein sich ausbreitender Strudel, der in die Unendlichkeit beider Extreme (groß und klein) strebt. Je nachdem, welcher Richtung man folgt, erkennt man sowohl das Wachstum der Spirale, als auch deren Rückgang. Beide Prinzipien sind erkennbar in der Dualität enthalten. […]

Spiralen sind Teil jeder Sinneswahrnehmung. Das Gehirn kann die Sinneswahrnehmung nur durch Schwingung (elektromagnetische Reize) erkennen. Wir hören beispielsweise durch Schallwellen und wir sehen durch Lichtwellen. Jede Welle (Schwingung) befindet sich auf einer anderen Ebene. Das Entscheidende ist die Wellenlänge. Lichtwellen liegen genau auf der Frequenz, die unser Auge wahrnehmen kann. So kann jedes Sinnesorgan andere Wellenlängen im elektromagnetischen Spektrum wahrnehmen. Die Schwingung ist der primäre Wirkungsmechanismus, durch welchen das Universum kommuniziert. Auch außerhalb der sinnlichen Wahrnehmung existiert Schwingung. […]

Wir können dieses Gesetz auf alle Lebensbereiche anwenden. Die Schwingung kann sowohl zerstörerisch als auch heilend sein. Das ist schließlich auch ihre Aufgabe, sie gibt den Rhythmus des Lebens vor. Wir können uns entweder gegen die aufgenommene Schwingung wehren oder wir akzeptieren sie. […]

Die Schwingung ist die universelle Information.

Odysee im 21. Jahrhundert, S. 86 ff. (2020)
Das elektromagnetische Spektrum alltäglicher Schwingungen. Quelle: Odyssee im 21. Jahrhundert.

Immunsystem und Erreger sind potentiell antagonistische Prinzipien, welche möglicherweise durch die Idee der Schwingung besser verständlich werden. Jeder Körper schwingt auf einer bestimmten Frequenz. Vielleicht kann ein Erreger einen Körper erst dann „angreifen“ oder „befallen“, wenn der Körper die entsprechende Frequenz annimmt. Auf einer anderen Frequenz könnten Körper und Virus wiederum ohne Probleme koexistieren. Wie der Körper zu der jeweiligen Frequenz kommt, könnte wiederum durch biopsychosoziale Faktoren erklärt werden.

Es ist wahrscheinlich der größte Fehler der westlichen Medizin, biologische, psychologische und soziale Faktoren zu trennen, anstatt sie als zu derselben Wirklichkeit gehörend, vielleicht sogar als Parallelitäten zu betrachten. Näheres über das Biopsychosoziale Modell von George L. Engel und die Bedeutung für die COVID-19-Pandemie habe ich hier beschrieben.

Würden wir also annehmen, dass ein Virus (aber auch andere Mikroorganismen) niemals ohne entsprechende biopsychosoziale Faktoren den Menschen infizieren und krank machen könnte, würde sich unser Verständnis von der Mikrobiologie vollkommen wandeln.

Vielleicht würden wir entsprechende Virusinfektionen als ein emotionales Thema betrachten, welches vom jeweiligen Menschen bearbeitet werden muss.

Auch die Saisonalität kann über die Virus-Welle-Theorie erklärt werden. Frühling und Sommer sind sehr lichtreiche Jahreszeiten, bei denen optimale Bedingungen für geistiges Wachstum herrschen. Hier entsteht vermehrt biopsychosoziale Gesundheit, von der auch noch im Winter profitiert werden kann. Im Winter wiederum beginnt der Mensch sich zurückzuziehen und in sich hineinzuschauen. Er wird mit inneren Themen konfrontiert, mit seiner metaphorischen dunklen Seite. Hier kann es entsprechend leichter passieren, dass er sich von seiner „Dunkelheit“ anstecken lässt.

Aber wie du siehst, verlassen wir hier den empirischen Weg und verlassen uns voll und ganz auf das metaphorisch-analoge Denken.

Zum jetzigen Zeitpunkt gibt es nicht genügend Evidenz, um die Virus-Welle-Therie zu verifizieren. Doch die Möglichkeit ist durchaus denkbar. Und die Auswirkungen auf unser Verständnis von Gesundheit und Krankheit wären immens.

Ein typischer Biomediziner wäre mit dieser Erklärung sicherlich unzufrieden, vielleicht sogar pikiert. Aber die neuesten medizintheoretischen Ansätze lassen diese Option in einem anderen Licht erscheinen als noch vor hundert Jahren. Ähnlich war es ja auch in der Physik: Lange Zeit wurde immer davon ausgegangen, dass die kleinsten Einheiten Teilchen (bzw. Atome, von griech. unteilbar) seien. Selbst Licht wurde mit dem Begriff „Korpuskel“ als Teilchen definiert.

Und ebenso könnte die Biologie durch eine psychosoziale Neuausrichtung revolutioniert werden. Durch diese Revolution würden Erreger wie Viren nicht länger als „Gift“ (vom lat. virus) betrachtet werden, sondern als gesundheitliche Herausforderung, auf gesellschaftlicher Ebene als systemische Problemstellung (vgl. hierzu auch die in das Biopsychosoziale Modell eingearbeitete System-Theorie). Diese Ansicht ist zweifelsohne prekär. Aber vielleicht hilft sie uns, wieder ein wenig mehr in der Wirklichkeit anzukommen und weniger die Welt aus dem Labor heraus zu erklären.

Denn die Welt ist definitiv nicht im Labor entstanden. Gott (bzw. das transzendente Prinzip, welches hinter dem Begriff verstanden wird) war bestimmt kein Labormediziner.

Wenn wir uns also die Frage stellen: Was ist ein Virus, Welle oder Teilchen? Dann müssen wir ehrlicher Weise antworten: Derzeit wissen wir es nicht. Vielleicht werden wir es auch nie wissen. Aber es ist wahrscheinlicher, dass es beides ist, als eins von beidem.

Durch die biomedizinische Besetzung des Begriffs Virus wäre jedenfalls ein neuer Begriff notwendig, der die wellenartige Verbreitung nicht ausschließt.

Was meinst du dazu?

Herzlich
Tristan


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