Wissenschaftsphilosophie der Kognitionswissenschaft

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1 Wissenschaftsphilosophie der Kognitionswissenschaft Vorlesung 1. Einführung und Überblick In der heutigen Stunde erwartet Sie: eine Einführung in unser Thema o Themen einer Standard-Wissenschaftstheorie o Herausforderung: Kognitionswissenschaft o Fragestellung für die Übung ein Überblick über das, was Sie bei günstigem Verlauf erwarten dürfen sowie einiges darüber, wie ich mir unsere Zusammenarbeit in der Vorlesung und in der begleitenden Übung wünsche Zusammenarbeit und Überblick Vielleicht die ersten Worte zur Zusammenarbeit. Diese Lehrveranstaltung soll sehr viele interaktive Momente enthalten: besonders in der begleitenden Übung, aber auch in der Vorlesung. Nach einer Anfangsphase, die etwa ein Drittel des Semesters ausmachen wird, und in der ich einige eher generelle wissenschaftsphilosophische Probleme und Positionen vorstellen und erörtern will, werden Kolleginnen und Kollegen aus den verschiedenen Disziplinen der Kognitionswissenschaft zu Gast sein, um mit mir in Gesprächen den jeweiligen Status ihrer Disziplin innerhalb der Kognitionswissenschaft zu diskutieren und Verbindungen zu benachbarten Disziplinen auszuleuchten. Ich möchte Sie alle aber auch darüber hinaus ermuntern, nicht zu zögern, Fragen zu stellen, Bemerkungen zu machen, und Anregungen einzubringen. Auf diese Weise gelangen wir zu einem lebendigen Austausch über unsere Wissenschaft. Einführung. Diese Vorlesung hat, so wie ich sie konzipiert habe, kein Vorbild. Sie lehnt sich nicht an bereits existierende Einführungen in die Wissenschaftstheorie oder Wissenschaftsphilosophie an, genauer noch: Sie kann sich nicht an diese anlehnen, weil die jeweils verfolgten Interessen zu unterschiedlich sind. Sie können davon einen guten Eindruck bekommen, wenn wir uns etwas genauer dem ersten Kapitel des gerade erst erschienenen und auch sehr empfehlenswerten Buches von Bernhard Lauth und Jamel Sareiter zuwenden. Es heißt Wissenschaftliche Erkenntnis. Eine Ideengeschichtliche Einführung in die Wissenschaftstheorie und beginnt mit den folgenden Worten: Gegenstand der Wissenschaftstheorie sind die logischen, methodologischen und erkenntnistheoretischen Grundlagen der empirischen Wissenschaften.... Die allgemeine Wissenschaftstheorie befaßt sich mit logischen und methodologischen Grundlagen, die für alle empirischen Wissenschaften (oder jedenfalls für eine große Anzahl unterschiedlicher Forschungsbereiche) charakteristisch sind. Ein Beispiel dafür sind die methodischen Voraussetzungen von wissenschaftlichen Erklärungen und Prognosen oder die Probleme der empirischen Überprüfung und Bestätigung von wissenschaftlichen Theorien. Demgegenüber behandelt die spezielle Wissenschaftstheorie die spezifischen Grundlagenprobleme von bestimmten (Einzel-)Wissenschaften (2002, 11-12).

2 Nun mögen Sie fragen: Und was ist mit unserer Kognitionswissenschaft? Ist sie eine empirische Wissenschaft? Ist sie eine Einzelwissenschaft? Darauf gibt es keine einfachen Antworten. Die traditionellen Einteilungen und Charakterisierungen scheinen jedenfalls nicht zu passen. Interessanterweise heißt unser Studiengang ja Cognitive Science (Kognitionswissenschaft) und nicht: Cognitive Sciences oder Kognitionswissenschaften. Der Gedanke, es handele sich bei unserem Unternehmen um eine einheitliche Wissenschaft wird damit zumindest nahegelegt. Wenn wir genauer hinsehen, scheint es sich jedoch zumindest zum gegenwärtigen Zeitpunkt eher um ein Bündel unterschiedlicher Disziplinen mit jeweils unterschiedlichen Forschungstraditionen und unterschiedlichen Gütekriterien für gute Forschung zu handeln, die sich allerdings über eines einig sind: über das Interesse, die Phänomene, die wir als kognitive klassifizieren, besser zu verstehen, zu modellieren, zu konstruieren, usw. In diesem Sinne ist die Kognitionswissenschaft also keine Einzelwissenschaft, sondern vielleicht eher: eine Cluster-Wissenschaft; darauf komme ich in Kürze noch einmal zurück. Ist sie eine empirische Wissenschaft? Nun, um diese Frage zu diskutieren, nehme ich einige Anleihen aus dem Anfangskapitel von Lauth und Sareiter, in dem genauer erläutert wird, wodurch sich empirische Wissenschaften auszeichnen: Empirische Wissenschaften sind danach diejenigen Bereiche wissenschaftlicher Forschung, die ganz wesentlich Gebrauch von empirischen Methoden, also von Beobachtungen, Messungen und Experimenten machen. Die Bezeichnung empirisch dient jedoch zur näheren Charakterisierung verschiedener Entitäten, die freilich in einem engen sachlichen Zusammenhang stehen (vgl. Lauth & Sareiter 2002, 13-18). Insbesondere unterscheidet man empirische Phänomene empirische Theorien empirische Methoden empirische Erkenntnis Wenden wir uns diesen nun der Reihe nach zu empirische Phänomene o sind raum-zeitlich lokalisierbare Vorgänge (Ereignisse, Prozesse) o müssen direkt oder indirekt der Beobachtung und ggf. auch der Messung zugänglich sein o Beispiele. astronomische Ereignisse wie Sonnenfinsternisse und Mondphasen physikalische Vorgänge wie die Bewegung eines Pendels im Schwerefeld der Erde oder die Ausbreitung von elektrischen und magnetischen Feldern in verschiedenen Medien biologische Phänomene wie Fortpflanzung und Vererbung soziale Phänomene wie das Verhalten von Personen unter bestimmten ökonomischen und sozialen Bedingungen, die Veränderung von Aktien- und Devisenkursen empirische Theorien haben u.a. die Funktion, empirische Phänomene o zu beschreiben (deskriptive Funktion) o zu erklären (explanatorische Funktion) o vorherzusagen (prognostische Funktion) 2

3 o Um diese Funktionen erfüllen zu können, müssen in der Regel verschiedene Voraussetzungen erfüllt sein im Rahmen der Theorie müssen geeignete Hypothesen formuliert werden die Hypothesen müssen in einen logischen und systematischen Zusammenhang gebracht werden; idealiter geschieht dies im Rahmen einer axiomatischen Theorie (Vorbild: Physik) die Hypothesen sollten empirisch nachprüfbar sein häufig werden mathematische Modelle entwickelt, die man zur Beschreibung, Erklärung und Prognose einsetzen kann empirische Methoden zur/zum o Datenerhebung (Umfragen, Stichproben, Messungen oder psychologische Tests) o Datenauswertung (Häufigkeitsverteilungen, Mittelwerte, Varianzen) o Hypothesenbildung (aus den Daten einer Stichprobe werden induktive Schlüsse gezogen auf die Grundgesamtheit; z.b. auf kausale Abhängigkeiten, Erwartungswerte, Korrelationen usw.) o Hypothesentest (aus Grundgesamtheiten werden Stichproben gezogen, um zu sehen, ob die Vorhersagen einer Theorie mit den Meßergebnissen übereinstimmen, oder ob signifikante Abweichungen auftreten) empirische Erkenntnis steht vor folgenden Problemen: o Können empirische Methoden zu gesicherten Erkenntnissen führen? o Wie können wir wissenschaftliche Hypothesen und Theorien empirisch überprüfen oder verifizieren? o Wie zuverlässig sind wissenschaftliche Erklärungen und Prognosen? o Wie sollen wir die empirische Leistungsfähigkeit konkurrierender Theorien und Modelle vergleichen? o Sind naturwissenschaftliche Methoden auf die Analyse von menschlichen Verhaltensweisen oder auf andere soziale Phänomene übertragbar? o Ist menschliches Verhalten überhaupt berechenbar und/oder vorhersagbar? o Wann dürfen aus empirischen Daten Rückschlüsse auf kausale Abhängigkeiten gezogen werden? Wenden wir uns nun der Kognitionswissenschaft zu. Inwiefern hilft uns dann dieser zweifellos informative und auch wichtige Überblick, der ja nur dazu gedacht ist, den Boden für traditionelle wissenschaftstheoretischen Untersuchungen zu bereiten, weiter? Betrachten wir dazu einmal, wie wir uns für Interessierte im Netz selbst darstellen: Auf die Frage Was ist Kognitionswissenschaft? lesen wir dort: Vor mehr als zwei Jahrtausenden begannen Philosophen über die Eigenschaften von Geist und Materie nachzudenken. Vor wenigen Jahrhunderten begann man, Denken als mentale Berechnung zu verstehen. Mit der Erfindung des Computers in diesem Jahrhundert konnte diese Idee modelliert werden. In den letzten Jahrzehnten haben Forscher verschiedener Disziplinen zusammengearbeitet, um mentale Prozesse und mentale Repräsentationen zu untersuchen und intelligente Systeme zu bauen. Erst in den letzten Jahren wurde deutlich, daß es notwendig ist, das Gehirn und seine neuronale Architektur zu erforschen. Daraus ist jetzt Kognitionswissenschaft entstanden, eine Interdisziplin mit folgenden Schwerpunkten: die wissenschaftliche Erforschung von Geist und Gehirn, die Erklärung des menschlichen sprachlichen und nichtsprachlichen Verhaltens, und die Entwicklung künstlicher intelligenter Systeme. 3

4 Sie umfaßt zentrale Aspekte der Disziplinen: Anthropologie (Neuro-)Biologie Informatik Künstliche Intelligenz (Computer-)Linguistik Mathematik Neurowissenschaften Neuroinformatik Philosophie (Kognitive) Psychologie Und weiter lesen wir: Obwohl Kognition bereits seit über zweitausend Jahren erforscht wird, ist die Kognitionswissenschaft als anerkanntes akademisches Fach relativ jung. Etwa im Jahre 1975 entwickelte sie sich aus konvergierenden Forschungsansätzen in verschiedenen Fächern, nämlich Philosophie, Psychologie, Neurowissenschaft, Linguistik und Künstliche Intelligenz (als Teil der Informatik). Zuerst wurden inter- und multidisziplinäre Forschungsprogramme ins Leben gerufen, danach ausgedehnte Forschungsbereiche und Forschungszentren eingerichtet und schließlich ganze Studiengänge erstellt und Fakultäten gegründet. Der methodologische Ansatz der Kognitionswissenschaft enthüllt deutlich das interdisziplinäre Erbe des Fachs: Kognitionswissenschaft verbindet humanistische und analytische Methoden der Geisteswissenschaften und der formalen Wissenschaften (z.b. Theoretische Linguistik) sowohl mit den wissenschaftlichen, experimentellen Methoden der Psychologie und Neurowissenschaft, als auch mit den synthetischen und konstruktiven Techniken der Informatik. Ein Beispiel ist natürliche Sprachverarbeitung: Auf den linguistischen Theorien der Grammatik basierend, werden psycholinguistische Hypothesen menschlicher Sprachverarbeitung durch Experimente getestet. Gestützt auf Erkenntnisse der Künstlichen Intelligenz führt sie darüber hinaus zu der Entwicklung von Simulationsmodellen mit Hilfe von Programmiertechniken der Computerlinguistik ( kognitive Modellierung ). In Anbetracht der Tatsache, daß die deutsche Kognitionswissenschaft noch immer von der kaum fruchtbaren Trennung zwischen kognitiven Modellierern, Experimentatoren und Neurowissenschaftlern charakterisiert ist, ist für den neuen Studiengang von großer Wichtigkeit und großem Vorteil für das Profil des Studienganges den Schwerpunkt auf die gegenseitige Ergänzung und die mögliche Integration dieser Ansätze zu legen (vgl. Studiengänge Cognitive Science. Überblick). Fassen wir zusammen, so erhalten wir folgende vier Wissenschaftstypen, die sich in der Kognitionswissenschaft zusammenschließen: Geisteswissenschaften (Philosophie) Formalwissenschaften (Mathematik, Logik, Theoretische Linguistik (?)) Empirische Wissenschaften (Psychologie, Neurobiologie) Ingenieurwissenschaften (Informatik (?), Robotik) 4

5 Und dabei ist noch gar nicht genau klar, in welche Rubrik zum Beispiel eine Disziplin wie die Neuroinformatik einzuordnen wäre. Was Sie auf jeden Fall erkennen können, ist, daß die traditionelle Ausrichtung der Wissenschaftstheorie, die bis vor wenigen Jahren noch fast ausnahmslos am Modell der Physik orientiert war und nun langsam auch Chemie und Biologie zu berücksichtigen beginnt, für die Kognitionswissenschaft eine leider nur einseitige Kost darbietet: nämlich sorgfältige und hilfreiche Überlegungen zu den empirischen Disziplinen. Was ich Sie bzw. diejenigen, die vorhaben, auch an der begleitenden Übung teilzunehmen, nun bitten möchte, ist sich zum Donnerstag folgendes zu überlegen: (a) Überprüfen Sie, auf welche der in der Kognitionswissenschaft versammelten Teildisziplinen die oben angegebene Charakterisierung empirischer Wissenschaften paßt und auf welche nicht! (b) Welche wissenschaftliche Charakterisierung läßt sich für die anderen Teildisziplinen, die den Formalwissenschaften, den Ingenieurwissenschaften bzw. den Geisteswissenschaften angehören, geben, wenn Sie in analoger Weise vorgehen? Wählen sie sich davon eine Gruppe aus und skizzieren Sie dazu ein entsprechendes Tableau! Ausblick auf die nächste Woche: Da wir es mit der Kognitionswissenschaft offenbar mit ganz verschiedenen Disziplinen zu tun haben, möchte ich in der nächsten Woche untersuchen, in welchem Verhältnis wissenschaftliche Disziplinen oder Theorien zueinander stehen können. Vielleicht ist es in unserem Kontext sogar besser, weniger von Theorien als von Phänomenbereichen zu sprechen, die aus unterschiedlicher Perspektive und mit verschiedenen Techniken untersucht werden. Dann stellt sich die Frage, wie sich diese unterschiedlichen Herangehensweisen gegenseitig bereichern können. Weiterführende Literatur Bechtel, William (1988) Philosophy of Science. An Overview for Cognitive Science. Hillsdale: Lawrence Erlbaum Associates. Chalmers, Alan F. (1986) Wege der Wissenschaft. Einführung in die Wissenschaftstheorie. Berlin et al.: Springer. Lambert, Karel & Gordon G. Brittan (1991) Eine Einführung in die Wissenschaftsphilosophie. Berlin: de Gruyter. Lauth, Bernhard & Jamel Sareiter (2002) Wissenschaftliche Erkenntnis. Eine ideengeschichtliche Einführung in die Wissenschaftstheorie. Paderborn: mentis. Studiengänge Cognitive Science. Überblick (2002) Universität Osnabrück: 5