Wissenschaftliches Arbeiten Teil 9: Wissenschaftsfortschritt Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 08.06.2010 1
Übersicht Ludwik Fleck (1896-1961) Thomas Kuhn (1922-1996) Imre Lakatos (1922-1974) Larry Laudan (1941-) http://www.larrylaudan.com/ Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 2
Literatur [1] [2] [3] [4] [5] [6] Fleck, Ludwik: Entstehung und Entwicklung einer wissenschaftlichen Tatsache. 9. Auflage, Suhrkamp, stw 312, 1993 Fleck, Ludwik: Erfahrung und Tatsache. Suhrkamp, stw 404, 1983 Kuhn, Thomas: Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen. 9. Auflage, Suhrkamp, stw 25, 1988 Kuhn, Thomas: Die Entstehung des Neuen. 3. Auflage, Suhrkamp, stw 236, 1988 Lakatos, Imre: Falsifikation und die Methodologie wissenschaftlicher Forschungsprogramme. In: Lakatos/Musgrave: Kritik und Erkenntnisfortschritt. 1974 Laudan, Larry: Progress and Its Problems. Berkeley, 1977 Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 3
Ludwik Fleck (1896-1961) Arzt, Mikrobiologe und "Philosoph" Forschungen auf den Gebieten: Typhus, Tuberkulose, Syphilis etc. (Haut- und Geschlechtskrankheiten) Getto Lwow, KZ Auschwitz und Buchenwald Entwicklung eines "Typhus-Impfstoffes" Pionier der soziologischen Betrachtung in der Wissenschaftstheorie Gegner des logischen Positivismus Infragestellung eines objektiven Tatsachenbegriffs Zentrale Begriffe: Denkstil und Denkkollektiv Nimmt wichtigsten Ideen von Thomas Kuhn vorweg Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 4
Fragestellungen und Thesen I Was ist eine Krankheit? Abhängigkeit von Erziehung Abhängigkeit von Zeit bzw. Tradition Abhängigkeit von Sichtweise Wahrheit ist abhängig vom Zweck des Wissens. Es gibt kein voraussetzungsloses Beobachten. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 5
Fragestellungen und Thesen II Denkkollektiv = Geschlossene Gemeinschaft der Forscher Denkstil = Voraussetzungen und Annahmen im Denken als Charakteristikum eines Denkkollektivs Im Kollektiv verschwinden die individuellen Beiträge und lassen sich nicht mehr Personen zuordnen. Verschiebungen im Denkstil vollziehen sich unmerklich im Hintergrund. Der Denkstil ist primär historisch bestimmt. Starke Denkstiländerungen haben den Charakter von Revolutionen. Der Denkstil hat eine beharrende, stabilisierende Eigenschaft gleichzeitig bei einer inneren Geschlossenheit. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 6
Thomas Kuhn (1922-1996) Physiker, bedeutendster Wissenschaftshistoriker des 20. Jahrhunderts Ursprünglich sollte durch historische Analyse der "exakten Wissenschaft" Physik das Wissenschaftsmodell des logischen Positivismus bestätigt werden. Das Gegenteil war am Ende der Fall. Eine Übertragung auf andere Wissenschaften wurde von Kuhn nicht durchgeführt; trotzdem nahmen andere Disziplinen die Thesen Kuhns an. Fragestellung: Lässt sich im historischen Rückblick ein Fortschritt in den Wissenschaften erkennen? Was wären die Kriterien für Fortschritt? Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 7
Was ist wissenschaftlicher Fortschritt? I Mögliche Antworten: Nach Francis Bacon (1561-1626): Durch Kritik werden Irrtümer und Hemmnisse überwunden. Dadurch dass die negativen Folgen bekannt werden, lassen sie sich vermeiden, was zu einem besseren Leben führt. Durch wissenschaftlichen Fortschritt erwächst ein moralischer Fortschritt. Bei einem Übergang von einem schlechteren zu einem besseren Wissensstand werden qualitative und quantitative Fortschritte gemacht (Eindringtiefe und Reichweite). Kübeltheorie: Wir wissen über Mehr immer mehr. Schrittweise Annäherung an die Wahrheit: Der Fortschritt ist um so größer, je geringer die Differenz zur Wahrheit ist. Vergrößerung des Handlungsspielraums Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 8
Was ist wissenschaftlicher Fortschritt? II Probleme: Nach welchen Kriterien entscheiden wir, welche Theorie die bessere ist? Was sind die Kriterien des Fortschritts? Wie bekommen wir heraus, ob wir wirklich mehr über immer Mehr wissen? Woran stellen wir die Differenz zur Wahrheit fest? Können wir also feststellen, ob wir uns der Wahrheit nähern? Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 9
Was ist wissenschaftlicher Fortschritt? III Position des logischen Positivismus: Fortschritt = Näherung an eine ideale und damit wahre Theorie Poppers Kritik: Das ist zu statisch. Fortschritt = Kette von Versuch und Irrtum Doch hat Popper eine Näherung an die Wahrheit akzeptiert. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 10
Was ist wissenschaftlicher Fortschritt? IV Vergrößerung des Handlungsspielraums Der Beweis für einen (mathematischen) Zusammenhang ist etwas anderes als die Nutzung dieses Zusammenhangs. Für die Nutzung ist der Beweis uninteressant. Für die wissenschaftliche Neugier ist der Beweis interessant. Daher: Wissenschaftlicher Fortschritt kann nicht unbedingt an neuen Möglichkeiten zum Handeln festgemacht werden. Weiteres Beispiel: Astronomie Falls Naturbeherrschung das Kriterium für Fortschritt ist, hat die Astronomie keine Fortschritte gemacht. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 11
Intention Thomas Kuhn wollte durch einen Blick in die Wissenschaftsgeschichte der Physik Kriterien für wissenschaftlichen Fortschritt rekonstruieren, aber... Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 12
Das Paradigma I Paradigma typisches Beispiel Paradigma bei Thomas Kuhn: Festlegung der Fragestellungen Festlegung der Methoden Festlegung der Techniken, z.b. zur Messung Festlegung der Art der Theorien sowie der Interpretationen Festlegung der metaphysischen Annahmen Paradigma erfolgreiches Beispiel für wissenschaftliches Arbeiten im Sinne einer grundlegenden Auffassung der Welt durch die Wissenschaftler/innen Paradigma Menge von Kriterien zur Beurteilung von Wissenschaftlichkeit Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 13
Das Paradigma II Das Paradigma wird durch die Betroffenen nicht in Frage gestellt. Das Paradigma ermöglicht erst Wissenschaft, d.h. eine Wissenschaft ohne ein Paradigma ist nicht möglich. Das bedeutet: Jede Argumentation ist an ein Paradigma, innerhalb dessen sie rational ist, gebunden. Es ist nicht möglich, außerhalb eines Paradigmas zu stehen. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 14
Beispiel für Paradigmen "derselben Sache" Begriff der "natürlichen Bewegung": Aristoteles: Bewegung = gleichförmig und ständig beschleunigt Galilei: Bewegung = kräftefrei, reibungslos und kreisförmig Newton: Bewegung = kräftefreier Massepunkt verändert sich im sonst leeren Universum geradlinig und gleichförmig Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 15
Fortschrittsmodell nach Thomas Kuhn Vorparadigmatische Phase Durchsetzung eines Paradigmas Normale Wissenschaft Häufung von Anomalien Krise Wissenschaftliche Revolution Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 16
Vorparadigmatische Phase Es gibt kein einheitliches Paradigma. Es gibt kein allgemein akzeptiertes Theoriengebäude. Es werden Merkwürdigkeiten mehr oder weniger systematisch gesammelt und irgendwie gedeutet. Es entstehen erste Denkschulen, die miteinander ringen. Am Ende setzt sich eine Denkschule mit einem Paradigma durch; dies ist der Beginn der "normalen" Wissenschaft. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 17
Normalwissenschaftliche Phase Ein Paradigma wird gelebt und bestimmt das gesamte wissenschaftliche Arbeiten. Typische Aufgabe: Interpretieren von Phänomenen und Konstruieren von dazu in das Paradigma passenden Theorien: "Rätsel lösen" Notfalls Beobachtungen passförmig machen. Typische Fähigkeiten der Wissenschaftler: Scharfsinn Geschicklichkeit Ein Wissenschaftler, der das nicht beherrscht, wird bekämpft. Das Paradigma wird nicht in Frage gestellt. Jede Form von Kritik daran wird unterdrückt. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 18
Die Krise Die normale Phase endet mit zunehmender Anzahl von Fällen, in denen ohne Änderung des Paradigmas keine konsistente Theorie konstruiert werden kann (Anomalien). Nehmen die Anomalien zu bzw. können sie nicht mehr unterdrückt werden, gerät das Paradigma in eine Krise. In der Krisensituation wird am Paradigma selbst gearbeitet. Es entsteht ein ähnliche Situation wie in der vorparadigmatischen Phase: Konkurrierende Denkschulen. Die Krise endet mit dem breiten Akzeptieren eines Paradigmas, was gleichzeitig der Beginn einer neuen normalwissenschaftlichen Phase ist. Dieses Akzeptieren ist einer religiösen Konversion oder zumindest einer Überredung ähnlich. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 19
Beispiele wissenschaftlicher Revolutionen Kopernikanische Revolution Newton'sche Mechanik Moderne Chemie (Lavoisier, 1743-1794) Evolutionslehre von Ch. Darwin Einsteins Theorie von Raum und Zeit Quantenphysik (Indeterminismus, Unschärferelation) Setzt sich ein bestimmtes Paradigma durch, entsteht eine Revolution, die mit einem Übergang zur normalen Phase endet. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 20
These der Inkommensurabilität Konkurrierende Paradigmen lassen sich nicht argumentativ vergleichen (Inkommensurabilität). Es gibt eine "rationale Lücke" beim Übergang von einem Paradigma zu einem anderen, da jede rationale Argumentation nur innerhalb eines Paradigmas gelingen kann - es gibt keinen außer-paradigmatischen Zustand, von dem heraus für oder gegen ein Paradigma argumentiert werden kann. Der Übergang hat Ähnlichkeit mit einem Überreden. Die Vertreter des alten Paradigmas sterben einfach aus oder werden unterdrückt. Der Ansatz von Thomas Kuhn läuft auf einen Relativismus hinaus. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 21
Zum Relativismus-Vorwurf Die 1. Hälfte des 20. Jahrhunderts war geprägt durch das Ausarbeiten einer idealen Naturwissenschaft nach dem Vorbild der Physik. Dieser Ansatz scheiterte aus der Sicht der Wissenschaftstheorie und der Kritik aus den Geisteswissenschaften Auch die Wissenschaftler selbst wurden bescheiden: Aus Gesetzen wurden lediglich hypothetische Modelle. Dies heißt aber nichts anderes, dass die Wissenschaft selbst sich in Richtung Relativismus bewegt hat... Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 22
Probleme I Der Begriff des Paradigmas ist zu schwammig. Th. Kuhn wechselt häufig zwischen verschiedenen Aspekten, u.a. zwischen Wissenschaftstheorie und Soziologie. Durch die Kritik hat Thomas Kuhn sein Paradigmen-Begriff durch "interdisziplinäre Matrix" ersetzt, um anzudeuten, dass mehrere Aspekte verschiedener Wissenschaften hineinspielen - geändert hat das nicht viel. Es gibt Gegenbeispiele: Historische Nachweise, dass es zu dem Zeitpunkt mehrere Paradigmen gegeben hat, an dem nach Kuhn die normalwissenschaftliche Phase existierte. Benutzung von früher beobachteten Daten durch Kepler Kuhns Ansatz ist selbst ein Paradigma der Wissenschaftsgeschichte, d.h. er gilt nicht mit Notwendigkeit. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 23
Probleme II Gibt es nun oder gibt es nun nicht Fortschritt? Thomas Kuhn hat sich hierzu widersprüchlich geäußert. "Spätere wissenschaftliche Theorien sind besser als frühere geeignet, Probleme in den oft ganz unterschiedlichen Umwelten, auf die sie angewendet werden, zu lösen. Dies ist keine relativistische Position, und in diesem Sinne bin ich fest davon überzeugt vom wissenschaftlichen Fortschritt." Dies steht im Gegensatz zu seiner These, dass Paradigmen nicht rational verglichen werden können und dass in Revolutionen die Überredungskunst wichtig ist. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 24
Vermittlung Folgender Vorschlag könnte das Meiste von Kuhns Position retten und trotzdem die intuitive Vorstellung von Fortschritt erklären: Nach jeder Revolution, die irrationale Elemente besitzt, entsteht ein anderes Paradigma, das ein wissenschaftliches Arbeiten auf einem höheren Niveau erlaubt. Dieses Niveau ist durch größeren Umfang und Tiefe des Wissens gekennzeichnet. Gegenäußerungen: Für jeden Paradigmenübergang gab es für die Betroffenen sachliche Gründe... Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 25
Imre Lakatos (1922-1974) Ungar, stark von R. Popper beeinflusst Freund von Paul Feyerabend I. Lakatos versucht die Positionen von R. Popper und Th. Kuhn zu vereinigen: Popper thematisiert die Begründbarkeit der Theorie und vernachlässigt den wissenschaftlichen Prozess. Es wird die Dynamik, nicht der Fortschritt thematisiert. Kuhn thematisiert den wissenschaftlichen Prozess und vernachlässigt den Aspekt der Begründbarkeit. Es wird der Fortschritt thematisiert. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 26
Wissenschaftliche Forschungsprogramme I Es gibt einen harten Kern, der gegen Kritik geschützt wird (entspricht dem Kuhn'schen Paradigma). Der Kern spiegelt das Grundverständnis in der Wissenschaft wieder. Um den harten Kern herum gibt es einen Gürtel von Hypothesen, die nach dem Verfahren des Falsifikationismus, d.h. nach der Methode des Versuchs und Irrtums (Popper), entwickelt, geprüft und verworfen werden. Der Kern wird weder in Frage gestellt, noch geprüft oder bestätigt. Scheitert eine Hilfshypothese nicht, so wird dies als "subjektive Verifikation" - als eine Art Bestätigung - aufgefasst. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 27
Wissenschaftliche Forschungsprogramme II Scheitert eine Hilfshypothese, so stehen folgende Möglichkeiten zur Verfügung: Das beobachtete Phänomen wird aus dem Geltungsbereich des Programms genommen: Degenerative Problemverschiebung (Rückschritt) Beispiel: Klassische und relativistische Mechanik Das beobachtete Phänomen wird durch geänderte Hilfshypothesen erklärt: Progressive Problemverschiebung (Fortschritt) Leider können mehrere Rückschritte nicht als ein Hinweis auf eine Sackgasse (Aufgabe des Kerns) aufgefasst werden, da mit einem einzigen Fortschritt frühere Rückschritte kompensiert werden können. Dies gilt auch umgekehrt. Der Ansatz der Forschungsprogramme eignet sich nicht für Prognosen. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 28
Fortschritt liegt vor, wenn... Die neue Theorie muss die Erfolge der alten haben: Alle korrekten Vorhersagen/Erklärungen der alten Theorie muss die neue auch leisten. Die neue Theorie muss die Misserfolge der alten erklären: Alle falschen Vorhersagen/Erklärungen der alten Theorie muss die neue korrekt erklären. Problem: Das ist der Idealfall. In der Praxis werden bei jeder progressiven Verschiebung auch einige degenerative dabei sein, da nie unmittelbar klar ist, welche der Hilfshypothesen die Ursache für einen Misserfolg ist. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 29
Grenzfallbeziehungen Eine Theorie T ist als Grenzfall einer anderen Theorie TT enthalten, wenn aus TT Bedingungen abgeleitet werden können, unter denen T näherungsweise gültig ist. Beispiele: Galileis Fallgesetze und Newtons Mechanik Keplers Gesetze der Planetenbewegungen und Newtons Mechanik Klassische Mechanik und spezielle Relativitätstheorie Spezielle und allgemeine Relativitätstheorie Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 30
Normative Forderung nach Pluralismus Nach Lakatos ist Kuhns Sicht zu eng. In jedem Zeitabschnitt hat es immer Abweichler gegeben. Es sollten daher immer gleichzeitig mehrere alternative Forschungsprogramme verfolgt werden. Dann kann die Wahl zwischen den alternativen Forschungsprogrammen rational(er) erfolgen, denn die Leistungsfähigkeit der Alternativen ist bekannt. So liegt keine Entscheidung unter Ungewissheit vor, sondern lediglich eine unter Risiko. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 31
Aber: Die Probleme Die Alternativen sollten nie aufgegeben werden, da sich später alles ändern kann... Die Programme werden sich überlappen, was zu einer gewissen Gleichförmigkeit führt, was keinen Fortschritt in Richtung Wirklichkeitsnähe ohne eine Kuhn'sche Revolution zulässt - womit wir wieder an den Anfang angelangt sind. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 32
Weiterentwicklung durch Larry Laudan Nach Larry Laudan: Lakatos' Vorschlag ist immer noch zu statisch. Der harte Kern ist nie so hart wie er gehalten wird (das ist ein Rückgriff auf die Fleck'schen Ideen, die Ausgangspunkt für T. Kuhn waren). Orientierung ausschließlich an empirischen Problemen Statt Forschungsprogramm wird von Forschungstradition gesprochen: Anpassungsfähig Widerständigkeit Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 33
Forschungstradition Allgemeine Annahmen mit Heuristischer Funktion für neue Hypothesen Rechtfertigungsfunktion für das Geschehene Allgemeine Annahmen bestimmen zu lösende Probleme Anwendungsbereich der Theorie Diese Annahmen werden aber auch - wie Ludwik Fleck meint - modifiziert. Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 34
Nun wieder etwas alternative Entspannung... Wissenschaftliches Arbeiten SS2010 - Teil 9/Wissenschaftsfortschritt 35