Möglichkeiten der Überprüfung und Rechtfertigung von wissenschaftlichen Theorien

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Die verschiedenen Ansätze in der Geschichte der Wissenschaftstheorie
(Induktivismus, Falsifikationismus, erkenntnis- theoretischer Anarchismus)

3. Die grundlegenden Probleme
a) Die Unzuverlässigkeit von Beobachtungsaussagen
b) Die Theorieabhängigkeit von Beobachtung
c) Die Inkommensurabilität verschiedener Theorien

4. Die Folgen für die klassischen Methodologien
a) Der Induktivismus
b) Der Falsifikationismus

5. Abschließende Bemerkungen

6. Literaturverzeichnis

1. Einleitung

Wie geht die Wissenschaft vor, wenn sie Theorien überprüft, um sie anschließend anzuerkennen oder zu verwerfen; oder: wie sollte sie sinnvoller Weise vorgehen. Unter welchen Bedingungen können Theorien als widerlegt verworfen werden und wie kann man deren Gültigkeit nachweisen. Welche Kriterien sind ausschlaggebend darüber, wie eine Theorie beurteilt wird?

Eine Frage, von der man meinen sollte, daß sich die Antwort während der Jahrhunderte, in der es so etwas wie Wissenschaft im heutigen Sinne gibt, herauskristallisiert hätte. Angesichts der enormen Errungenschaften der modernen Wissenschaft und der weitgehenden Übereinstimmung in den Weltbildern von Wissenschaftlern und anderen Menschen (nicht unbedingt in den Fragen der Metaphysik, aber in denen der Physik und anderer Naturwissenschaften, als dem Arbeitsbereich der empirischen Wissenschaft) müßte man vermuten, daß auch über die erwähnten Kriterien und Vorgehensweisen ein prinzipieller Konsens herrschte. Weshalb dieses gerade nicht der Fall ist und warum es möglicherweise gar keine vernünftigen Kriterien gibt, soll hier gezeigt werden.

2. Die wichtigsten Ansätze in der Geschichte der Wissenschaftstheorie

Laien und Nichtwissenschaftler, und auch viele Wissenschaftler werden diese Fragen auf den ersten Blick vielleicht wenig problematisch finden. Man müsse eine Theorie halt empirischen Prüfungen unterziehen, bis man sagen könne, ob sie richtig oder falsch sei. Diese Auffassung entspricht der klassischen Ansicht des Induktivismus. Ihm zufolge wird eine Theorie dann als wahr akzeptiert, wenn folgende drei Bedingungen erfüllt sind:

1. Viele empirische Daten bestätigen die Voraussagen der Theorie.
2. Dies Bestätigungen müssen unter verschiedensten Bedingungen zustande gekommen seien.
3. Es darf kein Faktum geben, welches der Theorie widerspricht.

Treffen diese Punkte alle zu, so kann man die betreffende Theorie als verifiziert ansehen. Wird jedoch auch nur ein Gegenbeispiel im Sinne von Bedingung drei gefunden, so gilt sie als falsifiziert.

An dem Beispiel der Theorie g = 9,81 m/s2 , also daß die Erdbeschleunigung 9,81 m/s2 beträgt, sieht das etwa so aus: Wissenschaftler lassen irgendwo einen Gegenstand fallen, messen dabei Fallhöhe und Fallzeit und berechnen daraus die durchschnittliche Beschleunigung. Stimmt der erhaltene Wert mit der Theorie überein, wird das Experiment noch oft unter anderen Bedingungen wiederholt, z.B. an anderen Orten mit anderen Fallgegenständen. Bestätigen alle Versuche das erste Ergebnis, so wird die Theorie angenommen. Zeigt sich jedoch, daß unter einer speziellen Bedingung die Formel ein falsches Ergebnis liefert, so wird sie verworfen.

Zwei Problem bei dieser Vorgehensweise sind jedoch offensichtlich. Die ersten beiden Voraussetzung für die Anerkennung der Theorie sind sehr vage. Daher gibt es in Bezug auf die Entscheidungen für oder gegen eine Theorie einen erheblichen Ermessensspielraum. So stellt sich etwa die Frage, inwieweit die Umstände der Experimente variiert werden müssen.. Spielt bei obigem Versuch das Klima (Temperatur etc.) eine Rolle oder vielleicht auch die Tageszeit, und müssen die diese Faktoren auch mit einbezogen und variiert werden? Im Prinzip gibt es unendlich viele Randbedingungen bei Experimenten, und es muß entschieden werden, welche relevant sein könnten und welche man außen vor läßt.

Zweitens ist die Induktion, wie oben beschrieben, kein logisch gültiger Schluß; auch wenn ein Ereignis hundert mal unter verschiedenen Bedingungen auf eine vermeintliche Ursache hin eingetreten ist, heißt das nicht, daß es auch beim nächsten Mal zwangsläufig wieder eintritt^[1]. Allein aus diesen beiden Gründen^[2] ist eine induktive Verifikation von Theorien unmöglich (die Folgerung, daß induktives Schließen allgemein gültig sei, da es sich in der Praxis als bewärt habe (bzw. immer wieder empirisch bestätigt wurde), ist selber ein induktiver Schluß, dessen Gültigkeit ja noch gezeigt werden muß. Dieses Problem ist als das „Induktionsproblem“ bekannt). Daher kann der sogenannte „naive“ Induktionismus verworfen werden, was auch nahezu alle Wissenschaftstheorethiker dieses Jahrhunderts taten^[3].

Diese Erkenntnis brachte Karl Popper dazu, sein methodologisches System zu konstruieren. Man könne Theorien nicht endgültig verifizieren, wohl aber könne man erkennen, daß eine Theorie falsch sei, wenn sie durch eine Beobachtung widerlegt wird. An einem einfachem Beispiel erscheint dies sehr plausibel. Auch wenn man tausend Schwäne gesehen hat, und alle waren weiß, so bedeutet das nicht, daß alle Schwäne weiß sind. Hingegen ist schon, wenn man nur einen schwarzen Schwan gesehen hat, klar, daß nicht alle Schwäne weiß sind. Eine solches behauptende Theorie wäre durch diese Beobachtung falsifiziert. Demnach nannte Popper sein System auch Falsifikationismus. In der wissenschaftlichen Realität sind die Theorien allerdings nicht so einfach. Nimmt man etwa nochmals das (immer noch recht einfache) Beispiel mit dem fallenden Stein, treten schnell die ersten Probleme auf. Wenn man einmal eine andere Erdbeschleunigung als 9,81 m/s2 mißt, kann man dann wirklich die ganze Theorie verwerfen? Nein, denn es könnte ein Meßfehler vorliegen, z.B. durch eine defekte Uhr. Es könnte auch eine Windböe die Fallgeschwindigkeit des Steines beeinflußt haben. Und schließlich könnte ein menschlicher Irrtum vorgelegen haben. Vielleicht hat einer der Experimentatoren eine Zahl falsch abgelesen oder sich bei der Ermittlung des Endwertes verrechnet oder sogar - auch das ist schon oft genug vorgekommen - bewußt das Ergebnis verfälscht. Zudem wird die Erdbeschleunigung ja nicht direkt gesehen, sondern mit Hilfe von Geräten gemessen, die für die speziellen Gegebenheiten auf der Erde konzipiert sind, und bei deren Konstruktion bestimmte Theorien berücksichtigt wurden (z.B. die Newtonsche Mechanik, der Zeitbegriff etc.). An dem Meßvorgang sind also bereits zahlreiche Theorien beteiligt, die selber auch nicht verifiziert sind.

Eine Falsifikation aufgrund einer Einzelaussage ist also nicht möglich, da a) die Beobachtung des Experimentators nicht unbedingt zuverlässig ist, b) eine Nichtübereinstimmung einer theorieabgeleiteten Voraussage mit einer Beobachtung auch in den Randbedingungen liegen kann (wie etwa dem Wind in obigem Beispiel), und c) die aus der Beobachtung entnommene Einzelaussage selber schon theorieabhängig ist.

Hieraus haben einige Wissenschaftstheorethiker geschlossen, daß also Theorien weder verifizierbar noch falsifizierbar sind, und daher jeder Versuch, ein rationales Kriterium für Entscheidungen für oder gegen eine Theorie zu finden, von vornherein zum Scheitern verurteilt ist. Der bekannteste Vertreter einer solchen Auffassung ist Paul K. Feyerabend. Dieser betont, daß weder der Induktivismus noch der Falsifikationismus in der Geschichte der Wissenschaft sinnvolle Kriterien geliefert hätten. Denn es stimme „keine einzige Theorie jemals mit allen bekannten Tatsachen auf ihrem Gebiet überein“^[4]. So widersprach etwa die Farbenlehre Newtons, nach der Licht aus Strahlen sehr geringer Breite bestand, der Tatsache der Lichtreflexion in einem Spiegel. Ein solcher weist eine Struktur auf, die viel gröber ist als die Breite der Lichtstrahlen, so daß auf den Spiegel einfallendes Licht in alle Richtungen zerstreut und nicht reflektiert werden müßte. Obwohl sich Newton dessen bewußt war, behielt er die Theorie bei. Auch die kopernikanische Theorie zur Planetenbewegung habe seinerzeit offensichtlichen Tatsachen widersprochen und war mit den Beobachtungen schwieriger in Einklang zu bringen als das ptolemäische Weltbild. Nach den oben genannten Methodologien, meint Feyerabend, wären alle bekannten Theorien eigentlich schon falsifiziert und hätten verworfen werden müssen. Man kann nach Feyerabend Theorien niemals für falsch erklären. Jede scheinbar noch so überholte Theorie könnte nützlich sein und eventuell zu neuen Erkenntnissen führen. Ein Vergleich zwischen verschiedenen Theorien wird zudem noch durch eine mögliche Inkommensurabilität erschwert. Diese tritt dann auf, wenn zwei (oder mehr) Theorien in ihren Grundlagen so verschieden sind, daß die Aussagen der einen sich gar nicht in der Terminologie der anderen ausdrücken lassen, weshalb ihnen keine einzige Beobachtungsaussage gemeinsam ist, und ein Vergleich daher unmöglich wird. Daher sei ein Theorien-Pluralismus vonnöten. Ebenso gebe es keine methodologische Regel in der Wissenschaft, „die nicht zu irgendeiner Zeit verletzt worden wäre. [...] solche Verletzungen [...] entstehen nicht aus mangelndem Wissen [...] Im Gegenteil, man erkennt, daß sie für den Fortschritt notwendig sind.“^[5] Feyerabends Schlußfolgerung lautet daher : „Anything goes“.^[6] Man nennt man seine Position auch anarchistische Erkenntnistheorie.^[7]

3. Die Grundlegenden Probleme

a) Die Unzuverlässigkeit der Beobachtungsaussage

In früheren Zeiten, als der Induktivismus noch als das grundlegende Verfahrensschema der Wissenschaft galt, ging man davon aus, daß zu der Prüfung einer Theorie zunächst empirische Fakten gesammelt werden müssen. Diese Tatsachen waren Beobachtungsaussagen, die man aus der Betrachtung der Realität gewonnen hatte. Auch in diesem Jahrhundert war man Anfangs noch geschlossen der Ansicht, daß die grundlegenden Beobachtungsaussagen einfach nur gesammelt und zu einem stetig wachsenden Berg empirischer Daten zusammengetragen werden müßten. Einfache Beobachtungen, wie sie bei Experimenten notwendig waren, galten als unproblematisch. Zwar war man sich bewußt, daß unter bestimmten Umständen Täuschungen vorkommen können, etwa wenn jemand Halluzinationen hat, oder bestimmte optische Täuschungen, wie sie beispielsweise Spiegel hervorrufen können; jedoch brachte man solche Phänomene eher mit Geistererscheinungen oder Zaubershows in Zusammenhang, nicht aber mit ernsthafter Wissenschaft. Ebenfalls war und ist klar, daß man sich vor dem Einbau von eigenen Interpretationen in die aus der Beobachtung gewonnen Aussagen hüten muß. So kann man nicht einfach sagen „Ich habe gesehen, daß sich die Sonne um die Erde herum dreht.“ Dieser Satz enthält schon eine (falsche) Interpretation des Gesehenen. Um sichere Daten zu erhalten, muß man das Gesehene streng von einer Einordnung in einen Zusammenhang oder einer Interpretation trennen. Man müßte also feststellen, daß die Sonne morgens auf der einen Seite, abends auf der anderen Seite erscheint, ohne schon etwas über eine Bewegung oder das tatsächliche Vorhandensein der Sonne an einer Stelle auszusagen. Allerdings ist schon diese Trennung problematisch, denn die reine Beobachtungswahrnehmung gibt es womöglich gar nicht. Unsere Wahrnehmung ist stets auch von unserer inneren Einstellung, von unseren Erfahrungen und Erwartungen abhängig. Chalmers nennt als Beispiel eine Linienzeichnung, bei der man je nach Betrachtungsweise eine Treppe von oben oder unten sehen kann, und ein Röntgenbild, bei dem ein Laie nur eine Anordnung von hellen und dunklen Flecken, der Arzt jedoch komplexe Strukturen sieht.^[8] In beiden Fällen nimmt das Auge zwar bei allen (annähernd) die gleichen Bilder auf, trotzdem „sehen“ verschiedene Personen etwas anderes. Obwohl dasselbe wahrgenommen wird, ist die Wahrnehmungserfahrung verschieden. Ob sich hier die Wahrnehmung noch von der Interpretation trennen läßt, ob man also als Mensch überhaupt Zugang zu der reinen Wahrnehmung hat, ist äußerst umstritten.

[...]

^[1] Ein Paradebeispiel hierfür ist der „ induktivistische Truthahn“ von Bertrand Russell.

^[2] Diese beiden Gründe stehen in engem Zusammenhang: Die nicht exakte Formulierung der Induktions-bedingungen eins und zwei verhindert automatisch eine streng logische Gültigkeit des Schlußes. Wenn nicht exakt (logisch) festgelegt ist, wann der Schluß zu ziehen ist, entsteht zwangsläufig ein Ermessensspielraum.

^[3] Nicht widerlegt sind allerdings relativierte Formen des Induktionismus, die daraufhin von einigen Personen vertreten wurden und wonach induktive Schlüsse zwar keine absolute Verifikationn, wohl aber Wahrscheinlichkeitsvoraussagen erlauben. Hierauf werde ich später noch genauer eingehen.

^[4] Feyerabend, Paul K.: Wider den Methodenzwang. Frankfurt am Main 1983. S.71

^[5] Feyerabend. S.21

^[6] Feyerabend. S.21

^[7] die Bezeichnung stammt aus dem Untertitel der Erstauflage von „Wider den Methodenzwang“ : „Skizze einer anarchistischen Erkenntnistheorie“, und wurde dann aber auch von anderen Wissenschaftlern übernommen.

^[8] s. Chalmers, Alan : Wege der Wissenschaft. Berlin Heidelberg 1986