Wege der Wissenschaft: Einführung in die Wissenschaftstheorie

Wege der Wissenschaft Einfiihrung in die Wissenschaftstheorie

Alan R Chalmers

Wege der Wissenschaft Einftihrung in die Wissenschaftstheorie Herausgegeben und iibersetzt von Niels Bergemann und Christine Altstotter-Gleich Sechste, verbesserte Auflage

Sprin ger

Herausgeber und Ubersetzer

Dr. med. Dr. rer pol. Dipl.-Psych. Niels Bergemann Klinik fiir AUgemeine Psychiatric Zcntrum fiir Psychosozialc Mcdizin Univcrsitatsklinikum Heidelberg Vo6-Stra6e 4 69115 Heidelberg [email protected] Dr phil. Christine Altstotter-GIeich Universitat Koblenz-Landau, Campus Landau Fachbereich Psychologie Im Fort 7 76829 Landau i. d. Pfalz [email protected]

Titel der englischen Originalausgabe: A. F. Chalmers, What is This Tiling Called Science? © University of Queensland Press, St. Lucia, Queensland, 1999 First published 1976, reprinted 1978, 1979 and 1981. Second edition 1982. Third edition 1999 Mit 3 Abbildungen

ISBN-10 3-540-49490-1 Springer Berlin Heidelberg New York lSBN-13 978-3-540-49490-4 Springer Berlin Heidelberg New York ISBN 3-540-67477-2 5. Aufl. Springer Berlin Heidelberg New York Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet iiber http://dnb.d-nb.de abrufbar. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der ijbersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfaltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfaltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulassig. Sie ist grundsatzlich vergiitungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer ist ein Unternehmen von Springer Science-t-Business Media springer.de © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1986,1989,1994,1999,2001, 2007 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermannbenutztwerden diirften. Herstellung: LE-TEX Jelonek, Schmidt & Vockler GbR, Leipzig Umschlaggestaltung: Erich Kirchner, Heidelberg SPIN 11935353

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Gedruckt auf saurefreiem Papier

„ Like all young men I set out to be a genius, but mercifully laughter intervened. " Clea Lawrence Durrell

Inhalt

Vorwort der Herausgeber Vorwort zur ersten Auflage Vorwort zur zweiten Auflage Vorwort zur dritten Auflage Einleitung 1.

1.4 1.5 1.6 2.

3.

1

Wissenschaft als Erkenntnisform, die auf erfahrbaren Tatsachen beruht 1.1 1.2 1.3

XI XIII XV XVII

Eine weitverbreitete Auffassung von Wissenschaft Sehen heiBt Glauben Visuelle Erfahrungen werden nicht durch das Bild auf der Retina bestimmt Beobachtbare Tatsachen als Aussagen Warum sollten Tatsachen der Theorie vorausgehen? Die Fehlbarkeit von Beobachtungsaussagen

5 5 7 8 12 14 15

Beobachtung als Intervention

19

2.1 2.2 2.3

19 21 23

Beobachtung: passiv und privat oder offentlich und aktiv? Galilei und die Monde des Jupiters Beobachtbare Tatsachen: objektiv, aber fehlbar

Das Experiment

25

3.1 3.2 3.3

25 26

3.4

Nicht einfach Tatsachen, sondem r^/^va^^e Tatsachen Das Erzielen experimenteller Ergebnisse und ihre Aktualisierung Veranderung der experimentellen Basis von Wissenschaft: historische Beispiele Das Experiment als angemessene Basis fur die Wissenschaft

28 33

VIII

4.

Der Induktivismus

35

4.1 4.2 4.3

35 35

4.4 4.5 4.6 5.

51

5.1 5.2

51

Einleitung Ein logisches Argument zur Unterstiitzung des Falsifikationismus Falsifizierbarkeit als Kriterium fur gute Theorien Falsifizierbarkeit, Eindeutigkeit und Prazision Falsifikationismus und wissenschaftlicher Fortschritt

52 53 56 59

Der raffinierte Falsifikationismus, neuartige Vorhersagen und der Fortschritt der Wissenschaft

63

6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6

7.

37 39 41 44

Der Falsifikationismus

5.3 5.4 5.5 6.

Die Ableitung von Theorien aus Tatsachen Deduktives SchlieBen Konnen wissenschaftliche Gesetze aus Tatsachen abgeleitet werden? Was konstituiert ein gutes indukives Argument? Weitere Probleme des induktiven SchlieBens Der Reiz des Induktivismus

Relativer und absoluter Falsifizierbarkeitsgrad Die Erhohung der Falsifizierbarkeit und Ad-hocModifikationen Bewahrung im Falsifikationismus Kuhnheit, Neuartigkeit und Hintergrundwissen Ein Vergleich induktivistischer und falsifikationistischer Sichtweise von Bewahrung Die Vorteile des Falsifikationismus gegentiber dem Induktivismus

63 64 67 68 70 71

Die Grenzen des Falsifikationismus

73

7.1 7.2

73

7.3 7.4

Probleme der Logik Die Unzulanglichkeit des Falsifikationismus vor dem Hintergrund historischer Beispiele Die kopernikanische Revolution Die Unangemessenheit des falsifikationistischen Abgrenzungskriteriums und Poppers Antwort

76 78 84

IX

8.

Theorien als Strukturen I: Kuhns Paradigmen

87

8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7

87 89 90 94 97 99

8.8 9.

Theorien als Strukturen Thomas Kuhn Paradigmen und Normalwissenschaft Krise und Revolution Die Funktion von Normalwissenschaft und Revolutionen Die Verdienste des kuhnschen Beitrags zur Wissenschaftstheorie Kuhns Ambivalenz beztiglich des Fortschritts durch Revolutionen Objektives Wissen

101 102

Theorien als Strukturen II: Forschungsprogramme

107

9.1 9.2 9.3

107 107

9.4 9.5 9.6

ImreLakatos Die lakatosschen Forschungsprogramme Methodologie innerhalb eines Programms und die Vergleichbarkeit von Programmen Neuartige Vorhersagen Die Uberprtifting einer Methodologie an der Geschichte Probleme mit der lakatosschen Methodologie

10. Feyerabends anarchistische Wissenschaftstheorie 10.1 10.2 10.3 10.4

Standortbestimmung Feyerabends Argumentation wider den Methodenzwang Feyerabends Eintreten ftir Freiheit Kritik an Feyerabends Individualismus

11. Methodologische Wechsel 11.1 11.2 11.3 11.4

Wider eine universelle Methode Der Einsatz von Teleskopen statt der Beobachtung mit bloBem Auge: ein Wechsel von MaBstaben Der sukzessive Wechsel von Theorien, Methoden und Standards Intermezzo

12. Der Ansatz von Bayes 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5

Einleitende Bemerkungen Das bayessche Theorem Subjektiver Bayesianismus Anwendungsmoglichkeiten der bayesschen Formel Kritik am subjektiven Bayesianismus

111 113 115 118 121 121 122 126 127 131 131 132 136 138 141 141 142 144 146 150

13. Der Neue Experimentalismus 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6

Einmhmng Zur Eigenstandigkeit von Experimenten Deborah Mayo zum strengen experimentellen Uberprtifen Das Lernen aus Fehlern und das Auslosen von Revolutionen Perspektiven des Neuen Experimentalismus Anhang: Ein gliickliches Aufeinandertreffen von Theorie und Experiment

14. Warum sollte die Welt Gesetzen folgen? 14.1 14.2 14.3 14.4

Einleitung Gesetze als RegelmaBigkeiten Gesetze als Charakterisierungen von Potenzial oder Dispositionen Thermodynamische Gesetze und Erklarungsansatze

15. Realismus und Anti-Realismus 15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7

Einleitung Globaler Anti-Realismus: Sprache, Wahrheit und Realitat Anti-Realismus Einige Standardeinwande und die Antworten des AntiRealismus Wissenschaftlicher Realismus und Realismus der Vermutungen Idealisierung Nichtreprasentativer Realismus oder struktureller Realismus

155 155 156 159 162 164 167 171 171 172 174 177 181 181 182 185 186 189 192 194

16. Epilog

197

Literaturverzeichnis

203

Deutschsprachige Bibliographic

211

Personenverzeichnis

235

Sachregister

239

Vorwort der Herausgeber

Der vorliegende Band von Alan F. Chalmers erscheint nun bereits in der sechsten deutschsprachigen Auflage und ist mittlerweile zu einem Standard-Lehrbuch an vielen Hochschulen und Universitaten auch im deutschen Sprachraum avanciert. Erfreulicherweise wird es auch bereits in der Oberstufe mancher Gymnasien eingesetzt. Chalmers fuhrt klar verstandlich und ohne spezielle Vorkenntnisse vorauszusetzen anhand vieler Beispiele in die Grundlagen der Wissenschaftstheorie ein und leitet zu neueren Ansatzen und zur aktuellen wissenschaftstheoretischen Diskussion hin. In den ersten Kapiteln werden so die klassischen Ansatze der Wissenschaftstheorie im Uberblick dargestellt; die Ansatze von Karl Popper, Imre Lakatos, Thomas Kuhn und Paul Feyerabend werden vorgestellt, miteinander verglichen und ihre Grenzen werden diskutiert. Die letzten, erst in der funften deutschsprachigen Auflage (dritte englischsprachige Auflage) hinzugekommenen Kapitel, widmet Chalmers den aktuellen Diskussionen zu der Bedeutung des Experiments und dem „Neuen Experimentalismus", dem wahrscheinlichkeitstheoretischen Ansatz von Bayes, dem Wesen naturwissenschaftlicher Gesetze sowie der „Realismus versus Anti-Realismus-Debatte". Eine Fortsetzung des Bandes im Hinblick auf die aktuelle wissenschaftstheoretische Debatte, die schlagworthaft unter dem Motto „universelle, ahistorische MaBstabe und Methoden versus skeptischem Relativismus" zusammengefasst werden kann, und eine Auseinandersetzung mit wissenschaftssoziologischen Ansatzen finden sich in Chalmers' Buch „Grenzen der Wissenschafl" (1999), das ebenfalls im Springer-Verlag erschienen ist. FUr die jetzt vorliegende sechste Auflage wurde der Text durchgesehen und wo erforderlich - wurden Korrekturen vorgenommen. Dabei wurden auch einige der Ungereimtheiten, die auf die zuruckliegende Rechtschreibreform zurtickgehen, gemaB den Empfehlungen des Rats fiir die deutsche Rechtschreibung korrigiert. Die bereits fiir die erste deutschsprachige Ausgabe erarbeitete ,,Deutschsprachige Bibliographie zur Wissenschaftstheorie'' wurde fur die vorliegende sechste Auflage tiberarbeitet, aktualisiert und nochmals deutlich erweitert. Sie stellte zunachst eine - gewiss subjektive - Auswahl dar, die die Herausgeber fiir eine erste Orien-

XII

tierung bei der Beschaftigung mit der Thematik als niitzlich erachteten; mittlerweile gibt sie einen LFberblick iiber die deutschsprachige wissenschaftstheoretische Literatur. Sie soil einerseits dem Umstand Rechnung tragen, dass Chalmers sich weitestgehend auf Literatur des anglo-amerikanischen Sprachraums bezieht und Entwicklungen im deutschsprachigen Raum weniger beriicksichtigt, und andererseits einen Leitfaden fur die eingehende Beschaftigung mit dem Gegenstand bieten. Weiterhin wurde flir die deutschsprachige Ausgabe ein Sachregister erstellt, das die praktische Handhabung des Buches verbessem soil. Sofern es den Herausgebem als hilfreich, sinnvoll oder gar notwendig erschien, wurde die deutschsprachige Ausgabe um einige wenige Anmerkungen erweitert. Dem Springer-Verlag ist ftir das Ermoglichen der nunmehr sechsten Auflage sehr zu danken. Herrn Professor Dr. Jochen Prtimper, Fachhochschule fur Technik und Wirtschaft Berlin, sei an dieser Stelle nochmals fur die Mitherausgabe und die Beteiligung an der Textbearbeitung der ersten vier Auflagen, die auf der zweiten englischsprachigen Ausgabe beruhten, gedankt. Herrn Dr. Albrecht Schultz schulden die Herausgeber Dank ftir wertvolle Kommentare bei der LFbertragung physikalischer und physikgeschichtlicher Sachverhalte. Besonderer Dank jedoch gilt der Leserschaft des Buches fur die anhaltende positive Resonanz, die es auch in der deutschsprachigen Ausgabe erhalten hat. Diese Resonanz auf Chalmers' Einfiihrungswerk wird von den Herausgebem hoffiiungsvoll in der Weise interpretiert, dass die Beschaftigung mit den Grundlagen der Wissenschaftstheorie zu einem selbstverstandlichen, wenn nicht sogar unverzichtbaren Bestandteil der Ausbildung in jeder fachwissenschaftlichen Disziplin geworden ist.

Im September 2006, Niels Bergemann, Heidelberg

Christine Altstotter-Gleich, Landau/Pfalz

Vorwort zur ersten Auflage

Das Ziel dieses Buches ist es, eine leicht verstandliche, klare und elementare Einfuhrung in die neueren Betrachtungen uber das Wesen der Wissenschaft zu geben. Wahrend meiner Lehrtatigkeit sowohlfixrStudenten der unteren Semester als auch fiir Kolleginnen und Kollegen anderer Fachbereiche, die einen Einblick in die neueren Entwicklungen der Wissenschaftstheorie gewinnen wollten, wurde mir immer klarer, dass es kein einziges Buch, und nicht einmal eine kleine Auswahl von Btichern gibt, die Anfangem hatten empfohlen werden konnen. Die einzigen Quellen, die uber die neuere Diskussion verfugbar sind, sind die Originaltexte. Viele dieser Quellen sind jedoch fiir den Anfanger zu schwierig, und es sind vor allem zu viele, als dass sie ohne weiteres einer groBeren Anzahl von Studenten zuganglich gemacht werden konnten. Ftir all diejenigen, die sich mit der Wissenschaftsphilosophie intensiver auseinandersetzen mochten, kann dieses Buch naturlich kein Ersatz fiir die Originalquellen sein; aber dennoch hoffe ich, dass es einen brauchbaren und guten Einstieg bietet, den es anderweitig nicht gibt. Mein Vorsatz, die Diskussion moglichst einfach zu gestalten, scheint sich fiir etwa zwei Drittel des Buches tatsachlich erfiillt zu haben. Zu dem Zeitpunkt, als ich dieses Stadium erreicht hatte und mich daran machen wollte, die neueren Betrachtungen zu kritisieren, entdeckte ich zu meiner Uberraschung, dass ich erstens mit diesen Betrachtungen weit weniger tibereinstimmte als ich vermutet hatte und dass zweitens aus meiner Kritik eine in sich schltissige Alternative hervorging. Diese Alternative wird im letzten Kapitel dieses Buches in groben Zugen dargestellt. Es ware fiir mich ein erfi'eulicher Gedanke, wenn die zweite Halfte dieses Buches nicht nur Zusammenfassungen bekannter Betrachtungen iiber das Wesen der Wissenschaft liefern wiirde, sondern ein wenig dartiber hinausginge. Mein Interesse fiir die Geschichte und die Philosophic der Wissenschaft wurde in London geweckt, in einem Klima, das von Karl Popper beherrscht wurde. Aus dem Inhalt des vorliegenden Buches geht deutlich hervor, was ich ihm, seinen Aufsatzen, Vorlesungen und Seminaren, aber auch dem leider viel zu filih gestorbenen Imre Lakatos zu verdanken habe. Die Form der ersten Halfte dieses Buches ist zu einem groBen Teil an dem brillanten Artikel von Lakatos iiber die Methodologie wissenschaftlicher Forschungsprogramme angelehnt. Ein be-

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merkenswertes Merkmal der popperschen Schule war der Nachdruck, der darauf gelegt wurde, sich das Problem, an dem man interessiert war, auch wirklich bewusst zu machen und die Betrachtungen iiber dieses Problem in einer einfachen und allgemeinverstandlichen Weise zum Ausdruck zu bringen. Obwohl ich in dieser Hinsicht dem Vorbild von Popper und Lakatos viel verdanke, gehen etwaige Fahigkeiten, die ich entwickelt habe, um mich selber klar und deutlich auszudrticken, im Wesentlichen auf meine Zusammenarbeit mit Professor Heinz Post zuruck, der mich wahrend meiner Zeit am Chelsea College betreute, wo ich an der Fakultat fur Geschichte und Wissenschaftsphilosophie an meiner Dissertation arbeitete. Dabei werde ich jedoch einfach das fatale Geftihl nicht los, dass er sein Exemplar dieses Buches mit der Bitte an mich zuriickschicken wird, die Stellen, die er nicht versteht, noch einmal neu zu schreiben. Von den Kolleginnen und Kollegen in London, damals zumeist noch Studenten, denen ich zu besonderem Dank verpflichtet bin, ist es vor allem Noretta Koertge, nun an der Universitat von Indiana, die mir immens geholfen hat. Ich bezeichnete oben die poppersche Schule als eine Schule, aber erst nachdem ich von London nach Sydney gegangen war, wurde mir vollends bewusst, wie stark ich einer Schule verbunden war. Zu meiner Oberraschung entdeckte ich, dass es dort Philosophen gab, die von Wittgenstein, Quine oder Marx beeinflusst und die der Meinung waren, dass Popper in vielen Punkten einfach Unrecht hatte; einige waren sogar der Uberzeugung, dass die von ihm vertretenen Auffassungen regelrecht gefahrlich seien. Ich glaube, dass ich aus dieser Erfahrung viel gelemt habe. Lines der Dinge, die ich gelernt habe, war, dass Popper, wie im letzten Teil dieses Buches naher erlautert werden soil, in der Tat in einigen entscheidenden Punkten Unrecht hat. Dies andert jedoch nichts an der Tatsache, dass der Ansatz von Popper unendlich viel besser ist als die Ansatze, denen man sich in den meisten philosophischen Fakultaten, die ich kennengelernt habe, bedient. Viel verdanke ich meinen Freunden in Sydney, die mich aus meinem Schlummer aufweckten. Damit will ich jedoch nicht andeuten, dass ich ihren Ansatzen eher zustimme als denen von Popper. Aber das wissen sie besser. Da mir allerdings keine Zeit bleibt, mich mit dem obskuren Unsinn von der Inkommensurabilitat unterschiedlicher Konzepte zu beschaftigen (an dieser Stelle werden die Anhanger von Popper die Ohren spitzen), lieB mich - da ich gezwungen war, die Standpunkte meiner Kollegen und Kontrahenten in Sydney zu rezipieren und mich mit ihnen auseinanderzusetzen - die Starken ihrer Argumente und die Schwachen meiner eigenen Sichtweise verstehen lernen. Ich hoffe, dass niemand der Meinung ist, dass ich ihn ungebtihrend behandele, wenn ich an dieser Stelle nur besonders Jean Curthoys und Wal Suchting hervorhebe. Ich schlieBe mit einem herzlichen GruB an die Freunde, die keine Notiz von diesem Buch nehmen, es nicht lesen werden, und die mich ertragen mussten, wahrend ich dieses Buch geschrieben habe.

Alan Chalmers Sydney, 1976

Vorwort zur zweiten Auflage

Gemessen an den Reaktionen auf die erste Auflage dieses Buches, scheinen die ersten acht Kapitel die Erwartungen an eine „leichtverstandliche, klare und elementare Einfiihning in die neueren Betrachtungen uber das Wesen der Wissenschaft" recht gut zu erfullen. Im Allgemeinen schien jedoch auch Ubereinstimmung dartiber zu bestehen, dass dies fiir die letzten vier Kapitel nicht zutrifft. Folglich habe ich in dieser uberarbeiteten und erweiterten Auflage Kapitel eins bis acht nahezu unverandert gelassen und die letzten vier Kapitel durch sechs vollig neue ersetzt. Da eines der Probleme darin bestand, dass die letzten Kapitel der ersten Auflage nicht leicht zu verstehen waren, habe ich mich nun bemliht, die neuen Kapitel moglichst einfach zu gestalten, obschon ich befiirchte, dass mir dies bei dem recht anspruchsvollen Stoff der letzten beiden Kapitel nicht immer gegltickt ist. Auch wenn ich mich darum bemtiht habe, den Stoff moglichst einfach darzustellen, hoffe ich trotzdem, dass dadurch die Diskussion nicht weniger kontrovers ausgefallen ist. Ein anderes Problem bestand darin, dass der letzte Teil der ersten Auflage ausreichende Pragnanz vermissen lieB. Obwohl ich davon iiberzeugt bin, dass ich mit dem groBten Teil, den ich vorbrachte, auf der richtigen Spur war, ist es mir, wie mir meine Kritiker deutlich gemacht haben, gewiss nicht gelungen, eine in sich schliissige und gut begrundete Position darzustellen. Dieser Umstand kann jedoch nicht ausschlieBlich Luis Althusser angelastet werden, dessen Auffassungen zu der Zeit, als ich dieses Buch geschrieben hatte, sehr stark in Mode waren und dessen Einfluss in gewissem Umfange in dieser neuen Auflage noch immer deutlich wird. Ich habe daraus gelernt und werde mich davor hiiten, mich in Zukunft noch einmal zur unpassenden Zeit so sehr von dem letzten Schrei der Pariser Mode beeinflussen zu lassen. Meine Freunde Terry Blake und Denise Russell haben mich davon iiberzeugt, dass an den Schriften von Paul Feyerabend wesentlich mehr dran ist, als ich anfanglich bereit war, anzuerkennen. Ich habe ihm darum in dieser neuen Auflage mehr Aufmerksamkeit geschenkt und mich darum bemtiht, die Spreu vom Weizen zu trennen, den Anti-Methodismus vom Dadaismus. Auch fiihlte ich mich dazu verpflichtet, eine Unterscheidung zu treffen zwischen dem, was wirklich wichtig

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ist, und dem „obskuren Unsinn von der Inkommensurabilitat unterschiedlicher Konzepte". Bei der Uberarbeitung dieses Buches verdanke ich sehr viel der Kritik meiner Kollegen, Rezensenten und Korrespondenten. Ich will gar nicht erst versuchen, sie alle namentlich zu erwahnen; ich weiB mich dessen schuldig und bedanke mich bei alien!

Alan Chalmers, Sydney, 1981

Vorwort zur dritten Auflage

Die vorliegende Neuauflage stellt eine vollige Uberarbeitung der vorangegangenen Auflage dar. Von dem bisherigen Text ist kaum etwas unverandert geblieben, einige Kapitel wurden vollstandig ersetzt und neue Kapitel kamen hinzu. Aus zwei Grtinden wurden diese Veranderungen notwendig. Erstens haben die zwanzig Jahre Lehrerfahrung im Bereich der Wissenschaftsphilosophie, die seit der ersten Auflage dieses Buches vergangen sind, dazu gefuhrt, dass ich einiges dazugelemt habe. Zweitens sind in den vergangenen zehn bis zwanzig Jahren einige wichtige Entwicklungen in der Wissenschaftsphilosophie zu verzeichnen, die in jedem Einfiihrungstext berucksichtigt werden sollten. Eine zurzeit recht einflussreiche wissenschaftsphilosophische Schule bezieht sich zum Beispiel auf den bayesschen Wahrscheinlichkeits-Begriff. Ein zweiter Trend, der „Neue Experimentalismus'\ legt den Schwerpunkt auf die Natur des Experiments und dessen RoUe in der Wissenschaft. In den Kapiteln 12 bzw. 13 werden diese Ansatze beschrieben und einer Bewertung unterzogen. Jiingere Arbeiten, wie zum Beispiel die von Nancy Cartwright, werfen Fragen zur Natur von Gesetzen und deren Rolle in den Wissenschaften auf, sodass auch zu diesem Thema ein Kapitel in die neue Auflage aufgenommen wurde. Das Gleiche gilt fur ein Kapitel, das zum Ziel hat, die Debatte zwischen Realismus und „Anti-Realismus" zu beleuchten. Ohne vorgeben zu wollen, die Antwort auf die Frage gefunden zu haben, die dem Titel dieses Buches zugrundeliegt, habe ich mich bemiiht, dem Leser eine anschauliche Einfuhrung in den aktuellen Stand wissenschaftstheoretischer Positionen zu geben. Fiir diejenigen, die die dargestellten Inhalte vertiefen wollen, finden sich am Ende jedes Kapitels Empfehlungen fiir weiterfiihrende Literatur. Ich will gar nicht erst versuchen, all die Kollegen und Studierenden hier anzufiihren, von denen ich Anregungen zur Verbesserung dieses Buches erhalten habe. Profitiert habe ich besonders von einem intemationalen Symposium mit dem Thema „What Is This Thing Called Science? Twenty Years On", das im Juni 1997 in Sydney stattfand. Ich mochte den Sponsoren dieses Symposiums, dem British Council, der University of Queensland Press, der Open University Press, der Hackett Publishing Company und dem Uitgeverij Boom danken sowie den KoUe-

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gen und Freunden, die mich bei diesem Vorhaben unterstiitzt haben. Die Veranstaltung hat viel dazu beigetragen, mich aufzubauen und mich zu motivieren, die Aufgabe in Angriff zu nehmen, dieses Buch zu uberarbeiten. Ein GroBteil der Arbeit erfolgte wahrend eines Research Fellowship am Dibner Institute for the History of Science and Technology (MIT). Auch hierfiir mochte ich meinen Dank aussprechen. Ein untersttitzenderes und der konzentrierten Arbeit zutraglicheres Umfeld konnte ich mir nicht wtinschen. Hasok Chang danke ich fur die sorgfaltige Lekture des Manuskripts und seine hilfreichen Anmerkungen.

Alan Chalmers, Cambridge, Mass., 1998

Einleitung

Wissenschaft genieBt hohes Ansehen. Offensichtlich ist es eine weit verbreitete Annahme, dass es mit der Wissenschaft und ihren Methoden etwas Besonderes auf sich habe. Die Bezeichnung einer Aussage, eines Gedankengangs oder eines Forschungsvorhabens als „wissenschaftlich" wird in einer Art und Weise vorgenommen, die einen Verdienst oder eine spezielle Art der Zuverlassigkeit impliziert. Aber was ist das Besondere an Wissenschaft? Was ist diese „wissenschaftliche Methode", die angeblich zu so besonders verdienstvollen oder zuverlassigen Ergebnissen ftihrt? Dieses Buch stellt einen Versuch dar, derartige Fragen zu beleuchten und zu beantworten. Eine Vielzahl von Indizien aus dem Alltagsleben sprechen dafur, dass Wissenschaft, trotz einiger Emiichterung wegen der ihr zugeschriebenen Konsequenzen, wie Atombomben und Umweltverschmutzung, hoch geachtet wird. In der Werbung wird haufig geltend gemacht, dass wissenschaftlich erwiesen sei, dass ein bestimmtes Produkt weiBer, leistungsfahiger, sexuell ansprechender oder in anderer Art und Weise einem Konkurrenzprodukt iiberlegen sei. Dies soil nahe legen, dass solche Aussagen besonders begriindet, eventuell sogar nicht anzweifelbar sind. Eine kurzlich erschienene Zeitungsanzeige, die fur die Glaubensgemeinschaft Christian Science warb, war uberschrieben mit „Die Wissenschaft spricht und sagt, dass die Bibel erwiesenermaBen wahr ist" und ftihrt im Weiteren an, dass „dies heutzutage selbst Wissenschaftler glauben". Hier haben wir einen direkten Ruckgriff auf die Autoritat von Wissenschaft und Wissenschaftlern. Was ist die Grundlage ftir eine solche Autoritat? Die hohe Achtung von Wissenschaft bleibt jedoch nicht beschrankt auf den Alltag oder die Massenmedien. Sie besteht nattirlich auch in der akademischen Welt selbst. Viele Gegenstandsbereiche werden von ihren Vertretem heute als Wissenschaften bezeichnet, vielleicht im Bemiihen darum, nahe zu legen, dass die eingesetzten Methoden genauso ftmdiert und potenziell finchtbar sind, wie zum Beispiel diejenigen traditioneller Wissenschaften wie Physik oder Biologic. Ftir poUtische und Sozialwissenschaften ist dies heute allgemein akzeptiert. Viele Marxisten bestehen darauf, dass der Historische Materialismus eine Wissenschaft ist. Daruber hinaus erscheinen in universitaren Vorlesungsverzeichnissen Bibliothekswissenschaften, Verwaltungswissen-

schaften, Sprechwissenschaften, Forstwissenschaften, Molkerei-, Fleisch- und Tierwissenschaften usw.^ So wird auch die Debatte uber den Status einer „Wissenschaft der Schopfung" noch immer gefuhrt. In diesem Kontext ist es notig zu erwahnen, dass Anhanger beider Seiten der Debatte annehmen, dass es so etwas wie eine spezielle Kategorie „Wissenschaft" gibt. Wortiber sie sich uneinig sind, ist, ob eine „Wissenschaft der Schopfung" als eine solche Wissenschaft begriffen werden kann. Viele Vertreter der sogenannten Sozial- oder Humanwissenschaften verfolgen eine Argumentation, die in aller Kurze etwa folgendermaBen lautet: „Der ohne Zweifel vorhandene Erfolg der Physik, der iiber die letzten 300 Jahre beobachtet werden kann, muss der Anwendung einer spezifischen Methode, der wissenschaftlichen Methode, zugeschrieben werden. WoUen die Sozial- bzw. Humanwissenschaften vergleichbare Erfolge erreichen, kann dies nur gelingen, indem diese Methode zunachst verstanden und formuHert und dann auf die Sozial- und Humanwissenschaften angewendet wird". Diese Argumentation wirft zwei grundsatzliche Fragen auf: „Was ist diese wissenschaftliche Methode, der der Erfolg der Physik zugeschrieben wird?" und „Ist es legitim, diese Methode auf andere Bereiche als der Physik zu tibertragen?" All dies macht deutlich, dass sowohl Fragen, die die Besonderheit wissenschaftlicher Erkenntnis im Gegensatz zu anderen Arten der Erkenntnis betreffen, als auch die exakte Identifikation der wissenschaftlichen Methode als auBerordentlich wichtig und konsequenzenreich angesehen werden. Wie wir jedoch noch sehen werden, ist es alles andere als einfach, diese Fragen zu beantworten. Im Allgemeinen wird intuitiv angenommen, das Besondere an Wissenschaft sei, dass sie eher auf Tatsachen als auf personlichen Meinungen basiert. Wahrend personliche Meinungen iiber die relative Bedeutung der Novellen Charles Dickens' gegenuber denen von D. H. Lawrence recht unterschiedlich ausfallen mogen, gibt es derlei Unterschiede uber die jeweiligen Vorzuge der galileischen gegeniiber der einsteinschen Relativitatstheorie nicht. Tatsachen bedingen die Uberlegenheit der einsteinschen Erkenntnisse iiber vorangegangene Ansatze zur Relativitat, und jeder, der dies nicht anerkennt, int. Wie wir sehen werden, kann die Idee, dass das spezifische Merkmal wissenschaftlicher Erkenntnis seine Fundierung auf Tatsachen sei, wenn uberhaupt, nur bedingt und in sehr vorsichtiger Art und Weise bestatigt werden. Wir werden auf begriindete Zweifel daran stoBen, dass Tatsachen, die auf der Grundlage von Wahrnehmung und Experimenten gewonnen werden, so offensichtlich und gesichert sind, wie traditionell angenommen. Wir werden ebenso feststellen, dass einiges dafiir spricht, dass wissenschaftliche Erkenntnis durch Tatsachen weder schliissig belegt noch schliissig verworfen werden kann, selbst wenn die Verfligbarkeit solcher Tatsachen vorausgesetzt werden kann. Einige der Argumente, die einen solchen Skeptizismus unterstiitzen, basieren auf der Analyse der Natur von Beobachtung sowie der Natur logischen Argumentierens und seiner Moglichkeiten. Andere beziehen sich auf die Geschichte der Wissenschaft und der gegenwartigen wissenschaftlichen Praxis. Neuere Entwicklungen von Theorien uber WisDiese Liste verdanke ich C. Trusedell, zitiert nach J. R. Ravetz (1971, S. 387f).

senschaft und wissenschaftliche Methoden schenken den historischen Aspekten zunehmend Aufmerksamkeit. Fur viele Wissenschaftsphilosophen ist eines der erstaunlichsten Ergebnisse dieser Strategic, dass die gemeinhin als besonders charakteristisch fur wesentliche Fortschritte angesehenen Entwicklungen in der Wissenschaftsgeschichte - seien es nun die Innovationen Galileis, Newtons, Darwins oder Einsteins - sich nicht so darstellen, wie sie es nach den ublichen wissenschaftsphilosophischen Ansatzen sollten. Eine Reaktion auf die Feststellung, dass wissenschaftliche Theorien weder falsifiziert noch verifiziert werden konnen und dass die Rekonstruktionen von Philosophen wenig Ahnlichkeit mit der aktuellen Realitat von Wissenschaft haben, besteht darin, die Idee voUig aufzugeben, Wissenschaft sei eine rationale Aktivitat, die nach spezifischen Methoden vorgeht. Dies ist der Reaktion Feyerabends (1983^) ahnlich, die ihn veranlasste, ein Buch mit dem Titel ,,Wider den Methodenzwang: Skizze einer anarchistischen Erkenntnistheorie" zu verfassen. Entsprechend der extremen Sichtweise vor allem der spaten Werke Feyerabends, verftigt Wissenschaft nicht uber spezifische Merkmale, die sie anderen Arten von Erkenntnis, wie Mythen oder Voodoo, uberlegen macht. Eine hohe Achtung gegenuber der Wissenschaft sieht er als moderne Religion, die eine ahnliche Rolle spielt wie das filihe Christentum in Europa. Er bemerkt, dass die Wahl zwischen wissenschaftlichen Theorien reduziert werden kann auf Entscheidungen, die von individuellen Werten und Bedtirfiiissen determiniert sind. Feyerabends Skeptizismus gegentiber Versuchen, Wissenschaft zu rationalisieren, wird von neueren Autoren geteilt, die aus einer soziologischen oder sogenannten „postmodernen" Perspektive heraus argumentieren. Diese Art von Antwort auf die Schwierigkeiten der traditionellen Ansatze zur Wissenschaft und wissenschaftlichen Methode wird in diesem Buch nicht geteilt. Es wird vielmehr der Versuch untemommen, das anzunehmen, was an den Kritikpunkten Feyerabends und vieler anderer gultig ist. Daruber hinaus sollen die Besonderheiten und spezifischen Merkmale von Wissenschaft in einer Art und Weise beschrieben werden, dass diesen Kritikpunkten begegnet werden kann.

Wissenschaft als Erkenntnisform, die auf erfahrbaren Tatsachen beruht

1.1 Eine weitverbreitete Auffassung von Wissenschaft In der Einleitung wurde gesagt, dass eine populare Konzeption der spezifischen Merkmale von Wissenschaft in dem Slogan „Wissenschaft wird aus Tatsachen gewonnen" zusammengefasst werden kann. In den ersten vier Kapitebi dieses Buches wird diese Behauptung einer kritischen Pnifting unterzogen. Wir werden sehen, dass vieles, was dieser Slogan impliziert, nicht gerechtfertigt ist. Dennoch werden wir feststellen, dass dieser Slogan nicht vollig verfehlt ist, und es soil der Versuch untemommen werden, eine belegbare Version zu ft)miulieren. Wenn behauptet wird, dass Wissenschaft etwas Besonderes ist, weil sie auf Tatsachen basiert, so wird angenommen, dass Tatsachen Vermutungen uber die Welt darstellen, die uber einen sorgfaltigen und vorurteilsfi*eien Einsatz der Sinne direkt belegt werden konnen. Wissenschaft soil auf dem basieren, was wir sehen, horen und bertihren konnen und nicht auf personlichen Meinungen und spekulativen Vermutungen. Wenn die Beobachtung der Welt sorgfaltig und vorurteilsfrei vorgenommen wird, dann werden die solcherart festgestellten Tatsachen eine sichere und objektive Grundlage von Wissenschaft bilden. Wenn dartiber hinaus die Schlussfolgerungen angemessen sind, die uns von diesen Tatsachen zu Gesetzen und Theorien fuhren, die wissenschaftliche Erkenntnis konstituieren, dann kann das resultierende Wissen selbst als gut belegt und objektiv angesehen werden. Diese Aussagen sind das Gerust einer bekannten Sichtweise, die in einer Vielzahl von Publikationen uber Wissenschaft wiedergegeben wird. „Wissenschaft ist eine auf Tatsachen aufgebaute Struktur", schreibt Davies (1968, S. 8) in seinem Buch „0n the Scientific Method". Anthony (1948, S. 145) fiihrt hierzu Folgendes aus: Es waren weniger seine Beobachtungen und Experimente, die Galilei mit der Tradition brechen lieBen, als vielmehr seine Einstellung ihnen gegentiber. Er behandelte die Ergebnisse seiner Beobachtungen und Experimente als Tatsachen, die unabhangig von

einem vorgefassten Weltbild waren ... Die Tatsachen lieBen sich nicht unbedingt in ein anerkanntes System des Universums einordnen, aber Galilei war der Meinung, dass es von entscheidender Wichtigkeit sei, die Tatsachen hinzunehmen, um dann aus ihnen eine geeignete Theorie aufbauen zu konnen. Anthony gibt hier nicht nur eine klare Beschreibung der Sichtweise, dass wissenschaftliche Erkenntnis auf Tatsachen basiert, die durch Beobachtungen und Experimente belegt sind, sondern stellt auch einen historischen Bezug her. Er steht damit keineswegs allein. Es wird allgemein als historische Tatsache betrachtet, dass die moderne Wissenschaft im friihen 17. Jahrhundert entstanden ist, als die Strategic zum ersten Mai eingesetzt wurde, Beobachtungstatsachen als emstzunehmende Basis fiir die Wissenschaft zu betrachten. Diejenigen, die diese Sichtweise einnehmen und weiterentwickeln, meinen, dass beobachtbare Tatsachen vor dem 17. Jahrhundert keine ernstzunehmende Basis von Erkenntnis gebildet hatten. Vielmehr basiere Wissen hauptsachlich auf Autoritaten, besonders auf der des Aristoteles und der Bibel. Erst als diese Autoritaten, durch Pioniere der neuen Wissenschaft wie zum Beispiel Galilei, durch die Bezugnahme auf die Erfahrung in Frage gestellt wurden, war moderne Wissenschaft moglich. Die folgenden Ausfuhrungen zu der haufig wiedergegebenen Geschichte von Galilei und dem schiefen Turm von Pisa fasst diese Idee treffend zusammen (Rowbotham, 1918, S. 2729): Galileis erste Kraftprobe mit den Universitatsprofessoren betraf seine Forschungen liber die Bewegungsgesetze, wie sie mit fallenden Korpem illustriert wurden. Es war ein allgemein akzeptiertes Axiom von Aristoteles, dass die Geschwindigkeit fallender Korper von ihrem jeweiligen Gewicht abhangig ist: somit wiirde ein zwei Pftxnd schwerer Stein doppelt so schnell fallen wie ein Stein, der ein Pftind wiegt, und so weiter. Es schien niemand die Richtigkeit dieser Regel infrage zu stellen, bis Galilei sie leugnete. Er erklarte, dass das Gewicht bei dieser Frage keine Rolle spiele, und dass ... zwei Korper mit unterschiedlichem Gewicht ... zur selben Zeit auf dem Boden auftreffen wiirden. Als Galileis AuBerungen durch die Professoren verspottet wurden, entschloss er sich zu einem offentlichen Experiment. Er lud die gesamte Universitat ein, um Zeuge seines Experimentes zu werden, das er auf dem schiefen Turm von Pisa durchzuftihren plante. Am Morgen des festgelegten Tages stieg Galilei in Anwesenheit der versammelten Universitat und der Burger von Pisa zur Spitze des Turms auf Er trug zwei Kugeln bei sich, die eine wog hundert, die andere ein Pftind. Er balancierte die Kugeln vorsichtig auf der Kante der Brtistung und stieB sie gleichzeitig hinunter; alle konnten beobachten, wie sie gleichmaBig fielen und im nachsten Augenblick mit einem lauten Au^rall gleichzeitig auf dem Boden aufschlugen. Die alte Tradition war falsch, und die mo-

deme Wissenschaft, in der Person des jungen Entdeckers, hat ihre Position verteidigt. Zwei wissenschaftstheoretische Schulen haben das, was hier als eine gelaufige Sichtweise von Wissenschaft bezeichnet wurde, namlich, dass Wissen durch Tatsachen gewonnen wird, versucht zu formalisieren: die Empiristen und die Positivisten. Die britischen Empiristen des 17. und 18. Jahrhunderts, im Speziellen John Locke, George Berkeley und David Hume, vertraten den Standpunkt, dass Erkenntnis von Ideen hergeleitet sein soil, die wiederum auf der Sinneswahrnehmung beruhen. Die Positivisten hatten eine etwas weitere und weniger psychologisch orientierte Vorstellung uber die Rolle der Sinne, teilten jedoch die Annahmen der Empiristen, dass Erkenntnis auf erfahrbaren Tatsachen beruhen soil. Die logischen Positivisten, eine philosophische Schule, die in den 20er-Jahren des 20. Jahrhunderts in Wien gegrundet wurde, bezogen sich auf den von Auguste Comte eingefiihrten Begriff des Positivismus und versuchten ihn zu formalisieren. Besondere Aufmerksamkeit widmeten sie der logischen Form der Beziehung zwischen wissenschaftlicher Erkenntnis und den Tatsachen. Empiristen und Positivisten teilen die Sichtweise, dass wissenschaftliche Erkenntnis aus Tatsachen gewonnen sein soil, die auf Beobachtung beruhen. Zwei Aspekte konnen beztiglich der Behauptung, Wissenschaft basiere auf Tatsachen, unterschieden werden. Der erste betrifft die Natur dieser „Tatsachen" und die Frage, wie Wissenschaftler Zugang zu ihnen bekommen, der zweite die Frage, wie die Gesetze und Theorien, die unser Wissen konstituieren, aus diesen Tatsachen gewonnen werden konnen. Wir werden auf diese beiden Aspekte nacheinander eingehen. Dieses und die nachsten zwei Kapitel sind der Diskussion der Natur von Tatsachen gewidmet, auf denen Wissenschaft basieren soil; Kapitel 4 setzt sich mit der Frage auseinander, wie wissenschaftliche Erkenntnis daraus gewonnen werden kann. Drei Komponenten des Stellenwertes von Tatsachen fur die Wissenschaft konnen unterschieden werden. b)

Tatsachen sind den Beobachtem durch sorgfaltige und unvoreingenommene Beobachtung direkt zuganglich. c) Tatsachen gehen der Theorie voraus und sind von ihr unabhangig. d) Tatsachen konstituieren eine stabile und verlassliche Basis fur wissenschaftliche Erkenntnis.

Wie wir sehen werden, ist jede dieser Aussagen mit Schwierigkeiten verbunden und kann allenfalls bedingt akzeptiert werden. 1.2 Sehen heifit Glauben Zum einen, weil wir in der wissenschaftlichen Praxis unseren Gesichtssinn am meisten einsetzen miissen, zum anderen aus Grtinden der Bequemlichkeit, soil die Diskussion der Beobachtung auf diesen Bereich beschrankt werden. In den meis-

ten Fallen ist es unschwer zu erkennen, dass sich die angefuhrten Argumente auch auf die Wahmehmung durch andere Sinnesorgane tibertragen lassen. Eine einfache und allgemeinverstandliche Beschreibung konnte folgendermaBen aussehen: Fur das Sehen sind die wichtigsten Telle des menschlichen Auges Linse und Retina, wobei Letztere eine Art Leinwand darstellt, auf die Bilder von Gegenstanden projiziert werden, die sich auBerhalb des Auges befmden. Lichtstrahlen, die von einem betrachteten Gegenstand reflektiert werden, gehen von dem Gegenstand iiber das dazwischen liegende Medium zur Linse. Diese Strahlen werden durch die Linse derart gebrochen, dass sie in einem Brennpunkt auf der Retina gebundelt werden und so ein Bild des betrachteten Gegenstandes entsteht. Soweit ahnelt die Funktionsweise des Auges weitgehend der eines Photoapparates. Ein groBer Unterschied liegt jedoch in der Art und Weise, wie das endgultige Bild tatsachlich entsteht. Es laufen Augennerven von der Retina zur Gehimrinde. Sie leiten die Informationen liber den Lichteinfall auf unterschiedlichen Bereichen der Retina weiter. Die Aufzeichnung dieser Informationen durch das menschliche Gehim ist im Grunde das, was wir unter „Sehen" verstehen. Man konnte dieser einfachen Darstellung nattirlich noch viele Details hinzufugen, aber die hier gegebene Darstellung fasst den allgemeinen Grundgedanken hinreichend zusammen. Die vorangegangene kurze Darstellung der optischen Wahmehmung weist nachdriicklich auf zwei Punkte hin, die flir den Empiristen von besonderer Bedeutung sind. Erstens, dass fiir einen menschlichen Beobachter einige Eigenschaften der AuBenwelt mehr oder minder direkt zuganglich sind, insofern diese Eigenschaften beim Sehen durch das Gehirn aufgezeichnet werden. Zweitens, dass zwei normale Beobachter, die denselben Gegenstand oder denselben Vorgang von derselben Stelle aus betrachten, dasselbe „sehen". Das Auge eines jeden Beobachters wird durch eine identische Kombination von Lichtstrahlen getroffen, durch ihre Augenlinsen gebundelt und auf die Retina projiziert, wobei die gleichen Bilder entstehen. Die gleichen Informationen werden dann liber die Augennerven zu dem Gehim eines jeden Beobachters weitergeleitet, mit dem Ergebnis, dass zwei Beobachter dasselbe sehen. In den folgenden Abschnitten werden wu* sehen, warum diese Art der Darstellung irreflihrend ist.

1.3 Visuelle Erfahrungen werden nicht durch das Bild auf der Retina bestimmt Etwas verklirzt wird angenommen, dass sich uns die auBere Welt direkt liber die Sinnesorgane erschlieBt. Alles was wir tun mlissen, ist, der vor uns liegenden Welt gegenliberzutreten und „aufzuzeichnen", was es dort zu sehen gibt. Ich kann feststellen, dass auf meinem Schreibtisch eine Lampe steht oder dass mein Stifl gelb ist, indem ich registriere, was vor meinen Augen liegt. Wie wir sehen, kann eine solche Sichtweise durch das Wissen uber die Funktionsweise des Auges gestutzt werden. Wenn das alles ware, ware das Gesehene allein determiniert durch die Natur dessen, worauf wir blicken, und Beobachter wlirden alle die gleiche visuelle Erfahmng machen, wenn sie dasselbe beobachten. Allerdings gibt es eine Reihe von Belegen, dass dem nicht so ist.

Zwei normale Beobachter, die dasselbe Objekt von derselben Stelle aus, unter denselben auBeren Umstanden betrachten, miissen nicht unbedingt den gleichen visuellen Eindruck bekommen, obwohl die Bilder auf ihrer jeweiligen Retina vermutlich identisch sind. In einem entscheidenden Sinne „sehen" die beiden Beobachter nicht zwangslaufig das Gleiche. Hanson (1958) formulierte dies so: „Beim Sehen geht es urn mehr als lediglich um das, was einem ins Auge springt". Einige einfache Beispiele sollen diesen Punkt verdeutlichen. Die meisten von uns sehen, wenn sie zum ersten Mai die Figur in Abbildung 1 betrachten, die Zeichnung einer Treppe, von der man die Oberflachen der Stufen sieht. Dies ist jedoch nicht die einzige Moglichkeit, wie sie betrachtet werden kann. Ohne groBe Muhe kann sie auch als eine Treppe gesehen werden, von der man die Unterseite der Stufen sieht. Wenn man einige Zeit das Bild betrachtet, bemerkt man im Allgemeinen, dass das Bild regelmaBig ungewollt „umkippt". Mai sieht man die Treppe von unten, mal sieht man sie von oben. Und dennoch scheint die Annahme berechtigt zu sein, dass das Bild auf der Retina sich nicht verandert, da es sich ja nach wie vor um dasselbe Objekt handelt, das der Beobachter sieht. Ob man die Abbildung als die Oberflache oder als die Unterseite einer Treppe sieht, scheint von etwas anderem abzuhangen als von dem Bild auf der Retina. Es zweifelt wohl niemand von uns daran, dass in Abbildung 1 auf u*gendeine Art eine Treppe dargestellt ist. Experimente haben jedoch gezeigt, dass es bei einigen afrikanischen Stammen, in deren Kultur es nicht iiblich ist, dreidimensionale Gegenstande durch zweidimensionale, perspektivische Zeichnungen darzustellen, Abbildung 1 nicht als Treppe gesehen wird, sondem als zweidimensionales Linienmuster.

Abbildung 1

10 Wir mtissen also annehmen, dass die Art der Bilder, die auf der Retina entstehen, relativ kultumnabhangig ist. Es zeigt sich wiedemm, dass die wahrgenommenen Eindrticke, die der Beobachter beim Sehen hat, nicht einzig und allein durch das Bild auf der Retina bestimmt werden. Auf diesem Punkt wies Hanson (1958) hin und belegte ihn mit einer Reihe weiterer uberzeugender Beispiele. Ein anderes Beispiel liefert ein Bilderratsel fiir Kinder, bei dem es darauf ankommt, die Zeichnung eines menschlichen Gesichts in dem Laubwerk eines Baumes zu entdecken. Zunachst ist der subjektive Eindruck, den eine Person gewinnt, wenn sie die Zeichnung betrachtet, der, dass es sich um einen Baum mit Stamm, Blattem und Asten handelt. Dies andert sich jedoch, sobald die Person das menschliche Gesicht entdeckt hat. Was zunachst fur Laubwerk und Telle der Zweige gehalten wurde, wird nun als menschliches Gesicht gesehen. Wiederum sieht man vor und nach der Auflosung des Bilderratsels denselben Gegenstand, und vermutlich verandert sich in dem Moment, in dem die Auflosung gefunden und das Bild entdeckt wird, auch nicht das Bild auf der Retina des Beobachters. Wenn das Bild zu einem spateren Zeitpunkt noch einmal betrachtet wird, dann kann ein Beobachter, der das Bilderratsel schon einmal gelost hat, das Gesicht mtihelos wieder erkennen. In diesem Beispiel ist einmal mehr das, was ein Beobachter sieht, durch sein Wissen und seine Erfahrung beeinflusst. Was, so konnte man fragen, haben diese angefiihrten Beispiele mit Wissenschaft zu tun? Will man diese Frage beantworten, so fallt es nicht schwer, Beispiele aus der wissenschaftlichen Praxis zu finden, die genau diesen Punkt veranschaulichen. Diese Beispiele machen deutlich, dass das, was Beobachter sehen, die subjektiven Wahrnehmungen, die sie machen, wenn sie einen Gegenstand oder einen Vorgang betrachten, nicht einzig und allein durch die Bilder auf der Retina bestimmt wird, sondern auch von der Erfahrung, dem Wissen und den Erwartungen des Betrachters abhangig ist. Zentral ist die unbestreitbare Tatsache, dass man im Bereich der Wissenschaft lemen muss, ein kompetenter Beobachter zu sein. Jeder, der gelernt hat, durch ein Mikroskop zu sehen, muss von dieser Tatsache nicht Uberzeugt werden. Wenn ein Anfanger durch ein Mikroskop auf ein vom Fachmann angefertigtes Praparat blickt, ist es selten, dass er die tatsachliche Zellstruktur erkennen kann, auch wenn der Fachmann diese Probleme nicht hat, wenn er durch eben dieses Mikroskop auf dasselbe Praparat blickt. In diesem Zusammenhang ist es wichtig festzustellen, dass Wissenschaftler keine groBen Schwierigkeiten hatten, unter angemessenen Umstanden eine Zellteilung zu beobachten, nachdem sie wussten, was sie beobachten sollten. Vor dieser Entdeckung blieben solche Zellteilungen unbeobachtet, obwohl wir heute wissen, dass sie in vielen der untersuchten Proben der Beobachtung zuganglich gewesen sind. In dem folgenden Abschnitt beschreibt Polanyi (1973, S. 101) die Veranderungen in den Beobachtungserfahrungen eines Medizinstudenten, wenn ihm beigebracht wird, wie er anhand eines Rontgenbildes eine Diagnose stellen kann: Man stelle sich einen Medizinstudenten vor, der eine Vorlesung besucht uber die Diagnose von Lungenkrankheiten mithilfe von Rontgenstrahlen. Er beobachtet in einem abgedunkelten Raum schattenhafte Spuren auf einem fluoreszierenden Schirm, der sich

11 vor der Brust eines Patienten befmdet, und hort die Erlauterungen des Radiologen gegeniiber seinen Assistenten, der sie in der Fachterminologie uber die wichtigsten Besonderheiten dieser Schatten informiert. Zunachst ist der Student vollig verwirrt. Er sieht namlich in dem Rontgenbild eines Brustkorbes bloB die Schatten des Herzens und der Rippen, mit einigen schemenhaften Flecken dazwischen. Es scheint so, als ob die Experten iiber die selbst ersonnenen Fiktionen ihrer eigenen Phantasie fabulieren wurden; unser Student ist nicht in der Lage etwas von dem zu entdecken, wortiber sie sprechen. Wenn er nun noch einige Wochen langer zuhort und dabei aufmerksam immer wieder neue Bilder von anderen Fallen betrachtet, dann wird bei ihm ein immer besseres Verstandnis fiir die Vorgange entstehen, die ihm zunachst unklar erschienen. Er wird allmahlich die Rippen bei seinen Betrachtungen auBer Acht lassen und beginnen, nur noch die Lunge zu sehen. Und endlich, wenn er intelligent genug ist, wird sich ihm ein Panorama an viel sagenden Einzelheiten enthtillen; physiologische Variationen und pathologische Veranderungen, Narben, chronische Infektionen und Zeichen emsthafter Krankheit. Er hat eine neue Welt betreten. Er sieht nach wie vor nur einen Bruchteil dessen, was die Experten sehen konnen, aber die Bilder ergeben nun sehr wohl einen Sinn und ebenso die meisten Bemerkungen, die gemacht werden. Bei identischen Gegebenheiten hat der erfahrene und geschulte Beobachter nicht die gleichen Wahrnehmungsfahigkeiten wie der Novize. Das passt nicht zu einem allzu wortlichen Verstandnis der Behauptung, dass Wahmehmungen auf einfachem Weg iiber die Sinne vermittelt werden. Eine gangige Reaktion auf die oben gemachten Aussagen tiber Beobachtung, die mit den herangezogenen Beispielen belegt wurden, ist die, dass die Beobachter, die denselben Vorgang von derselben Stelle aus betrachten, zwar genau dasselbe sehen, jedoch das Gesehene unterschiedlich interpretieren. Hier sind allerdings Zweifel angebracht. Was die Wahrnehmung betrifft, so hat der Beobachter einen direkten und unmittelbaren Zugang nur zu den von ihm selbst tatsachlich gemachten Erfahrungen. Diese Erfahrungen sind nicht ein fur alle Mai vorgegeben und unveranderlich, sondem sie variieren mit dem Wissen und den vorangegangenen Erfahrungen des Beobachters. Lediglich das Bild auf der Retina des Beobachters ist eindeutig festgelegt. Wenn von der Annahme ausgegangen wird, dass in unserer Wahrnehmung etwas eindeutig gegeben ist, das auf unterschiedliche Weise interpretiert werden kann, dann wird ohne echte Beweisflihrung und ungeachtet vieler Gegenbeweise unterstellt, dass einzig und allein die Bilder unserer Retina unsere Wahrnehmungserfahrung determinieren. Die Analogic zu einem Photoapparat wird schlichtweg zu weit gefuhrt. Nach dieser Klarung soil deutlich herausgestellt werden, welcher Anspruch in diesem Abschnitt nicht erhoben werden soil, um damit die hier vertretene Position eindeutig zu umreiBen. Erstens soil sicher nicht behauptet werden, dass die physischen Ursachen fur die Bilder auf unserer Retina tiberhaupt nichts mit dem

12 zu tun haben, was wir sehen. Wir konnen nicht so einfach das sehen, was wir wollen. Zwar sind die Bilder auf unserer Retina zum Teil die Ursache fiir das, was wir sehen, jedoch wird ein anderer, sehr wesentlicher Teil durch den inneren Zustand unseres Gemtits oder Verstandes verursacht, der wiedemm deutlich von unserer kulturbedingten Erziehung, unserem Wissen, unseren Erwartungen etc. abhangt, und der nicht nur von den physikalischen Eigenschaften unserer Augen Oder des beobachteten Vorgangs bestimmt wird. Zweitens bleibt das, was wir sehen, unter vielen wechselnden Bedingungen und in den verschiedensten Situationen so gut wie unverandert. Die Abhangigkeit unseres Sehens von unserem Gemiits- oder Geisteszustand ist nicht so empfmdlich, dass Kommunikation und Wissenschaft dadurch unmoglich gemacht werden. Drittens sehen in den samtlich hier angeflihrten Beispielen alle Beobachter gewissermaBen das Gleiche. In diesem Buch wird die Position vertreten, dass unabhangig vom Beobachter nur eine, einzigartige, physische Welt existiert. Wenn folglich eine Anzahl von Beobachtern eine Photographic, den Teil eines Gerates, den Objekttrager eines Mikroskops oder was auch immer betrachten, dann werden sie gewissermaBen alle mit derselben Sache konfrontiert. Sie betrachten dieselbe Sache; und sie werden demnach auch dieselbe Sache „sehen". Hieraus darf man jedoch nicht schlieBen, dass sie die gleichen Wahmehmungserfahrungen machen. In einer entscheidenden Hinsicht sehen sie eben nicht dieselbe Sache, und genau darauf basieren die angefuhrten Zweifel an der Sichtweise, dass Tatsachen dem Beobachter unproblematisch und direkt iiber die Sinne vermittelt werden. Inwieweit dies auch wissenschaflliche Tatsachen betrifft, muss noch festgestellt werden.

1.4 Beobachtbare Tatsachen als Aussagen Im normalen Sprachgebrauch ist die Bedeutung des Begriffs der „Tatsache" mehrdeutig. Er kann sich auf eine Aussage beziehen, die auf die Tatsachen verweist oder er bezieht sich auf die Gegebenheiten selbst. Zum Beispiel ist es eine Tatsache, dass sich auf dem Mond Krater und Berge befinden. Hier kann die Tatsache als etwas verstanden werden, was sich auf die Krater und Berge selbst bezieht. Alternativ dazu kann die Aussage „Es gibt Krater und Berge auf dem Mond" die Tatsache darstellen. Wenn behauptet wird, dass Wissenschaft auf Tatsachen basiert bzw. aus ihnen gewonnen wird, ist fraglos die zuletzt genannte Interpretation angemessen. Wissen liber die Oberflache des Mondes basiert nicht auf Kratern und Bergen, sondem auf getroffenen Aussagen iiber Krater und Berge. Genauso wie Tatsachen, verstanden als Aussagen, getrennt werden miissen vom Zustand dessen, worauf sich die Aussagen beziehen, ist es selbstverstandlich notwendig, Aussagen iiber Tatsachen von den Wahrnehmungen zu trennen, die dazu gefuhrt haben, dass solche Aussagen als Tatsachen akzeptiert wurden. Dies war zum Beispiel ohne Frage der Fall, als Darwin seine beriihmte Reise auf der Beagle untemahm. Er entdeckte viele neue Pflanzen- und Tierarten und erlebte so eine Vielzahl neuer Wahmehmungserfahrungen. Er hatte jedoch keinerlei Beitrag zur Wissenschaft geleistet, wenn er es einfach dabei belassen hatte. Sein wissenschaftlicher Beitrag zur Biologic bestand vielmehr darin, dass er Aussagen formu-

13 lierte, die diese Entdeckungen beschrieben und sie dadurch anderen Wissenschaftlern zuganglich machte. In dem Umfang, in dem die Reise auf der Beagle neue Tatsachen hervorbrachte, aus denen eine Evolutionstheorie hervorgehen konnte, waren es Aussagen, die Tatsachen konstituierten. Diejenigen, die annehmen wollen, dass Wissen aus Tatsachen erwachst, miissen sich auf Aussagen beziehen und nicht auf Wahmehmungen oder Objekte wie Krater und Berge. Nach dieser Klarung wollen wir zu den Aussagen a) bis c) iiber die Natur von Tatsachen zuriickkehren, mit denen der erste Abschnitt dieses Kapitels abgeschlossen hat. Sie werden ausgesprochen problematisch. Angenommen, dass Tatsachen, die eine geeignete Basis ftir Wissenschaft darstellen, in der Form von Aussagen vorliegen miissen, erscheint die Annahme, dass Tatsachen direkt mittels der Sinne gewonnen werden, recht missverstandlich. Selbst wenn wir die in den vorangegangenen Abschnitten beleuchteten Schwierigkeiten beiseite lassen und annehmen, dass Wahrnehmungen direkt durch den Akt des Sehens vermittelt werden, kann mit Sicherheit nicht gesagt werden, dass Aussagen, die beobachtbare Zustande beschreiben (sie sollen Beobachtungsaussagen genannt werden), dem Beobachter durch die Sinne vermittelt werden. Es ist absurd anzunehmen, dass Aussagen (iber Tatsachen das Gehim uber die Sinne erreichen. Bevor ein Beobachter eine Beobachtungsaussage formulieren und ihr zustimmen kann, muss er im Besitz des entsprechenden konzeptuellen Rahmens sein und wissen, wie er angemessen angewendet werden kann. Dieser Sachverhalt wird klar, wenn wir betrachten, wie ein Kind lernt, die Welt zu beschreiben, das heiBt, sachliche Aussagen zu machen. Man denke zum Beispiel an ein Kind, das von seinen Eltem beigebracht bekommt, einen Apfel zu erkennen und zu beschreiben. Sie zeigen dem Kind einen Apfel, deuten auf ihn und sagen „Apfel". Nachahmend lernt das Kind bald, den Begriff „Apfel" zu wiederholen. Hat es diese spezielle Fahigkeit einmal erworben, wird das Kind vielleicht wenige Tage spater den Tennisball seiner Geschwister bemerken, auf ihn deuten und „Apfel" sagen. In diesem Moment werden Eltem eingreifen und erklaren, dass ein Ball kein Apfel ist, indem sie zum Beispiel demonstrieren, dass man nicht hineinbeiBen kann, wie in einen Apfel. Andere Fehleinschatzungen des Kindes, wie zum Beispiel die Identifikation eines Schokoladenapfels als Apfel bedlirfen etwas elaborierterer Erklarungen seitens der Eltem. Mit der Zeit kann ein Kind erfolgreich einen Apfel benennen, wenn er vorhanden ist und hat eine Menge uber Apfel gelemt. Aus dieser Warte ist es falsch anzunehmen, dass wu- Tatsachen Uber Apfel erst beobachten mussen, um Wissen liber diese Tatsachen zu erlangen, weil geeignete Tatsachen, formuliert als Aussagen, eine Menge an Wissen iiber Apfel voraussetzt. Wir wollen von unserer Betrachtung iiber Kinder zu einigen Beispielen kommen, die for unser Verstandnis von Wissenschaft relevant sind. Stellen wir uns einen erfahrenen Botaniker vor, der von einer Person wie mir, die kaum Wissen uber Botanik hat, auf eine Fahrt in den australischen Busch begleitet wird, bei der beobachtbare Tatsachen iiber die dortige Flora gesammelt werden sollen. Ohne Zweifel wird der Botaniker wesentlich mehr und wesentlich vielschichtigere Fakten sammebi, als ich beobachten und formulieren kann. Der Gmnd steht auBer Frage: Der Botaniker verfugt uber elaboriertere konzeptuelle Schemata als ich, weil er iiber mehr botanisches Wissen verfiigt. Wissen iiber Botanik ist eine Vor-

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aussetzung fiir die Formuliemng von Beobachtungsaussagen, die ihre sachliche Basis bilden. Die Aufzeichnung beobachtbarer Tatsachen bedarf mehr, als die Wahmehmung eines Stimulus in Form von Lichtstrahlen, die auf das Auge treffen. Es bedarf des geeigneten konzeptuellen Schemas und des Wissen, wie dies angewendet wird. In diesem Sinne konnen die Aussagen a) und b) im wortlichen Sinne nicht akzeptiert werden. Aussagen uber Tatsachen sind nicht direkt durch Sinnesreize determiniert, und Beobachtungsaussagen setzen Wissen voraus, sodass es nicht moglich ist, erst die Tatsachen festzustellen und dann daraus Wissen abzuleiten.

1.5 Warum soUten Tatsachen der Theorie vorausgehen? Unser Ausgangspunkt war eine extreme Interpretation der Aussage, dass Wissenschaft auf Tatsachen beruht. Damit sollte impHziert werden, dass Tatsachen vor dem Erreichen wissenschaftlicher Erkenntnis durch sie erwiesen sein mtissen. Zuerst sollen die Tatsachen belegt werden, dann kann eine Theorie entwickeh werden, die ihnen entspricht. Sowohl die Tatsache, dass unsere Wahrnehmung in gewissem Umfang von unserem vorhandenen Wissen, davon, wie wir auf die Situation vorbereitet sind und unseren Erwartungen abhangt, als auch die Tatsache, dass Beobachtungsaussagen einen geeigneten konzeptuellen Rahmen voraussetzen, zeigen, dass dieser Forderung auf keinen Fall nachgekommen werden kann. Bei genauerer Betrachtung ist es sogar eine ziemlich abwegige Idee, so abwegig, dass sich wohl kein Wissenschaftsphilosoph finden wtirde, der bereit ware, sie zu verteidigen. Wie konnen wir bedeutsame Tatsachen uber die Welt durch Beobachtung belegen, wenn wir keinerlei Vorstellung davon haben, nach welcher Art von Wissen wir suchen oder welche Probleme wir losen wollen? Um Beobachtungen vornehmen zu konnen, die einen bedeutsamen Beitrag zur Botanik leisten, benotigen wir eine Menge Wissen iiber Botanik. Dartiber hinaus ist die Idee, die Angemessenheit wissenschaftlicher Erkenntnis durch beobachtbare Tatsachen zu tiberpriifen, im Rahmen einer guten Wissenschaft sinnlos, wenn die relevanten Tatsachen der Erkenntnis, die sie belegen sollen, immer vorangehen mussen. Unsere Suche nach relevanten Tatsachen muss von unserem momentanen Wissensstand geleitet sein, das uns zum Beispiel sagt, dass die Messung der Ozonkonzentration an verschiedenen Orten der Atmosphare relevante Tatsachen liefert, wahrend die Messung der Haarlange Jugendlicher in Sydney dies nicht tut. Die Forderung, dass die Sammlung von Tatsachen vor der Formuliemng von Gesetzen und Theorien, die wissenschaftliche Erkenntnis konstituieren, stehen muss, muss daher fallen gelassen werden. Wir wollen stattdessen sehen, was von dem Gedanken, Wissenschaft basiere auf Tatsachen, gerettet werden kann. Entsprechend dieser modifizierten Herangehensweise kann zugestanden werden, dass die Formuliemng von Beobachtungsaussagen wissenschaftliche Erkenntnis voraussetzt und dass in der Wissenschaft die Suche nach relevanten beobachtbaren Tatsachen von diesem Wissen geleitet wird. Keines dieser Zugestandnisse unterminiert notwendigerweise die Annahme, Erkenntnis habe in der

15 Beobachtung eine sachliche Basis. Wenden wir uns zunachst dem Punkt zu, dass die Formuliemng von Beobachtungsaussagen das Wissen uber einen geeigneten konzeptuellen Rahmen voraussetzt. Hier sei angemerkt, dass die Verfiigbarkeit eines solchen Rahmens davon unterschieden werden muss, ob die Beobachtungsaussagen richtig Oder falsch sind. Ein Blick in mein Physikbuch fordert zum Beispiel zwei Beobachtungsaussagen zutage: „Die kristalline Struktur von Diamanten weist eine Inversions-Raumsymmetrie auf und „In einem Kristall des Zinksulfids gibt es vier Molekule pro Elementarzelle". Ein gewisser Umfang von Wissen uber die Struktur von Kristallen und wie sie charakterisiert werden konnen ist notig, um solche Aussagen formuHeren und verstehen zu konnen. Aber auch, wenn man dieses Wissen nicht hat, ist es mogHch, ahnliche Aussagen mit denselben Begriffen zu formuHeren, Aussagen wie „Die kristalHne Struktur von Diamanten weist keine Inversionssymmetrie auf oder „In einem Kristall des Diamanten gibt es vier Atome pro Elementarzelle". All diese Aussagen Beobachtungsaussagen in dem Sinne, dass dann, wenn die geeigneten Beobachtungstechniken beherrscht werden, durch Beobachtung uberprtift werden kann, ob sie richtig oder falsch sind. Ist dies geschehen, werden lediglich die Satze aus meinem Physikbuch bestatigt, wahrend die alternativen Formulierungen zurtickgewiesen werden. Das illustriert den Punkt, dass die Tatsache, dass Wissen notwendig ist, um bedeutsame Beobachtungsaussagen vorzunehmen, die Frage offen lasst, welche der so formulierten Aussagen auf Beobachtungen basieren und welche nicht. Folglich wird die Forderung, Wissen solle auf Tatsachen basieren, die durch Beobachtungen bestatigt sind, nicht dadurch infrage gestellt, dass anerkannt wird, dass die Formulierung von Aussagen, die solche Tatsachen beschreiben, theorieabhangig ist. Ein Problem entsteht erst, wenn an der Forderung festgehalten wird, die fiir Wissen relevanten Tatsachen mtissten dem Erwerb von Wissen vorausgehen. Die Forderung, Wissenschaft solle auf Tatsachen basieren, die durch Beobachtung gewonnen wurden, muss also nicht angezweifelt werden, wenn anerkannt wird, dass die Suche nach und die Formulierung von solchen Tatsachen theorieabhangig ist. Wenn der Wahrheitsgehalt von Beobachtungsaussagen auf direktem Weg uber Beobachtung festgestellt werden kann, dann scheint es so, als konnten Beobachtungsaussagen eine bedeutsame, auf Tatsachen beruhende Basis fur wissenschaftliche Erkenntnis bilden - unabhangig davon, auf welchem Weg solche Beobachtungsaussagen formuliert wurden.

1.6 Die Fehlbarkeit von Beobachtungsaussagen Auf der Suche nach einer Charakterisierung der Beobachtungsgrundlage von Wissenschaft haben wir einige Fortschritte gemacht. Alle Probleme sind jedoch nicht behoben. Im vorangegangenen Abschnitt hat unsere Analyse vorausgesetzt, dass der Wahrheitsgehalt einer Beobachtungsaussage auf unproblematische Art und Weise durch Beobachtungen belegt werden kann. Wir haben jedoch auch gesehen, wie Probleme dadurch entstehen konnen, dass verschiedene Beobachter nicht notwendigerweise die gleiche Wahrnehmung haben, wenn sie dasselbe sehen, was zu unterschiedlichen Auffassungen dariiber fuhren kann, was der be-

16 obachtbare Zustand eines Sachverhalts ist. Die Bedeutsamkeit dieses Arguments fiir die Wissenschaft machen gut dokumentierte Fallbeispiele aus der Wissenschaftsgeschichte deutlich, wie zum Beispiel die Auseinandersetzung daruber, ob die Effekte der sogenannten N-Strahlen beobachtbar sind oder nicht (vgl. Nye, 1980) Oder die Auseinandersetzungen zwischen Astronomen aus Sydney und Cambridge daruber, was in den frUhen Jahren der Erforschung von Radiowellen beobachtbare Tatsachen waren (vgl. Edge & Mulkay, 1976). Bisher haben wir wenig dazu gesagt, wie auf dem Hintergrund solcher Probleme eine sichere Beobachtungsgrundlage fiir Wissenschaft gefimden werden kann. Weitere Schwierigkeiten beziiglich der Zuverlassigkeit der Beobachtungsgrundlage von Wissenschaft entstehen daraus, dass auf der Grundlage vorausgesetzten Wissens Beobachtungsaussagen als falsch beurteilt werden konnen. An einigen Beispielen soil dies illustriert werden. Unter den vier Elementen, aus denen alle terrestrischen Objekte bestehen sollten, befand sich nach Aristoteles auch das Feuer. Die Annahme, Feuer sei eine spezifische Substanz, wenn auch eine sehr leichte, hielt sich hunderte von Jahren, und erst die modeme Chemie stellte diese Annahme griindlich infrage. Diejenigen, die mit dieser Grundannahme arbeiteten, meinten, dass sie Feuer direkt beobachten, wenn sie Flammen in die Luft steigen sahen, sodass far sie die Beobachtungsaussage „Das Feuer steigt auf haufig auf direkter Beobachtung basierte. Heute weisen wir solche Beobachtungsaussagen zuriick. Tatsache ist, dass dann, wenn das Wissen, das die Kategorien zur Beschreibung von Beobachtungen liefert, fehlerhaft ist, die Beobachtungsaussagen, die auf solchem Wissen basieren, ebenfalls fehlerhaft sind. Ein zweites Beispiel betrifft die im 16. und 17. Jahrhundert anerkannte Erkenntnis, dass sich die Erde bewegt, indem sie sich um ihre eigene Achse dreht und die Sonne dabei umkreist. Von den Entwicklungen, die diese Erkenntnis moglich machten, kann gesagt werden, dass die Aussage „Die Erde bewegt sich nicht" eine Tatsache darstellte, die durch Beobachtungen belegt wurde. SchlieBlich konnen wir die Bewegung der Erde nicht sptiren oder sehen, und wenn wir in die Luft springen, bewegt sich die Erde nicht unter unseren FtiBen weiter. Auf der Grundlage einer modernen Sichtweise wissen wir, dass die Beobachtungsaussage trotz dieser Phanomene falsch ist. Wir kennen den Begriff der Tragheit und wissen, dass sich an der Tatsache, dass wir uns durch die Drehung der Erde in einer Geschwindigkeit von 100 Metern pro Sekunde in horizontaler Richtung vorwarts bewegen, nichts verandert, indem wir in die Luft springen. Um Geschwindigkeit zu verandern, bedarf es einer Krafteinwirkung, und in unserem Beispiel gibt es keine horizontal wirkenden Krafte. Wir behalten die horizontale Geschwindigkeit, die wir mit der Erde teilen, bei und landen, wo wir abgesprungen sind. Die Aussage „Die Erde bewegt sich nicht" wird nicht in der Art und Weise durch Beobachtungen belegt, wie man fi-tiher angenommen hatte. Aber um dies wirklich zu verstehen, brauchen wir Wissen uber die Tragheit, eine Innovation des 17. Jahrhunderts. Wir haben hier ein Beispiel dafiir, wie die Beurteilung des Wahrheitsgehalts einer Beobachtungsaussage von dem Hintergrundwissen abhangt, auf dessen Grundlage diese Beurteilung vorgenommen wurde. Es scheint, als hatte die wissenschaftliche Revolution nicht nur eine fortschrittliche Veranderung der wissen-

17 schaftlichen Theorie mit sich gebracht, sondern auch eine Veranderung dessen, was als beobachtbare Tatsache angesehen wird. Der zuletzt genannte Punkt soil anhand eines dritten Beispiels illustriert werden. Es betrifft die GroBe der Planeten Mars und Venus, wie sie im Verlauf eines Jahres von der Erde aus wahrgenommen werden kann. Es ist eine Konsequenz der kopemikanischen Vermutung, dass sich die Erde in einer Umlaufbahn um die Sonne dreht, die auBerhalb derjenigen der Venus und innerhalb der des Mars liegt, dass sich die angenommene GroBe von Venus und Mars im Verlauf eines Jahres erheblich verandert. Das liegt daran, dass die Erde in relativer Nahe zu den jeweiligen Planeten liegt, wenn sie sich auf derselben Seite der Sonne befmden. Ist die Erde jedoch auf der anderen Seite der Sonne als diese Planeten, wirkt die Entfernung deutlich groBer. Betrachtet man diesen Sachverhalt quantitativ, wie das in Kopernikus' eigener Version dieser Theorie moglich ist, ist dieser Effekt mit einer vorhergesagten Veranderung des wahrgenommenen Durchmessers um einen Faktor von etwa acht beim Mars und einem Faktor von etwa sechs bei der Venus messbar. Betrachtet man die Planeten jedoch mit bloBem Auge, kann bezuglich der GroBe der Venus keine Veranderung festgestellt werden, wahrend die Veranderung der GroBe des Mars etwa den Faktor zwei aufweist. So wurde die Beobachtungsaussage „Die GroBe der Venus verandert sich im Jahres verlauf nicht" klar bestatigt und sogar im Vorwort zu Kopernikus' ..Revolution der Himmlischen Sphdrert' als eine Tatsache erwahnt, die „durch Erfahrungen aller Zeitalter" (Duncan, 1976, S. 22) bestatigt wurde. Osiander, der Autor dieses Vorwortes, war so beeindruckt von dem Auseinanderklaffen der Konsequenzen aus der Theorie Kopernikus' und den „beobachtbaren Tatsachen", dass er dies zum Anlass nahm, anzufuhren, dass die Theorie von Kopernikus nicht wortlich genommen werden sollte. Wir wissen heute, dass Beobachtungen der PlanetengroBe mit bloBem Auge fehlerbehaftet sind, und dass das Auge kein geeignetes Werkzeug zur Messung der GroBe kleiner Lichtquellen auf dunklem Hintergrund ist. Aber es bedurfte Galilei, dies herauszustellen und zu zeigen, dass der vorhergesagte GroBenunterschied deutlich wahrgenommen werden kann, wenn Venus und Mars durch ein Teleskop betrachtet werden. Hier haben wir ein gutes Beispiel daftir, wie die Korrektur von Fehleinschatzungen beobachtbarer Tatsachen durch verbessertes Wissen und geeignetere Technologien moglich ist. Fiir sich selbst gesehen ist dieses Beispiel nicht weiter bemerkenswert und wenig mysteries. Aber es zeigt, dass jede Sichtweise der Aussage, dass wissenschaftliche Erkenntnis auf beobachtbaren Tatsachen beruht, beinhaltet, dass sowohl die Tatsachen als auch das Wissen fehlbar und Gegenstand von Korrekturen sein konnen und dass eine gegenseitige Abhangigkeit von wissenschaftlicher Erkenntnis und den Tatsachen, auf denen sie beruht, besteht. Die intuitive Annahme, die mit der These „Wissenschaft basiert auf Tatsachen" in Worte gefasst wurde, bezieht sich darauf, dass Wissenschaft zum Teil deswegen einen besonderen Status hat, weil sie auf einer sicheren Basis grundet: verlasslichen Tatsachen, die durch Beobachtung belegt sind. Einige Erwagungen dieses Kapitels stellen eine Herausforderung fiir diese Sichtweise dar. Eine Schwierigkeit bezieht sich auf den Umfang, in dem Wahmehmung durch das Hintergrundwissen und die Erwartungen von Beobachtem beeinflusst wird, sodass

das, was fiir den einen eine beobachtbare Tatsache ist, fiir andere nicht zwangslaufig so sein muss. Eine zweite Schwierigkeit bezieht sich auf den Umfang, in dem Beurteilungen des Wahrheitsgehalts von Beobachtungsaussagen davon abhangen, was bereits gewusst bzw. zumindest angenommen wird, sodass beobachtbare Tatsachen ebenso fehlerbehaftet sein konnen wie die Vorannahmen, die ihnen zugrundeliegen. Beide Schwierigkeiten legen nahe, dass die Beobacbtungsgrundlage von Wissenschaft nicht so klar und sicher ist, wie gemeinhin angenommen. Im nachsten Kapitel soil versucht werden, diese Befiirchtungen etwas abzuschwachen, indem die Natur von Beobachtungen, wie sie in der Wissenschaft vorgenommen werden, etwas differenzierter betrachtet werden soil, als dies bisher geschehen ist.

Weiterfuhrende Literatur Zur klassischen Diskussion der empiristischen Ansatze siehe Locke (1913). Zur Position des Logischen Positivismus siehe Ayer (1940). Hanfling (1981) bietet eine allgemeine Einflihrung in den Logischen Positivismus, inklusive seines Beitrags zur Beobacbtungsgrundlage von Wissenschaft. Eine auf der Auseinandersetzung mit der Wahrnehmung basierende kritische Darstellung mit dieser Position leistet Hanson (1958, Kap. 1). Nutzliche Diskussionen des gesamten Themengebiets fmden sich bei Brown (1977) und Barnes, Bloor & Henry (1996, Kap. 1-3).

Beobachtung als Intervention

2.1 Beobachtung: passiv und privat oder offentlich und aktiv? Eine Reihe von Philosophen sehen Beobachtung als etwas Passives und Privates. Passiv insofem, als wir zum Beispiel beim Sehen lediglich unsere Augen offtien, sie auf etwas richten, die Informationen auf uns einstromen lassen und das registrieren, was zu sehen ist. Wahmehmung wird als etwas verstanden, das Tatsachen, wie zum Beispiel „Vor mir liegt eine rote Tomate", direkt validiert. SchlieBt man sich einer solchen Sichtweise an, ist das Belegen beobachtbarer Tatsachen eine personliche Angelegenheit. Sie liegt vollstandig beim Individuum, das durch den Akt der Wahmehmung auf das achtet, was ihm prasentiert wird. Da zwei Beobachter keinen Zugang zu den Wahmehmungen des jeweils anderen haben, besteht keine Moglichkeit, uber die Validitat der angenommenen Tatsachen in den Dialog zu treten. Dieses Verstandnis von Wahrnehmung oder Beobachtung, als etwas Passives und Privates, ist inadaquat und stellt keinen angemessenen Zugang zur Beobachtung dar - nicht im Alltag und erst recht nicht in der Wissenschaft. Alltagsbeobachtung ist weit davon entfemt, passiv zu sein. Es werden eine Reihe von Verhaltensweisen ausgefuhrt, viele davon automatisch und vielleicht sogar unbewusst, um die Validitat von Beobachtungen zu belegen. Beim Akt des Sehens werden Objekte registriert, indem wir unseren Kopf drehen, um vermutete Veranderungen des beobachteten Szenarios zu iiberprufen. Wenn wir uns nicht sicher sind, ob das, was wu- durch ein Fenster sehen, etwas auBerhalb des Fensters ist oder eine Reflexion auf der Scheibe, konnen wir unseren Kopf bewegen, um festzustellen, ob dies einen Einfluss auf die Richtung, in der das Objekt gesehen wird, hat. Allgemein gilt, dass immer dann, wenn an der Validitat einer Beobachtung gezweifelt wird, eine Reihe von Verhaltensweisen ausgefuhrt werden, um diese Zweifel auszuraumen. Haben wir zum Beispiel Anlass zur Vermutung, dass die im zuvor genannten Beispiel angesprochene Tomate eher eine gut gemachte optische Tauschung darstellt als eine reale Tomate, konnen wir sie beruhren, ihren Geschmack Uberprtifen oder sie auseinanderschneiden.

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Mit diesen elementaren Beobachtungen wurde nur die Oberflache dessen bertihrt, was Psychologen zu den Verhaltensweisen aussagen, die von Individuen im Verlauf des Prozesses der Wahmehmung an den Tag gelegt werden. Noch wichtiger ist es, diesen Punkt auf die Rolle der Beobachtung im Rahmen von Wissenschaft zu beziehen. Ein Beispiel, das dies gut illustriert, stammt aus den Anfangen des Einsatzes von Mikroskopen. Zumindest am Anfang bestand zwischen Forschern, wie zum Beispiel Robert Hooke oder Henry Powers, die Mikroskope einsetzten, um kleine Fliegen oder Ameisen zu beobachten, haufig Uneinigkeit tiber die beobachtbaren Tatsachen. Hooke flihrte einige dieser Uneinigkeiten auf unterschiedliche Beleuchtung zuruck. Er wies darauf hin, dass das Auge einer Fliege unter der einen Bedingung wie ein Gitter erscheint, das voller Locher ist (die mit der Bedingung Ubereinstimmte, die Powers zu eben dieser Aussage veranlasste), wahrend es unter anderen Lichtverhaltnissen mit Kegeln oder Pyramiden bedeckt erscheint. Im Weiteren entwickelte Hooke einige praktische Interventionen, um dieses Problem zu losen. Er bemiihte sich darum, irrefuhrende Informationen, die auf Blendung und komplizierte Reflexionen zuriickzufiihren waren, dadurch zu eliminieren, dass er die Proben einheitlich beleuchtete. Dazu arbeitete er mit Kerzenlicht, das durch eine Salzlosung diffus gemacht wurde. Ebenso beleuchtete er seine Proben aus unterschiedlichen Richtungen, um festzustellen, welche Merkmale unter verschiedenen Bedingungen invariant blieben. Um sie bewegungslos zu halten und sie nicht zu verletzen, bedurften einige der Insekten einer Betaubung durch Brandy. Hookes Buch Micrographia (1665) enthalt eine Vielzahl von Beschreibungen und Zeichnungen, die aus seinen Versuchen und Beobachtungen resultieren. Diese sind offentlich und nicht privat. Sie konnen gepruft, kritisiert und durch andere erweitert werden. Wenn das Auge einer Fliege bei einer bestimmten Beleuchtung voller Locher erscheint, kann dies nicht durch die individuelle Wahmehmung allein belegt werden. Hooke zeigte, was getan werden kann, um die Authentizitat solcher Erscheinungen zu tiberprlifen, und die Strategien, die er empfiehlt, konnen von jedem, der dies tun mochte und iiber die entsprechenden Moglichkeiten verfiigt, nachvollzogen werden. Die so gewonnenen Tatsachen tiber die Struktur des Auges einer Fliege resultieren aus einem Prozess, der beides ist, aktiv und offentlich. Die Moglichkeit, aktives Eingreifen heranzuziehen, um die Angemessenheit von Aussagen, die als beobachtbare Tatsachen angesehen werden, zu uberpriifen, hat zur Folge, dass die subjektiven Aspekte von Wahrnehmung kein unlosbares Problem flir die Wissenschaft darstellen mtissen. Im vorangegangenen Kapitel wurde die Art und Weise diskutiert, in der Wahrnehmungen desselben Szenarios sich je nach Hintergrund, Kultur und Erwartung von Beobachtem unterscheiden. Problemen, die auf diese Tatsache zuriickgefuhrt werden konnen, kann durch geeignetes aktives Eingreifen begegnet werden. Es ist nicht neu, dass die Wahrnehmungsaussagen von Individuen aus einer Reihe von Griinden nicht zuverlassig sein konnen. Die spezifische Herausforderung in der Wissenschaft ist es, beobachtbare Situationen so zu arrangieren, dass solche Unzuverlassigkeiten minimiert, wenn nicht sogar eliminiert wird. Ein oder zwei Beispiele sollen dies illustrieren.

21 Die Mondtauschung ist ein allgemein bekanntes Phanomen. Steht der Mond hoch am Himmel, erscheint er kleiner, als wenn er nahe am Horizont liegt. Das ist eine Tauschung. Wahrend der wenigen Stunden, die notig sind, um die Positionen zu erreichen, mit denen dieser GroBenunterschied einhergeht, verandert der Mond weder seine GroBe noch seine Entfemung zur Erde. Wir mtissen uns jedoch nicht auf subjektive Einschatzungen der GroBe des Mondes verlassen. Man kann zum Beispiel ein mit quer gespannten Drahten ausgertxstetes Femrohr so installieren, dass seine Ausrichtung auf einer Skala abgelesen werden kann. Der dem Mond zum Zeitpunkt der Messung gegentiberliegende Winkel kann durch Ausrichten der Drahte auf die Seiten des Mondes bestimmt werden, und so kann die Differenz durch Ablesen der entsprechenden Skalenwerte ermittelt werden. Diese Messung lasst sich einmal ausfuhren, wenn der Mond hoch am Himmel steht, und ein zweites Mai, wenn er sich am Horizont befmdet. Die Tatsache, dass die GroBe des Mondes sich nicht verandert hat, wird dadurch bestatigt, dass zwischen den abgelesenen Werten keine bedeutsamen Unterschiede bestehen.

2.2 Galilei und die Monde des Jupiters In diesem Abschnitt soil die Bedeutung der im letzten Kapitel diskutierten Sachverhalte an einem historischen Beispiel illustriert werden. Gegen Ende des Jahres 1609 konstruierte Galilei ein leistungsstarkes Teleskop und benutzte es, um den Himmel zu beobachten. Viele der neuartigen Beobachtungen, die er in den folgenden drei Monaten machte, waren umstritten und sehr relevant fiir die astronomische Debatte iiber die Gultigkeit der kopernikanischen Theorie, deren eifriger Verfechter Galilei wurde. Er behauptete zum Beispiel, vier Monde des Jupiters gesehen zu haben. Er hatte jedoch Schwierigkeiten damit, andere von der Giiltigkeit dieser Behauptung zu uberzeugen. Der Grund war Folgender: Die kopemikanische Theorie beinhaltete die umstrittene Aussage, dass sich die Erde einmal im Laufe eines Tages um ihre eigene Achse drehe und einmal im Laufe eines Jahres die Sonne umkreise. Die gangige Ansicht, die Kopemikus in der ersten Halfte des vorherigen Jahrhunderts angriff, war jedoch, dass sich die Erde nicht bewege und dass die Planeten und die Sonne um sie kreisten. Eines der vielen, keineswegs trivialen Argumente gegen die Erdbewegung bestand darin, dass sie den Mond hinter sich lieBe, wenn sie - wie Kopernikus behauptete - die Sonne umkreiste. In dem Moment, wo festgestellt wird, dass der Jupiter Monde hat, wird dieses Argument widerlegt, weil sogar die Gegner von Kopemikus anerkannten, dass sich der Jupiter bewegt. Er ftihrt also seine Monde mit sich und zeigt damit genau das Phanomen, von dem die Gegner Kopernikus' behaupteten, dass es in Bezug auf die Erde unmoglich sei. Den Nachweis zu liefern, ob Galileis teleskopische Beobachtungen der Jupitermonde Gtiltigkeit besaBen, war eine Frage der Zeit. Nach zwei Jahren hatte Galilei, trotz des anfanglichen Skeptizismus und der Unfahigkeit einiger Zeitgenossen, die Monde durch das Teleskop zu erkennen, seine Gegenspieler tiberzeugt. Wir wollen einen Blick darauf werfen, wie er dies erreichte - wie er es moglich machte, seine Beobachtungen der Jupitermonde zu „objektivieren".

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Galilei brachte an einem Teleskop eine Skala, deren Flache sich senkrecht zur Teleskopachse befand, so an, dass sie am Teleskop entlang auf- und abgeschoben werden konnte. Wenn man mit einem Auge durch das Teleskop sah, konnte man mit dem anderen Auge die Skala sehen, was durch eine kleine Lampe, die sie erhellte, erleichtert wurde. Wenn nun das Teleskop auf den Jupiter gerichtet war, wurde die Skala so lange am Teleskop entlang geschoben, bis das durch das Teleskop mit einem Auge betrachtete Bild vom Jupiter zwischen den zentralen Markierungen der Skala lag, die mit dem anderen Auge betrachtet wurde. Hatte man dies erreicht, konnte man die Positionen der durch das Teleskop betrachteten Satelliten auf der Skala ablesen. Der abgelesene Abstand der Satelliten vom Jupiter betrug ein Vielfaches seines Durchmessers. Der Durchmesser des Jupiters war eine zweckmaBige Einheit, denn als MaBstab berucksichtigte er automatisch die Tatsache, dass sein augenscheinlicher Durchmesser, wie man ihn von der Erde aus sah, sich in dem MaBe anderte, wie der Planet sich der Erde naherte und von ihr entfemte. Mit dem oben beschriebenen Verfahren war Galilei in der Lage, taglich Protokoll uber die vier „Stemchen", die den Jupiter begleiteten, zu fiihren. Er konnte nachweisen, dass die Daten im Einklang mit der Annahme standen, dass es sich bei den Stemchen tatsachlich um Satelliten handelte, die in konstanten Zeitraumen den Jupiter umkreisten. Die Annahme wurde nicht nur durch quantitative Messungen bestatigt, sondem auch durch qualitativ verbesserte Beobachtungen, die zeigten, dass die Satelliten von Zeit zu Zeit aus dem Blickfeld verschwanden, wenn sie sich gerade vor oder hinter dem Mutterplaneten befanden oder sich in seinen Schatten hineinbewegten. Galilei hatte gute Argumente fur die Richtigkeit seiner Beobachtungen der Jupitermonde, obwohl sie dem bloBen Auge nicht zuganglich waren. Er entkraftete die Unterstellung, dass sie lediglich eine vom Teleskop produzierte Tauschung seien, indem er darauf hinwies, dass auf der Grundlage dieser Annahme nicht erklart werden kann, warum die Satelliten immer nur in der Nahe des Jupiters zu sehen seien. Galilei konnte ebenfalls auf die Bestandigkeit und Wiederholbarkeit seiner Messungen sowie auf ihre Kompatibilitat mit der Annahme, dass die Satelliten Jupiter in einem konstanten Zeitraum umkreisen, verweisen. Galileis quantitative Daten wurden von unabhangigen Beobachtem des Collegio Romano und des Papstlichen Gerichtshofes in Rom verifiziert, die Gegner der kopernikanischen Theorie waren. Dariiber hinaus war es Galilei moglich, weitere Positionen der Satelliten und das Auftreten von Wandlungen und Eklipsen vorherzusagen, die von ihm selbst und auch von unabhangigen Beobachtern bestatigt wurden (Drake, 1978, S. 175ff,236ff.). Die Richtigkeit der mit dem Teleskop ermoglichten Entdeckungen wurde bald von kompetenten Beobachtem unter Galileis Zeitgenossen, sogar von seinen ursprtinglichen Gegnern, akzeptiert. Zwar gelang es nicht alien Beobachtern, die Satelliten zu erkennen, doch dieser Tatsache kommt m. E. ebenso wenig Bedeutung zu, wie dem sicherlich nicht ungewohnlichen Unvermogen Thurbers (1933, S. 10Iff), die Strukturen einer Pflanzenzelle durch ein Mikroskop zu erkennen. Die Uberzeugungskraft von Galileis Argumenten fur die Richtigkeit seiner teleskopischen Beobachtungen der Jupitermonde liegt in einer Reihe praktischer und

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objektiver Uberprufungen, denen seine Behauptungen standhalten konnten. Auch wenn seine Argumente nicht vollig stimmig waren, so waren sie unvergleichlich uberzeugender als das Gegenargument, seine Entdeckungen seien durch das Teleskop hervorgerufene Tauschungen oder Artefakte.

2.3 Beobachtbare Tatsachen: objektiv, aber fehlbar Ein Versuch, eine angemessene Version dessen, was eine beobachtbare Tatsache ausmacht, vor der Kritik zu retten, die in der Uberschrift nahe gelegt wird, konnte etwa folgendermaBen aussehen: Eine Beobachtungsaussage konstituiert dann eine Tatsache, die es wert ist, als Grundlage der Wissenschaft angesehen zu werden, wenn sie mittels der Sinne direkt tiberprtift werden kann und einer solchen LFberprufung standhalt. „Direkt" soil dabei so verstanden werden, dass die infrage stehenden Beobachtungsaussagen so geartet sein sollen, dass ihre Giiltigkeit mithilfe von Routineprozeduren tiberpriift werden kann, die keiner subjektiven Urteile aufseiten der Beobachter bediirfen. Die Betonung auf Priifverfahren, macht den aktiven und offentlichen Charakter der Rechtfertigung von Beobachtungsaussagen deutlich. Auf diese Art und Weise ist es moglich, die Idee, dass Tatsachen ohne Probleme durch Beobachtungen belegbar seien, zu umreiBen. Kaum jemand wird seine Zeit darauf verwenden, anzuzweifeln, dass Dinge wie das Ablesen von Messinstrumenten, von geringfugigen Fehlern abgesehen, mit hoher Sicherheit moglich ist. Das im vorangegangenen Abschnitt propagierte Verstandnis von Tatsachen hat jedoch seinen Preis. Er besteht darin, dass beobachtbare Tatsachen in gewissem Umfang fehlbar sind und widerlegt werden konnen. Qualifiziert sich eine Aussage als beobachtbare Tatsache, weil sie alle bisherigen Tests erfolgreich bestanden hat, bedeutet dies nicht, dass sie neuen Arten von Uberpriifungen, die aufgrund von theoretischen oder technologischen Fortschritten moglich werden, ebenso standhalt. Zwei bedeutende Beispiele von Beobachtungsaussagen, die aus guten Grunden als Tatsachen akzeptiert wurden, im Licht solcher Fortschritte jedoch zurtickgewiesen werden mussten, haben wir bereits kennen gelernt: „Die Erde bewegt sich nicht" und „Die GroBe von Mars und Venus verandert sich im Laufe eines Jahres nicht". Entsprechend der hier vertretenen Sichtweise sind Beobachtungen, die geeignet sind, eine Basis fur die Wissenschaft zu liefem, sowohl objektiv als auch fehlbar. Sie sind objektiv, als sie mittels nachvollziehbarer Prozeduren offentlich uberpruft werden, und sie sind insofern fehlbar, als sie durch neuere Testverfahren, die wissenschaftliche und technologische Fortschritte moglich machen, infrage gestellt werden konnen. Dieser Punkt kann durch ein anderes Beispiel aus dem Werk Galileis illustriert werden. In seinem ..Dialog uber die beiden hauptsachlichsten Weltsysteme'' beschreibt Galilei (1982, S.378) eine objektive Methode, den Durchmesser der Sterne zu messen: Ich lieB vor irgendeinem Stem eine Schnur herabhangen, ich benutzte zu diesem Zweck die Wega in der Leier, welche zwischen

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Nord und Nordost aufgeht. Indem ich mich nun der zwischen mir und dem Stem befmdlichen Schnur bald naherte, bald mich von ihr entfemte, fand ich die Stelle, von der aus die Breite der Schnur mir gerade den Stem verdeckt. Danach maB ich die Entfernung des Auges von der Schnur, welche gleich einer der beiden den Sehwinkel einschlieBenden Seiten ist, wahrend die Breite der Schnur, die ihm gegeniiberliegende Seite bildet; dieser Sehwinkel ist dann ahnlich Oder vielmehr gleich dem Winkel, der auf dem Durchmesser des Sterns in der Fixstemsphare steht. Aus dem Verhaltnis der Breite der Schnur zu der Entfemung zwischen Schnur und Auge fand ich ... unmittelbar die GroBe des Winkels ... Heute weiB man, dass Galileis Ergebnisse falsch waren. Die augenscheinliche GroBe eines Stems ist abhangig von Effekten der Atmosphare und atmospharischen Interferenzen und hat keinerlei Beziehung zu der physikalischen GroBe des Sterns. Galileis Messung der SternengroBe basierte auf impliziten Annahmen, die heute zurtickgewiesen werden mussen. Aber diese Zuriickweisung hat nichts mit den subjektiven Aspekten der Wahmehmung zu tun. Galileis Beobachtungen waren objektiv in dem Sinn, als sie Routineprozeduren beinhalteten, die, wenn man sie heute wiederholte, zu den gleichen Resultaten fuhren wiirden, wie sie auch Galilei fand. Im folgenden Kapitel werden wir Gelegenheit haben, den Gedanken zu vertiefen, dass das Fehlen einer unfehlbaren Beobachtungsgrundlage nicht nur auf der Subjektivitat von Wahrnehmung beruht.

Weiterfuhrende Literatur Zu der klassischen Diskussion, dass Aussagen, die einer Oberprtifung standhalten, die empirische Basis von Wissenschaft bilden, siehe Popper (1994, Kap. 5). Aktive Prozesse der Wahrnehmung werden in der zweiten Halfte des Buchs von Hacking (1996), bei Popper (1984, S. 341-361) und in Chalmers (1999, Kap. 4) behandelt. Ebenfalls sehr lesenswert ist Shapere (1982).

Das Experiment

3.1 Nicht einfach Tatsachen, sondern relevante Tatsachen Um der Argumentation willen soil in diesem Kapitel angenommen werden, dass Tatsachen durch den sorgfaltigen Gebrauch der Sinne belegt werden konnen. Trotz aller Gegenargumente gibt es, wie bereits angemerkt wurde, eine Reihe fur die Wissenschaft relevante Situationen, in denen diese Annahme sicher gerechtfertigt ist. Das Ticken eines Geigerzahlers zu zahlen oder den Zeiger einer Skala abzulesen, sind unproblematische Beispiele. Lost das Vorhandensein solcher Beispiele unser Problem einer auf Tatsachen beruhenden Wissenschaft? Liefem die Aussagen, von denen wir annehmen, dass sie durch Beobachtung belegt werden, die Tatsachen, aus denen wissenschaftliche Erkenntnis gewonnen werden kann? In diesem Kapitel werden wir sehen, dass die definitive Antwort auf diese Fragen „nein" lautet. Bin Punkt, der angefiihrt werden soil, ist, dass wir in der Wissenschaft nicht irgendwelche Tatsachen benotigen, sondern relevante. Der groBte Teil der Tatsachen, die durch Beobachtung belegt werden konnen, wie zum Beispiel die Anzahl der Bticher in meinem Btiro oder die Farbe vom Auto meines Nachbam, sind flir die Wissenschaft vollig irrelevant, und es ware fur Wissenschaftler die reinste Zeitverschwendung, sie zu sammeln. Welche Tatsachen fur eine Wissenschaftsdisziplin relevant sind und welche nicht, hangt ab vom derzeitigen Entwicklungsstand dieser Wissenschaft. Die Wissenschaft stellt die Fragen, und ideale Beobachtung kann Antworten liefem. Dies ist Teil einer Antwort auf die Frage, was eine relevante Tatsache fur die Wissenschaft ist. Es gibt jedoch ein weitaus wichtigeres Argument, das ich mit einer kleinen Geschichte einleiten mochte. Als ich jung war, waren mein Bruder und ich uneins daruber, wie erklart werden kann, warum das Gras zwischen den Kuhfladen hoher wuchs als auf jeder anderen Stelle einer Wiese, eine Tatsache, die wir sicher nicht als Erste bemerkt hatten. Mein Bruder war der Memung, dass dies auf den diingenden Effekt der Kuhfladen zuruckzufuhren sei, wahrend ich annahm, dass sie einen Effekt wie Mulch hatten, wobei der Fladen die Feuchtigkeit unter sich einschlieBe und so Verdunstung verhindert werde. Heute habe ich den starken Ver-

26 dacht, dass keiner von uns vollig Recht hatte und dass die Haupterklarung darin zu fmden ist, dass Kuhe schlicht nicht geneigt sind, das Gras, das um ihren eigenen Fladen herum wachst, zu fressen. Vermutlich spielen alle drei Erklamngen eine Rolle, aber es ist nicht moglich, die relative GroBe der Effekte durch Beobachtungen zu bestimmen, wie sie mein Bruder und ich vorgenommen batten. Irgend eine Art von Intervention ware notig, wie zum Beispiel das Entfemen der Kuhe von einer Weide fiir eine Saison, um zu sehen, ob dies das vermehrte Langenwachstum des Grases zwischen den Kuhfladen reduziert oder gar eliminiert, oder indem der Fladen zermahlen wird, um den „Mulch"-Effekt auszuschlieBen, den „Dunge"Effekt aber beizubehalten und so weiter. Die hier dargestellte Situation ist typisch. In der uns umgebenden Welt fmden viele Prozesse statt, die sich auf hochst komplizierte Weise gegenseitig tiberlagem und miteinander interagieren. Ein fallendes Blatt ist der Schwerkraft, dem Luftwiderstand sowie dem Wind ausgesetzt und wird wahrend des Falls in gewissem Umfang einem Faulnisprozess unterliegen. Es ist nicht moglich diese unterschiedlichen Prozesse dadurch zu begreifen, dass man typische, naturlich auftretende Ereignisse sorgfaltig beobachtet. Die Beobachtungen von fallenden Blattem wird nicht Galileis Fallgesetz hervorbringen. Die hierin enthaltene Lektion ist einfach: Um Tatsachen zu erhalten, die fur die Identifikation und Spezifikation der in der Natur wirkenden Prozesse relevant sind, ist es allgemein notwendig, direkt zu intervenieren, zu versuchen, den jeweils zu untersuchenden Prozess zu isolieren und die Effekte der anderen zu eliminieren. Kurz, es ist notwendig, Experimente durchzufuhren. Es hat eine Weile gedauert, bis dieser Punkt erreicht wurde, aber es sollte deutlich gemacht werden, dass Tatsachen dann, wenn sie die Basis von Wissenschaft bilden, eher auf der Grundlage von Experimenten gewonnen werden sollen, als durch irgendwelche beobachtbaren Tatsachen. So offensichtlich dies erscheinen mag, erst in den letzten Jahrzehnten haben Wissenschaftsphilosophen die Natur des Experiments und seine Rolle in den Wissenschaften einer naheren Betrachtung unterzogen. Tatsachlich ist es ein Thema, dem in der vorangegangenen Ausgabe dieses Buches wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde. Wie wir im Rest dieses Kapitels sehen werden, erscheinen die Aspekte, die wir bisher diskutiert haben, in einem etwas anderen Licht, wenn wir unsere Aufmerksamkeit eher auf das Experiment als Basis von Wissenschaft richten, als auf die reine Beobachtung.

3.2 Das Erzielen experimenteller Ergebnisse und ihre Aktualisierung Experimentelle Ergebnisse sind in keiner Weise einfach zu erzielen. Wie jeder Experimentator und sogar jeder Student weiB, ist es nicht einfach, ein Experiment durchzufuhren. Es kann Monate oder sogar Jahre dauem, bis ein bedeutsames neues Experiment erfolgreich ausgefuhrt werden kann. Die kurze Darstellung eines Experiments, das ich selbst in den 1960er Jahren als experimentell arbeitender Physiker vorgenommen hatte, soil dies illustrieren. Es ist nicht wichtig, ob der Leser den Details dieser Geschichte folgen kann. Ich mochte nur eine Ahnung von

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der Komplexitat und den praktischen Schwierigkeiten vermitteln, die mit der Produktion experimenteller Resultate verbunden sind. Ziel meines Experimentes war es, Elektronen mit niedriger Energie von Moleklilen abzulosen und herauszufinden, wie viel Energie sie wahrend dieses Prozesses verlieren. Auf diesem Weg wollte ich Informationen txber die Energieniveaus der Molekiile erhalten. Um dies zu ermoglichen, war es notwendig, Elektronen zu produzieren, die sich alle mit derselben Geschwindigkeit bewegten und folglich dieselbe Energie batten. Damit ich die gewUnschte Information erhalten konnte, mussten die Elektronen mit einem Zielmolekul kollidieren, bevor sie auf den Detektor trafen, und die Geschwindigkeit beziehungsweise die Energie der Elektronen musste mit einem dafur konstruierten Detektor gemessen werden. Jeder dieser Schritte stellte eine experimentelle Herausforderung dar. Der Geschwindigkeitsfilter bestand aus zwei leitenden Platten, die zu konzentrischen Zylindern gekriimmt waren und auf unterschiedlichem Potenzial lagen. Elektronen, die zwischen den beiden Platten eintraten, konnten nur dann den zylindrischen Kanal verlassen, wenn ihre Geschwindigkeit auf die Potenzialdifferenz der Platten abgestimmt war. Anderenfalls wurden sie zu den leitenden Platten gelenkt. Um sicherzustellen, dass die Elektronen nur mit einem Molekiil kollidierten, war es notig, ein Hochvakuum herzustellen und das Target-Gas unter geringstem Druck einzubringen. Dazu musste die verfugbare Vakuumtechnologie an ihre Grenzen getrieben werden. Die Geschwindigkeit der abgelosten Elektronen musste mittels zylinderformig angeordneter Elektronen gemessen werden, ahnlich denen, die eingesetzt wurden, um den monoenergetischen Strahl zu produzieren. Die Intensitat der abgelosten Elektronen einer bestimmten Geschwindigkeit konnte dadurch gemessen werden, dass der Potenzialunterschied zwischen den Platten genau auf den Wert gesetzt wurde, der es lediglich Elektronen mit der betreffenden Geschwindigkeit ermoglichte, den Zylinder zu passieren und am anderen Ende des Analysegerates herauszukommen. Diese Elektronen zu erfassen, erforderte die Messung sehr kleiner Strome, was ebenfalls an die Grenzen der gegebenen technischen Moglichkeiten stieB. Das war in groben Ztigen die Idee, aber jeder Schritt brachte eine Menge praktischer Probleme mit sich, die jedem vertraut sind, der in diesem Bereich arbeitet. Es war sehr schwer, die Apparatur von unerwiinschten Gasen zu befreien, die aus den verschiedenen Metallen, aus denen das Gerat hergestellt war, entwichen. Molekiile dieser Gase, die durch den Elektronenstrahl ionisiert wurden, konnten sich auf den Elektroden festsetzen und die elektrischen Potenziale verandem. Unsere amerikanischen Konkurrenten fanden heraus, dass eine Vergoldung der Platten dazu beitrug, die Probleme zu minimieren. Wir selbst fanden heraus, dass eine Bedampfung mit einer carbonhaltigen Schicht, genannt „aquadag", hilfreich war; nicht so wirkungsvoll wie die Vergoldung, unserem Budget jedoch angemessener. Meine Geduld - und mein Stipendium - waren erschopft, bevor das Experiment bedeutsame Resultate erbringen konnte. Ich verstehe, warum auch einige andere Forscher scheiterten, bevor wesentliche Ergebnisse gewonnen werden konnten. Heute, dreiBig Jahre spater, ist die Niederenergie-Elektronenspektroskopie eine Standardtechnologie.

28 Die Details meiner Bemlihungen und die meiner erfolgreicheren Nachfolger sind unwichtig. Was angefiihrt wurde, sollte genugen, um einen unbestreitbaren Punkt zu illustrieren. Wenn experimentelle Ergebnisse die Tatsachen darstellen, die Basis von Wissenschaft sind, erschlieBen sie sich sicher nicht einfach uber die Sinne. Sie miissen erarbeitet werden, und ihre Bestatigung beinhaltet erhebliches Know-how und praktizierten Versuch und Irrtum sowie das Ausreizen vorhandener Technologien. Auch die Beurteilung der Angemessenheit experimenteller Ergebnisse ist nicht einfach. Experimente sind nur dann angemessen und so interpretierbar, als wtirden sie das anzeigen oder messen, was intendiert wurde, wenn das experimentelle Setting entsprechend ist und StorgroBen eliminiert wurden. Das wiederum setzt voraus, dass bekannt ist, welches die moglichen StorgroBen sind und wie sie eliminiert werden konnen. Jede Wissensliicke beziiglich dieser Faktoren kann zu inadaquaten experimentellen Messungen und zu fehlerhaften Interpretationen fiihren. In diesem Sinne gibt es einen bedeutsamen Zusammenhang zwischen experimentellen Tatsachen und Theorie. Experimentelle Tatsachen konnen falsch sein, wenn das zugrundeliegende Wissen unzureichend oder fehlerhaft ist. Eine Konsequenz dieser generellen, aber in gewisser Weise banalen Merkmale des Experiments besteht darin, dass experimentelle Resultate fehlbar sind und aus einfachen rationalen Grtinden aktualisiert oder ersetzt werden konnen. Experimentelle Ergebnisse konnen aufgrund von technologischem Fortschritt veraltet sein, sie konnen aufgrund von Wissenszuwachsen (in deren Licht der experimentelle Aufbau als ungeeignet erscheint) zurtickgewiesen werden und sie konnen aufgrund von Veranderungen im theoretischen Verstandnis als irrelevant erachtet werden. Diese Aspekte und ihre Bedeutung sollen im nachsten Abschnitt durch historische Beispiele illustriert werden. 3.3 Veranderung der experimentellen Basis von Wissenschaft: historische Beispiele Den Leuchterscheinungen in Entladungsrohren wurde im letzten Viertel des 19. Jahrhunderts groBes wissenschaftliches Interesse entgegengebracht. Wenn zwischen Metallplatten, die an den Enden einer geschlossenen Glasrohre angebracht sind, eine hohe Spannung angelegt wird, treten elektrische Entladungen auf, die verschiedenartiges Leuchten innerhalb der Rohre verursachen. Wenn der Gasdruck innerhalb der Rohre nicht zu groB ist, entstehen Leuchtfaden, die die negativ geladene Platte (die Kathode) mit der positiv geladenen Platte (der Anode) verbinden. Dieses Phanomen wurde als Kathodenstrahlen bekannt und war Gegenstand bemerkenswerten Interesses der damaligen Wissenschaftler. Der deutsche Physiker Heinrich Hertz fiihrte in den friihen 80er Jahren des 19. Jahrhunderts eine Reihe von Experimenten durch, um etwas liber ihre Natur zu erfahren. Als ein Resultat dieser Experimente schloss Hertz, dass diese Kathodenstrahlen keine Strome geladener Teilchen seien. Zum Teil kam er zu diesem Schluss, weil die Strahlen nicht durch ein senkrecht zur Bewegungsrichtung angelegtes elektrisches Feld abgelenkt wurden, wie es bei geladenen Teilchen erwartet wurde. Wir beurteilen Hertz' Schlussfolgerung heute als falsch und seine Experimente als unzu-

29 langlich. Bevor das Jahrhundert zu Ende ging, hatte James Thomson Experimente durchgefiihrt, die iiberzeugend belegten, dass Kathodenstrahlen genauso durch elektrische und magnetische Felder abgelenkt werden, wie es fiir Strome geladener Partikel der Fall ist, und es gelang ihm, das Verhaltnis von elektrischer Ladung zur Masse der Partikel zu messen. Es waren der Einsatz einer verbesserten Technologie und ein besseres Verstandnis der Situation, die es Thomson ermoglichte, Hertz' experimentelle Ergebnisse zu verwerfen. Die Elektronen, die die Kathodenstrahlen bilden, konnen die Gasmolekiile der Rohre ionisieren, das heiBt, ein oder zwei ihrer Elektronen ablosen, sodass sie positive Ladung aufweisen. Diese lonen konnen sich auf den Metallplatten der Apparatur ansammebi und in der Situation des besagten Experiments zusatzliche kleine elektrische Felder erzeugen. Wahrscheinlich waren es solche Felder, die es Hertz verwehrten, die Ablenkungen zu erhalten, die Thomson sowohl herstellen als auch messen konnte. Dies gelang Thomson im Wesentlichen deshalb, well er von einer verbesserten Vakuumtechnik profitierte, die es ihm ermoglichte, mehr Gasmolekiile aus der Rohre zu saugen. Er setzte seine Apparatur einer langeren Erhitzung aus, um Riickstandsgase von den verschiedenen Oberflachen der Rohre zu entfemen. Er lieB die Vakuumpumpe iiber mehrere Tage laufen, um so viel wie moglich von dem rtickstandigen Gas abzusaugen. Aufgrund des verbesserten Vakuums und mittels einer geeigneteren Elektrodenanordnung, gelang es Thomson, die Ablenkungen festzustellen, von denen Hertz behauptete, dass sie nicht existieren wtirden. LieB Thomson den Druck innerhalb seiner Apparatur so hoch steigen, wie es bei Hertz der Fall gewesen war, konnte er dagegen keine Ablenkungen feststellen. Es muss jedoch an dieser Stelle betont werden, dass es Hertz keineswegs zur Last gelegt werden kann, zu falschen Schlussfolgerungen gelangt zu sein. Auf der Grundlage seines Verstandnisses der Situation und bezogen auf das Wissen, das ihm zur Verfugung stand, hatte er gute Griinde anzunehmen, dass die Druckverhaltnisse innerhalb seiner Apparatur niedrig genug waren und mit dem experimentellen Aufbau alles seine Ordnung hatte. Lediglich im Licht darauf folgender theoretischer und technischer Fortschritte erweisen sich seine Resultate als nicht haltbar. Die Moral ist freilich: Wer kann wissen, welche experimentellen Ergebnisse sich aufgrund von vor uns liegenden Fortschritten als falsch erweisen werden? Dass Hertz weit davon entfemt war, ein wenig versierter Experimentator zu sein, sondem zu den Besten seiner Zeit gehorte, zeigte sich darin, dass es ihm nach zwei Jahren brillanter experimenteller Arbeit 1888 als Erstem gelang, Radiowellen zu erzeugen. AuBer dass sie ein neuartiges Phanomen darstellten, das experimentell erforscht und weiterentwickelt wurde, hatten die von Hertz gefundenen Wellen bedeutende wissenschaftliche Konsequenzen, da sie Maxwells Mitte der 60er Jahre des 19. Jahrhunderts formulierte elektromagnetische Theorie bestatigten, aus der (obwohl dies Maxwell selbst nicht realisierte) sich die Existenz solcher Wellen ableiten lasst. Die meisten Aspekte der hertzschen Resultate hatten Bestand und sind noch heute von Bedeutung. Dennoch mussen einige seiner Resultate ersetzt und ihre Interpretation zuriickgewiesen werden. Beides sind Beispiele dafur, dass experimentelle Ergebnisse stets Gegenstand von Revisionen und Verbesserungen sind.

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Hertz konnte mithilfe seiner Apparatur stehende Wellen erzeugen und iiber deren Wellenlange die Geschwindigkeit der erzeugten Radiowellen messen. Seine Ergebnisse lieBen darauf schlieBen, dass sich Radiowellen groBerer Wellenlange in der Luft schneller als in Drahten und schneller als Licht ausbreiteten, wahrend Maxwells Theorie vorhersagte, dass sie sich sowohl in der Luft als auch in den Drahten der hertzschen Apparatur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten miissten. Die Resultate waren aus Grtinden, die Hertz bereits vermutete, nicht stimmig. Die Radiowellen, die von den Wanden von Hertz' Labor reflektiert wurden, wirkten sich storend auf die Messungen aus. Hertz selbst auBerte sich folgendermaBen zu den problematischen Ergebnissen (1894, S. 15): Vielleicht fi'agt der Leser, warum ich nicht selbst versucht habe, durch Wiederholung der Versuche die Zweifel zu beseitigen. Ich habe die Versuche wohl wiederholt, aber ich habe dabei nur geftinden, was auch zu vermuten steht, dass die einfache Wiederholung unter ahnlichen Verhaltnissen die Zweifel nicht zu erheben, sondern eher zu vermehren imstande ist. Die sichere Entscheidung steht bei Versuchen, welche unter giinstigeren Verhaltnissen ausgefiihrt werden. Giinstigere Verhaltnisse bedeuten hier groBere Raume. Solche waren mir bisher nicht zur Hand. Ich betone nochmals, dassdie Ungunst der Raume nicht durch Sorgfalt der Beobachtung kompensiert werden kann. Wenn sich die langen Wellen nicht entwickeln konnen, konnen sie auch nicht beobachtet werden. Hertz' experimentelle Resultate waren falsch, well der experimentelle Aufbau der gegebenen Fragestellung nicht entsprach. Die untersuchten Wellenlangen mussten, gemessen an den AusmaBen des Labors, klein sein, um unerwiinschte Interferenzen reflektierender Wellen auszuschlieBen. Als sich dieser Gedanke durchsetzte, wurden innerhalb weniger Jahre Experimente „unter besseren Bedingungen" durchgeftihrt, die Geschwindigkeiten entsprechend der theoretisch abgeleiteten Vorhersagen ergaben. Ein Aspekt, der hier angeflihrt werden muss, ist, dass experimentelle Ergebnisse nicht nur adaquat im Sinne einer korrekten Aufzeichnung dessen, was vorgeftmden wird, sein miissen, sondern auch angemessen und bedeutsam. Typischerweise werden sie entwickelt, um einige wichtige Fragen zu beantworten. Urteile daruber, was eine wichtige Frage ist und inwieweit ein spezifischer experimenteller Aufbau einen angemessenen Weg darstellt, diese Frage zu beantworten, werden in groBem Umfang davon abhangen, wie die praktischen und theoretischen Gegebenheiten gesehen werden. Die Existenz konkurrierender Theorien zum Elektromagnetismus und die Tatsache, dass Maxwell Radiowellen vorhersagte, die sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen, machten Hertz' Versuche, die Geschwindigkeit von Wellen zu messen, besonders bedeutsam. Die Einsicht in das Reflexionsverhalten von Wellen fiihrt dagegen dazu, dass sein experimenteller Aufl^au als unangemessen beurteilt wurde. Diese speziellen Ergebnisse wurden zuruckgewiesen und aus Grunden, die aus Sicht der Physik klar und wenig mysterios sind, schon bald ersetzt.

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Ebenso wie diese Episode aus Hertz' Forschung und seine Reflexionen illustriert, dass Experimente angemessen und bedeutsam sein miissen und experimentelle Resultate ersetzt oder zurtickgewiesen werden miissen, wenn sie es nicht sind, macht sie deutlich, dass die Zuruckweisung seiner Geschwindigkeitsmessungen nicht das Geringste mit den Problemen menschlicher Wahrnehmung zu tun hat. Es gibt keinen Grund anzuzweifeln, dass Hertz seine Apparaturen sehr sorgfaltig beobachtete, wahrend er Entfernungen vermaB, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Funken in den Spalten seiner Detektoren notierte oder das, was er von seinen Instrumenten ablas, aufzeichnete. Seine Resuhate sind in dem Sinne objektiv, als jeder, der seine Vorgehensweise wiederholen wurde, zu ahnlichen Ergebnissen kame. Die Probleme mit den experimentellen Ergebnissen von Hertz gehen weder auf unzulangliche Beobachtung noch auf mangelnde Reproduzierbarkeit zuruck, sondem auf die Unangemessenheit des experimentellen Aufbaus. Wie Hertz deutlich macht, ersetzt sorgfaltige Beobachtung nicht den Wunsch nach „gro6eren Raumen". Auch wenn wir zugestehen, dass Hertz mittels sorgfaltiger Beobachtung sichere Tatsachen erhalten konnte, konnen wir erkennen, dass das allein nicht ausreichte, um experimentelle Ergebnisse zu erlangen, die der gegebenen wissenschaftlichen Fragestellung entsprachen. Die obigen Ausfuhrungen konnen als Illustrationen dafur gesehen werden, wie theorieabhangig die Akzeptanz experimenteller Ergebnisse ist, und wie darauf bezogene Urteile sich in dem Umfang verandem konnen, in dem sich unser wissenschaftliches Verstandnis weiterentwickelt. Auf einer etwas allgemeineren Ebene kann das daran illustriert werden, wie sich die Bedeutung der hertzschen Radiowellen seit ihrer Entdeckung verandert hat. Zur damaligen Zeit war eine der verschiedenen konkurrierenden Theorien zum Elektromagnetismus die von James Clerk Maxwell, der die Schlusselideen Michael Faradays weiterentwickelt hatte und elektrische und magnetische Zustande als mechanische Zustande eines alles durchdringenden Athers verstand. Diese Theorie sagte - anders als ihre Gegenspieler, die annahmen, dass elektrische Strome, Ladungen und Magnete auf Distanz aufeinander einwirken, ohne einen Ather mit einzubeziehen - voraus, dass Radiowellen mit der Geschwindigkeit des Lichts moglich sind. Diese Entwicklung der Physik gibt Hertz' Resultaten bleibende theoretische Bedeutung. Konsequenterweise konnten Hertz und seine Zeitgenossen die Produktion von Radiowellen unter anderem als Belegfur die Existenz eines Athers heranziehen. Zwanzig Jahre spater verzichtete man im Lichte der Relativitatstheorie Einsteins auf die Annahme eines Athers. Hertz' Resultate werden immer noch als Bestatigung der Theorie Maxwells angesehen, aber nur in einer revidierten Form, die auf die Annahme eines Athers verzichtet und elektrische und magnetische Felder als eigenstandige Entitaten behandelt. Ein weiteres Beispiel, die Messung von Molekulargewichten im 19. Jahrhundert, beschreibt ebenfalls die Abhangigkeit der Relevanz und Interpretation experimenteller Ergebnisse von ihrem jeweiligen theoretischen Kontext. Im Lichte der atomistischen Theorie chemischer Verbindungen schrieben Chemiker der zweiten Halfte des 19. Jahrhunderts der Messung von Molekulargewichten natiirlich vorkommender Elemente und Verbmdungen fundamentale Bedeutung zu. Das gait vor allem fur diejenigen, die Prouts Hypothese favorisierten, nach der das Wasser-

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stoffatom ein Basiselement sei, aus dem andere Atome aufgebaut sind, was erwarten lieB, dass relativ zum Wasserstoff gemessene Molekulargewichte ganzzahlig sind. Die sorgfaltigen Messungen der Molekulargewichte durch fuhrende Chemiker des 19. Jahrhunderts wurde aus Sicht der theoretischen Chemie weitgehend irrelevant, als festgestellt wurde, dass natiirlich vorkommende Elemente aus einer Mischung von Isotopen bestehen, deren Proportionen keinerlei theoretische Bedeutung haben. Der Chemiker Soddy (zit. nach Lakatos, 1974, S. 136) kommentierte dies folgendermaBen: Das Schicksal, das das Lebenswerk jener glanzenden Versammlung von Chemikern des 19. Jahrhunderts Uberholt hat - ein Werk, das die Zeitgenossen mit Recht als den Gipfel praziser wissenschaftlicher Messung verehrten - ist sicher der Tragodie verwandt, wenn es sie auch nicht transzendiert. Ihre in barter Arbeit gewonnenen Ergebnisse erscheinen uns, zumindest im gegenwartigen Augenblick, ebenso uninteressant und unwichtig wie die Bestimmung des Durchschnittsgewichts einer Sammlung von Flaschen, einige voll, einige mehr oder weniger leer. Auch in diesem Fall wurden alte Versuchsergebnisse als irrelevant zurixckgewiesen, und zwar nicht aufgrund von problematischen Eigenschaften der menschlichen Wahmehmung. Das Werk dieser Chemiker wurde von den Zeitgenossen als der „Gipfel praziser wissenschaftlicher Messung" verehrt, und es gibt keinen Anlass, die Angemessenheit der Beobachtungen und Messungen dieser Wissenschaftler anzuzweifeln, noch ihre Objektivitat. Zweifellos wurden heutige Chemiker zu den gleichen Ergebnissen kommen, wenn sie die Experimente wiederholen wurden. Dass sie angemessen durchgefiihrt werden, ist eine notwendige, aber keine hinreichende Bedingung flir die Tauglichkeit experimenteller Ergebnisse. Sie mtissen auch relevant und bedeutsam sein. Die Punkte, die ich mit der Hilfe von Beispielen aufgefuhrt habe, konnen in einer Art und Weise zusammengefasst werden, die aus Sicht der alltaglichen Praxis von Physikem und Chemikern unumstritten ist. Die Menge experimenteller Resultate, die als adaquate Basis fiir Wissenschaft angesehen wird, wird standig auf den neuesten Stand gebracht. Aus einer Reihe einfacher Grunde werden veraltete experimentelle Ergebnisse als inadaquat zuriickgewiesen und durch angemessenere ersetzt. Sie konnen zuriickgewiesen werden, weil sie unangemessene VorsichtsmaBnahmen gegen mogliche Storquellen enthielten, weil die Messung auf insensitiven oder unmodemen Methoden basierte, weil erkannt wurde, dass das Experiment das gegebene Problem nicht losen konnte oder weil die Frage, die es beantworten sollte, irrelevant wurde. Obwohl diese Beobachtungen als nachvollziehbare Beschreibungen alltaglicher wissenschaftlicher Tatigkeit gesehen werden konnen, haben sie doch ernstzunehmende Implikationen fiir die orthodoxe Wissenschaftsphilosophie, weil sie die weit verbreitete Annahme, Wissenschaft ruhe auf sicherem Fundament, infi-age stellen. Was jedoch entscheidender ist: der Grund, warum dies so ist, hat mit der Problematik menschlicher Wahmehmung nichts zu tun.

33 3.4 Das Experiment als angemessene Basis fiir die Wissenschaft Die vorangegangenen Abschnitte dieses Kapitels waren der kritischen Prtifiing der Vorstellung gewidmet, experimentelle Resultate seien einfach gegeben und von absoluter Sicherheit. Es wurde dargelegt, dass sie theorieabhangig und in gewisser Hinsicht fehlbar und revidierbar sind. Das stellt eine ernstzunehmende Herausforderung der Idee dar, wissenschaftliche Erkenntnis besitze einen besonderen Status, weil sie in besonders anspruchsvoller und uberzeugender Weise auf Erfahrung beruhe. Nimmt man an, die experimentelle Basis von Wissenschaft sei so fehlbar und revidierbar wie angeflihrt wurde, muss das auf ihr basierende Wissen ebenso fehlbar und revidierbar sein. Die Verwirrung kann noch gesteigert werden, wenn man auf die drohende Zirkularitat hinweist, mit der wissenschaftliche Theorien angeblich durch Experimente gewonnen werden. Wenn Theorien herangezogen werden, um die Angemessenheit von experimentellen Ergebnissen zu beurteilen, diese experimentellen Ergebnisse jedoch gleichzeitig zum Beleg dieser Theorien herangezogen werden, scheinen wir in einem Teufelskreis gefangen. Es scheint ziemlich wahrscheinlich, dass Wissenschaft nicht in der Lage ist, Ressourcen bereitzustellen, die es ermoglichen, den Disput zwischen Vertretem konkurrierender Theorien beizulegen, indem sie sich auf experimentelle Resultate bezieht. Wahrend sich die eine Gruppe auf ihre Theorie bezieht, um bestimmte experimentelle Ergebnisse zu rechtfertigen, wiirde die andere Gruppe zur Rechtfertigung differierender Ergebnisse auf ihre rivalisierende Theorie zuriickgreifen. Dieser Abschnitt soil Anlass geben, solch extremen Schlussfolgerungen zu widerstehen. Es muss die Moglichkeit eingeraumt werden, dass das Verhaltnis zwischen Theorie und Experiment einen Zirkelschluss beinhaltet. Das kann anhand folgender Geschichte aus meiner Zeit als Lehrer illustriert werden. Meine Schuler sollten ein Experiment durchfuhren. Ziel war es, den Ausschlag einer stromdurchflossenen Spule zu messen, die zwischen den Polen eines hufeisenformigen Magneten so angebracht war, dass sie um eine Achse rotieren konnte, die senkrecht zur Verbindungslinie der beiden Magnetpole lag. Die Spule war Teil eines Stromkreises, der eine Batterie zur Stromerzeugung enthielt, ein Amperemeter zur Messung der Stromstarke und einen variablen Widerstand zum Einregulieren der Stromstarke. Es sollte in Abhangigkeit von verschiedenen Stromwerten, die vom Amperemeter angezeigt wurden, die Drehung des Magneten gemessen werden. Das Experiment wurde fur die Schiller als erfolgreich angesehen, wenn sie beim Auftragen der Spulendrehung gegen die Stromstarke eine saubere Gerade erhielten, was die Proportionalitat der beiden GroBen deutlich machte. Ich erinnere mich, durch dieses Experiment etwas in Verwurung geraten zu sein, obwohl ich diese Verwirrung, vielleicht in weiser Voraussicht, nicht meinen Schiilem zeigte. Meine Verwirrung war in dem Umstand begrtindet, dass ich wusste, was sich innerhalb des Amperemeters befand, namlich eine Spule, die so zwischen den Polen eines Magneten angebracht war, dass sie durch einen Strom, der sie durchfloss, abgelenkt wurde, wodurch sich ein Zeiger auf der sichtbaren und gleichmaBig kalibrierten Skala des Amperemeters bewegte. In diesem Experiment wird also schon die Proportionalitat von Drehung und Stromstarke vorausgesetzt, indem der Aus-

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schlag des Amperemeters als MaB fiir die Stromstarke herangezogen wird. Was durch das Experiment untermauert werden sollte, wurde bereits vorausgesetzt, und darin lag in der Tat ein Zirkelschluss. Das Beispiel illustriert, wie Zirkularitat von Argumenten entstehen kann. Dasselbe Beispiel zeigt jedoch auch, dass dies nicht notwendigerweise so sein muss. In dem oben beschriebenen Experiment hatte man eine Strommessung vornehmen konnen - und man hatte sie vomehmen miissen -, die nicht auf der Drehung einer Spule im Magnetfeld beruhte. Bei alien Experimenten wird das Zutreffen irgendwelcher Theorien vorausgesetzt, die es ermoglichen sollen, die Angemessenheit des experimentellen Aufbaus zu beurteilen, und es wird davon ausgegangen, dass die Instrumente das anzeigen, was sie anzeigen sollen. Die vorausgese.tzten Theorien dtirfen jedoch mit der zu liberprtifenden Theorie nicht identisch sein, und es erscheint vemtinftig, dass eine Vorbedingung fiir einen guten experimentellen Aufbau gerade darin liegen muss. Eine andere Perspektive auf die „Theorieabhangigkeit von Experimenten" ist Folgende: wie stark auch immer ein Experiment von Theorien geleitet ist, spricht einiges dafur, dass die Resultate von Experimenten nicht von Theorien determiniert sind, sondem durch die realen Gegebenheiten. Ist die experimentelle Apparatur einmal aufgestellt, der Stromkreis aufgebaut, der Schalter geschlossen - dann wird ein Signal auf dem Bildschirm erscheinen oder nicht, wird ein Strahl abgelenkt oder nicht, wird die Anzeige eines Amperemeters ansteigen oder nicht. Wir konnen es nicht erzwingen, dass die Ergebnisse den Theorien entsprechen. Es lag an der Beschaffenheit der physikalischen Welt, dass in dem von Hertz durchgefiihrten Experiment keine Ablenkungen der Kathodenstrahlen auftraten, wahrend dies bei dem durch Thomson modifizierten Experiment der Fall war. Es waren die Unterschiede in den experimentellen Aufbauten der beiden Physiker, die zu den differierenden Ergebnissen fuhrten, nicht die Unterschiede der von ihnen zugrundegelegten Theorien. Weil experimentelle Ergebnisse durch die realen Gegebenheiten starker determiniert sind als durch theoretische Sichtweisen, konnen Theorien anhand der Realitat uberprtift werden. Das bedeutet nicht, dass giiltige Resultate leicht zu erhalten waren und unfehlbar sind, noch, dass ihre Gtiltigkeit einfach gegeben ist. Aber es macht deutlich, dass der Versuch, die Angemessenheit wissenschaftlicher Theorien mithilfe von Experimenten zu tiberpriifen, ein sinnvoUes Unterfangen ist. Mehr noch, die Geschichte der Wissenschaft liefert uns Beispiele, in denen dieser Herausforderung erfolgreich begegnet wurde.

Weiterfiihrende Literatur Die zweite Halfte des Buchs von Hacking (1996) ist ein erster Schritt in Richtung des neuen Interesses von Wissenschaftsphilosophen an Experimenten. Andere Ausfiihrungen zu diesem Thema fmden sich bei Franklin (1986, 1990), Galison (1987) und Mayo (1996), allerdings wird die Tragweite dieser detaillierten Darstellungen erst im Licht des Kapitels 13 zum „Neuen Experimentalismus" deutlich werden. Ausfiihrlicher noch werden die aufgeworfenen Aspekte in Chalmers (1984)diskutiert.

Der Induktivismus

4.1 Die Ableitung von Theorien aus Tatsachen In den ersten Kapiteln dieses Buches haben wir uns mit der Annahme auseinandergesetzt, dass das Charakteristische an wissenschaftlicher Erkenntnis darin liegt, dass sie aus Tatsachen gewonnen wird. Wir haben uns ausftihrlich mit der Natur der mittels Beobachtung und Experiment gewonnenen Tatsachen beschaftigt, die als Grundlage wissenschaftlicher Erkenntnis angesehen werden konnen. Wir haben auch gesehen, dass diese Tatsachen nicht so einfach und sicher gegeben sind, wie dies allgemein vorausgesetzt wird. Jetzt werden wir uns mit der Frage auseinandersetzen, wie wissenschaftHche Erkenntnis aus solchen Tatsachen abgeleitet werden kann. „Wissenschaft leitet sich aus Tatsachen ab" konnte dergestalt interpretiert werden, dass wissenschaftHche Erkenntnis so aufgebaut ist, dass zunachst Tatsachen festgestellt werden und dann ein theoretisches Gebaude errichtet wird, das diesen Tatsachen entspricht. Wir haben diese Sichtweise in Kapitel 1 diskutiert und als wenig plausibel verworfen. Das Problem, mit dem wir uns hier auseinandersetzen wollen, setzt voraus, dass „abgeleitet" weniger in einem zeitlichen als in einem logischen Sinn verstanden wird. Unabhangig davon, was zuerst da ist, die Tatsachen oder die Theorie, geht es um die Frage, in welchem Umfang sich eine Theorie durch Tatsachen belegen lasst. Der hochste Anspruch ware, dass sich eine Theorie logisch aus Tatsachen ableiten lasse. Das bedeutet, dass die Theorie eine Konsequenz der gegebenen Tatsachen ist. Dieser Anspruch kann nicht aufrechterhalten werden. Um dies zu erkennen, miissen wir uns mit einigen grundlegenden Aspekten der Logik beschaftigen.

4.2 Deduktives SchlieBen Die Logik beschaftigt sich mit der Deduktion von Aussagen aus anderen vorliegenden Aussagen bzw. mit der Frage, was woraus folgt. Es wird hier nicht der Versuch untemommen, eine ausflihrliche Darstellung und Bewertung der Logik

36 vorzunehmen. Es sollen vielmehr einige der wichtigsten Eigenschaften, die fiir unsere Analyse der Wissenschaft von Bedeutung sind, durch einfache Beispiele veranschaulicht werden. Hier ein Beispiel eines logischen Arguments, das absolut stimmig oder, um einen von Logikem verwendeten Terminus technicus heranzuziehen, absolut valide ist. Beispiel 1: 1. Alle Biicher uber Wissenschaftstheorie sind langv^eilig. 2. Dies ist ein Buch uber Wissenschaftstheorie. 3. Dieses Buch ist langweilig. In diesem Beispiel sind (1) und (2) die Voraussetzungen und (3) die Schlussfolgerung. Wenn wir von der Annahme ausgehen, dass die Voraussetzungen (1) und (2) wahr sind, dann muss auch (3) zwangslaufig wahr sein. Wenn feststeht, dass (1) und (2) wahr sind, dann ist es nicht moglich, dass (3) falsch ist. Der Fall, dass (1) und (2) wahr sind und (3) falsch ist, wiirde einen Widerspruch darstellen. Dies ist das entscheidende Merkmal einer logisch gultigen Deduktion. Wenn die Voraussetzungen einer logisch gultigen Deduktion wahr sind, dann muss auch die Schlussfolgerung wahr sein. Eine geringfugige Abanderung des oben erwahnten Beispiels liefert uns den Fall einer Deduktion, die nicht giiltig ist: Beispiel 2 \ 1. Viele Bticher uber Wissenschaftstheorie sind langweilig. 2. Dies ist ein Buch uber Wissenschaftstheorie. 3. Dieses Buch ist langweilig. In diesem Beispiel ft)lgt (3) nicht notwendigerweise aus (1) und (2). Es ist moglich, dass (1) und (2) wahr sind und (3) dennoch falsch ist. Selbst wenn (1) und (2) wahr sind, dann kann dieses Buch dennoch zu der Minderheit der Bucher liber Wissenschaftstheorie gehoren, welche nicht langweilig sind. Wenn man behauptet, (1) und (2) seien wahr und (3) falsch, so ist dies kein Widerspruch. Die Schlussfolgerung ist nicht gultig. Inzwischen mag der Leser vielleicht Langeweile empfinden. Empfmdungen dieser Art haben sicherlich einen Bezug zu der Wahrheit der Behauptungen (1) und (3) der beiden Beispiele. An dieser Stelle muss jedoch betont werden, dass Logik und Deduktion nicht allein die Wahrheit von Aussagen der Art, wie wir sie in unseren Beispielen kennen gelemt haben, begrunden konnen. Das Einzige, was

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Logik in diesem Zusammenhang leisten kann, ist die Aussage: wenn die Voraussetzungen wahr sind, dann muss die Schlussfolgerung wahr sein. Die Frage jedoch, ob die Voraussetzungen wahr sind oder nicht, kann nicht nach logischen Gesichtspunkten beantwortet werden. Eine Behauptung kann eine vollkommen logische Deduktion sein, selbst wenn sie eine Voraussetzung beinhaltet, die in Wirklichkeit falsch ist. Auch dies sei an einem Beispiel verdeutlicht: Beispiel 3\ 1. Alle Katzen haben funf Beine. 2. Kater Karlo ist meine Katze. 3. Kater Karlo hat funf Beine. Dies ist eine vollkommen gultige Deduktion. Gesetzt den Fall, (1) und (2) sind wahr, dann muss (3) ebenfalls wahr sein. In diesem Beispiel ist es jedoch so, dass (1) und (3) falsch sind, was jedoch den Tatbestand nicht beeintrachtigt, dass die Schlussfolgerung selbst valide ist. Das macht deutlich, dass Logik alleine keine Quelle neuer Wahrheiten ist. Die Wahrheit einer sachlichen Aussage, die die Pramisse eines Arguments darstellt, kann mithilfe der Logik nicht belegt werden. Logik kann lediglich offenbaren, was aus den Aussagen, die bereits vorliegen, folgt bzw. in gewissem Sinn bereits in ihnen enthalten ist. Im Gegensatz zu dieser Einschrankung steht die groBe Bedeutung der Logik, im Besonderen ihr „wahrheitserhaltender" Charakter. Konnen wir sicher sein, dass unsere Pramissen wahr sind, so konnen wir sicher sein, dass alles, was wir daraus logisch ableiten, ebenso wahr ist.

4.3 Konnen wissenschaftliche Gesetze aus Tatsachen abgeleitet werden? Nach dieser Diskussion der Natur der Logik kann leicht gezeigt werden, dass wissenschaftliche Erkenntnis nicht aus Tatsachen abgeleitet werden kann, wenn „abgeleitet" als „logisch geschlossen" interpretiert wird. Es gentigen einige einfache Beispiele wissenschaftlicher Erkenntnis, um diesen Punkt zu illustrieren. Wir wollen einige einfache wissenschaftliche Gesetze wie „Metall dehnt sich aus, wenn es erhitzt wird" oder „Saure lasst Lackmus rot werden" betrachten. Dies sind Beispiele, die Wissenschaftsphilosophen als allgemeine Aussagen bezeichnen. Sie beziehen sich auf alle Ereignisse einer bestimmten Art, alle Falle, in denen Metalle erhitzt wurden und alle Falle, in denen Lackmus in eine Saure eingetaucht wurde. Wissenschaftliche Erkenntnis bezieht sich immer auf solche allgemeinen Aussagen. Die Situation verandert sich jedoch drastisch, wenn es um Beobachtungsaussagen geht, die die Tatsachen fur die Evidenz allgemeiner wissenschaftlicher Gesetze liefern. Solche beobachtbare Tatsachen oder experimentelle Resultate sind spezifische Behauptungen uber bestimmte

38 Zustande, die eine zeitliche Dimension enthalten. Sie sind das, was Philosophen als sogenannte Einzelaussagen bezeichnen. Es sind Aussagen wie „Die Lange des Kupferstuckes vergroBerte sich, als es erhitzt wurde" oder „Das Lackmuspapier wurde rot, als es in einen Becher mit Hydrochloridsaure getaucht wurde". Nehmen wir an, wir hatten eine groBe Menge solcher Tatsachen als Basis zur Verfugung, auf deren Grundlage wir hoffen, zu wissenschaftlicher Erkenntnis zu gelangen. Welche Arten von Argumenten konnen wir aus solchen Tatsachen - als Pramissen - ableiten, um die angestrebten wissenschaftlichen Gesetze zu erhalten? Im Falle unseres Beispiels zur Ausdehnung von Metallen kann das Argument folgendermaBen schematisiert werden: Pramissen: 1. Metall Xi dehnte sich aus, als es zum Zeitpunkt ti erhitzt wurde. 2. Metall X2 dehnte sich aus, als es zum Zeitpunkt t2 erhitzt wurde. 3. Metall X3 dehnte sich aus, als es zum Zeitpunkt t^ erhitzt wurde. Konklusion: Alle Metalle dehnen sich aus, wenn sie erhitzt werden. Das ist jedoch kein logisch valides Argument. Es trifft nicht zu, dass dann, wenn die Aussagen, die die Pramissen darstellen, wahr sind, auch die Konklusion wahr sein muss. Unabhangig davon, wie viele Beobachtungen sich ausdehnender Metalle wir vorliegen haben, wie groB auch immer also das A^ in unserem Beispiel sein mag, es gibt keine logische Garantie, dass es nicht bestimmte Metalle gibt, die sich unter bestimmten Bedingungen zusammenziehen, wenn sie erhitzt werden. Es besteht kein Widerspruch, wenn sowohl gesagt wird, dass alle uns bekannten Beispiele, in denen Metalle erhitzt wurden, zu einer Ausdehnung fiihrten als auch, dass die Aussage „Alle Metalle dehnen sich aus, wenn sie erhitzt werden" falsch ist. Dieser Punkt kann mit einem etwas grausamen Beispiel veranschaulicht werden, das Bertrand Russell zugeschrieben wird. Es bezieht sich auf einen Truthahn, der an seinem ersten Morgen auf der Truthahnfarm feststellte, dass er um neun Uhr morgens gefiittert wurde. Nachdem sich diese Erfahrung wahrend mehrerer Wochen wiederholt hatte, fuhlte sich der Truthahn sicher, den Schluss zu ziehen „Ich werde jeden Morgen um neun Uhr gefuttert". Leider stellt sich dieser Schluss auf eindeutige Art und Weise als falsch heraus, als der Truthahn an Weihnachten statt gefuttert zu werden, den Hals durchgeschnitten bekam. Das Argument des Truthahns fuhrte ihn von einer Reihe richtiger Beobachtungen zu einem falschen Schluss, was die Ungiiltigkeit des Arguments aus der Sichtweise der Logik deutlich macht. Argumente, wie sie am Beispiel der Ausdehnung von Metall veranschaulicht wurden, die auf einer endlichen Anzahl von Beobachtungen beruhend zu allgemeinen SchlUssen ftihren, werden, in Abgrenzung zu logischen, deduktiven Argumenten, induktive Argumente genannt. Ein Charakteristikum induktiver Argumente, das sie von deduktiven Argumenten unterscheidet, liegt darin, dass sie Uber

39 das hinausgehen, was in den Pramissen enthalten ist, indem sie von Aussagen iiber einige Ereignisse zu Aussagen iiber alle Ereignisse ubergehen. Allgemeine wissenschaftliche Gesetze gehen immer iiber die endliche Menge der vorhandenen, sie unterstiitzenden Beobachtungen hinaus und konnen daher niemals in dem Sinn bewiesen werden, dass sie sich logisch aus dem Evidenten ableiten lassen.

4.4 Was konstituiert ein gutes induktives Argument? Wir haben gesehen, dass dann, wenn wissenschaftliche Erkenntnis als etwas angesehen wird, das aus Tatsachen gewonnen wird, dieses „gewonnen" eher in induktivem als in deduktivem Sinne verstanden werden muss. Aber was ist das Charakteristische eines guten induktiven Arguments? Die Frage ist von fundamentaler Bedeutung, weil klar ist, dass nicht alle Generalisierungen beobachtbarer Tatsachen berechtigt sind. Manche werden wir als iiberhastet oder als auf ungeniigenden Belegen basierend betrachten, wie das zum Beispiel der Fall ware, wenn wir der Gesamtheit einer ethnischen Gruppe Merkmale zuschrieben, die auf der Basis einiger weniger unerfreulicher Begegnungen mit Nachbam gewonnen wurden. Unter welchen Umstanden genau ist es legitim, anzugeben, dass ein wissenschaftliches Gesetz aus einer endlichen Anzahl von Beobachtungen oder experimentellen Belegen „gewonnen" wurde? Ein erster Versuch, diese Frage zu beantworten, beinhaltet den Anspruch, dass folgende Bedingungen erfiillt sein miissen, um einen induktiven Schluss von beobachtbaren Tatsachen auf wissenschaftliche Gesetze zu rechtfertigen: 1. Verallgemeinerungen miissen auf einer groBen Anzahl von Beobachtungen beruhen. 2. Die Beobachtungen miissen unter einer groBen Vielfalt von Bedingungen wiederholt worden sein. 3.

Keine Beobachtungsaussage darf im Widerspruch zu dem entsprechenden allgemeinen Gesetz stehen.

Bedingung (1) wird als notwendig erachtet, weil es selbstverstandlich nicht gerechtfertigt ist, aufgrund lediglich einer einzigen Beobachtung, dass sich eine erhitzte Metallstange ausdehnt, die Schlussfolgerung zu ziehen, dass sich alle Metalle bei Erwarmung ausdehnen. Genauso wenig darf man den Schluss ziehen, dass alle Bayern Trunkenbolde seien, weil man einen von ihnen im Vollrausch gesehen hat. Es ist eine groBe Anzahl von unabhangigen Beobachtungen notwendig, bevor diese beiden Verallgemeinerungen gerechtfertigt sind. Der Induktivismus weist nachdriicklich darauf hin, dass wir keine voreiligen Schliisse ziehen diirfen. Eine Moglichkeit, die Anzahl der Beobachtungen bei den angefiihrten Beispielen zu erhohen, besteht darin, einen einzigen Metallstab wiederholt zu erhitzen oder immer wieder einen bestimmten Bayern zu beobachten, der Abend fur Abend, oder vielleicht sogar jeden Morgen, betrunken ist. Eine Anzahl so erwor-

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bener Beobachtungsaussagen wiirde jedoch zweifellos eine sehr unbefriedigende Gmndlage fur die jeweilige Verallgemeinemng darstellen. Deshalb ist Bedingung (2) notwendig. Die Aussage „Alle Metalle dehnen sich aus, wenn sie erhitzt werden" stellt nur dann eine berechtigte Verallgemeinemng dar, wenn die ihr zugrundeliegenden Beobachtungen unter einer Vielzahl von Bedingungen stattgefunden haben. Verschiedene Arten von Metallen mtissen erhitzt worden sein. Lange Eisenstangen, kurze Eisenstangen, Silberstabe, Kupferstabe etc. sollten sowohl unter hohem Druck, unter sehr hohen und unter weniger hohen Temperaturen erhitzt worden sein usw. Wenn sich unter samtlichen Bedingungen alle erhitzten Metallteile ausgedehnt haben, dann, und nur dann, ist es gerechtfertigt, aus der Menge der Beobachtungsaussagen ein allgemeines Gesetz abzuleiten. Wenn nun ein bestimmtes Metallsttick beobachtet wird, das sich bei Erwarmung nicht ausdehnt, so ist es offensichtlich, dass die Verallgemeinerung nicht gerechtfertigt ist. Bedingung (3) ist unentbehrlich. Das oben Dargestellte kann in dem folgenden Prinzip der Induktion zusammengefasst werden: Wenn eine groBe Anzahl von A unter einer groBen Vielfalt von Bedingungen beobachtet wird, und wenn alle diese beobachteten A ohne Ausnahme die Eigenschaft B besitzen, dann besitzen alle A die Eigenschaft B. Es gibt einige emstzunehmende Probleme mit dieser Charakterisierung der Induktion. Betrachten wir die erste Bedingung, die Forderung nach einer groBen Anzahl von Beobachtungen. Eine Schwierigkeit stellt die Unklarheit des Begriffs „groB" dar. Werden hundert, tausend oder mehr Beobachtungen gefordert? Soil hier eine groBere Prazision erreicht werden, indem eine Zahl eingesetzt wird, lage in der Wahl einer bestimmten Menge sicher eine nicht unerhebliche Willkur. Das ist aber nicht das einzige Problem. Es gibt eine Reihe von Beispielen, in denen die Forderung nach eine groBen Menge von Fallen unangemessen erscheint. Um dies zu veranschaulichen, wollen wir die starke offentliche Reaktion gegen die atomare Kriegsfuhrung in Erinnerung rufen, die auf den ersten Abwurf einer Atombombe iiber Hiroshima gegen Ende des Zweiten Weltkrieges erfolgte. Diese Reaktion beruhte auf der Einsicht, dass Atombomben in unglaublicher Weise Tod und Zerstorung sowie grenzenloses menschliches Leid verursachen. Und doch basierte diese allgemein getragene Uberzeugung auf lediglich einer dramatischen Beobachtung. So wiirde auch nur ein extrem starrkopfiger Induktivist seine Hand viele Male ins Feuer halten, bevor er zu dem Schluss kommt, dass Feuer brennt. Betrachten wir ein weniger ausgefallenes Beispiel, das sich auf die wissenschaftliche Praxis bezieht. Angenommen, ich mochte die Ergebnisse einer Replikation eines Experiments, uber das vor kurzem in einigen wissenschaftlichen Zeitschriften berichtet wurde, publizieren lassen, mit Sicherheit wird der Herausgeber der betreffenden Zeitschrift meinen Artikel nicht annehmen und dies damit erklaren, dass das Experiment bereits durchgefiihrt wurde. Man sieht, Bedingung 1 steckt voller Probleme.

41 Auch Bedingung 2 weist gravierende Probleme auf. Sie beziehen sich auf die Frage, was als eine groBe Vielfalt von Bedingungen gelten kann. Was ware eine groBe Vielfalt von Bedingungen, unter denen die Ausdehnung von Metall durch Erhitzung untersucht werden soil? Muss die Art des Metalls, der Luftdruck und die Tageszeit variiert werden? Bei der ersten, moglicherweise auch bei der zweiten Bedingung lautet die Antwort,ja", bei der dritten jedoch „nein". Was ist der Grund dieser Antwort? Die Frage ist wichtig, soil die Liste von moglichen Variationen nicht unendlich erweitert werden, indem weitere Bedingungsvariationen, wie die LaborgroBe und die Farbe der Socken des Experimentators, hinzugefugt werden. Wenn solche „uberflussigen" Variationen nicht eliminiert werden konnen, sind die Bedingungen, unter denen ein Induktionsschluss akzeptiert werden kann, nie erflillt. Doch warum werden bestimmte Variationen als iiberfltissig angesehen? Die Antwort ist einfach: Wir berixcksichtigen unser vorhandenes Wissen uber die Situation, um zwischen den Faktoren zu unterscheiden, die das untersuchte System beeinflussen und denen, die dies nicht konnen. Es ist unser Wissen tiber Metalle und die Moglichkeiten auf sie einzuwirken, das uns zu der Erwartung fiihrt, dass ihr physikalisches „Verhalten" von der Art des Metalls und dem Luftdruck abhangt, aber nicht von der Tageszeit oder der Farbe der Socken des Experimentators. Wir nehmen unser momentanes Wissen zur Hilfe, um zu beurteilen, was eine relevante Bedingung ist, die variiert werden muss, um die Generalisierbarkeit eines untersuchten Effekts zu erforschen. Diese Reaktion auf die dargestellte Problematik ist sicher richtig. Sie stellt jedoch fur den Anspruch, dass wissenschaftliche Erkenntnis induktiv aus Tatsachen gewonnen werden soil, eine Schwierigkeit dar. Diese ergibt sich, wenn wir die Frage stellen, wie man auf dieses Wissen zuriickgreifen kann, wenn die Beurteilung der Relevanz bestimmter Bedingungen fur ein untersuchtes Phanomen (wie die Ausdehnung von Metall) selbst gerechtfertigt werden soil. Wenn wir fordem, dass Wissen durch Induktion gewonnen werden soil, taucht unser Problem wieder auf, weil die weiteren induktiven Argumente selbst einer Spezifikation der relevanten Bedingungen bediirfen und so weiter. Jedes induktive Argument enthalt einen Bezug auf vorhergehendes Wissen, das ein induktives Argument benotigt, um es zu belegen, was einen Bezug auf vorhergehendes Wissen enthalt, und so geht das in einer nie endenden Argumentationskette weiter. Die Forderung, dass alles Wissen durch Induktion belegt sein muss, wird zu einer Forderung, die nicht erfullt werden kann. Auch Bedingung 3 ist problematisch, weil kaum eine Form wissenschaftlicher Erkenntnis der Forderung gerecht wird, dass es keine Ausnahmen geben darf Dieser Aspekt wird ausftihrlich in Kapitel 7 diskutiert.

4.5 Weitere Probleme des induktiven SchlieBens Wir wollen die Position, nach der wissenschaftliche Erkenntnis mittels einer Art induktiven SchlieBens aus beobachtbaren Tatsachen gewonnen werden soil, Induktivismus nennen, und diejenigen, die sich dieser Sichtweise verschrieben haben, Induktivisten. Es wurde bereits auf ein schwerwiegendes Problem hingewie-

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sen, namlich, dass mit dieser Sichtweise das Problem einhergeht, dass genau festgestellt werden muss, unter welchen Bedingungen eine Generalisierung einen befriedigenden induktiven Schluss darstellt. Es ist also nicht klar, worauf Induktion hinauslauft. Aber es gibt weitere Probleme mit der induktivistischen Position. Wenn wir die gegenwartigen wissenschaftlichen Erkenntnisse fiir bare Mtinze nehmen, so muss zugestanden werden, dass sich ein groBer Teil dieser Erkenntnisse auf Nicht-Beobachtbares bezieht. Sie hat zu tun mit solchen Dingen wie Protonen und Elektronen, Genen und DNA-Molekiilen und so weiter. Wie kann ein solches Wissen mit der induktivistischen Position vereinbart werden? Insofern als induktives Denken eine Art von Generalisierung beobachtbarer Tatsachen beinhaltet, scheint es so, als ware ein solches Denken nicht geeignet, um Wissen uber das Nicht-Beobachtbare hervorzubringen. Jede Art der Generalisierung von Tatsachen der beobachtbaren Welt kann nicht mehr hervorbringen als Generalisierungen uber die beobachtbare Welt. Konsequenterweise kann wissenschaftliche Erkenntnis iiber die nicht beobachtbare Welt nie durch die Art induktiven Denkens etabliert werden, die wir diskutiert haben. Das bringt den Induktivisten in die unangenehme Position, vieles in der gegenwartigen Wissenschaft zuriickzuweisen, weil sie weit iiber das hinausgeht, was durch induktives Generalisieren des unmittelbar Beobachtbaren gerechtfertigt werden kann. Ein weiteres Problem entsteht durch die Tatsache, dass viele wissenschaftliche Gesetze in exakter, mathematischer Form formuliert sind. Das Gravitationsgesetz, das besagt, dass die Kraft zwischen zwei Massen proportional zum Produkt dieser Massen, geteilt durch das Quadrat der zwischen ihnen liegenden Distanz ist, stellt ein einfaches Beispiel dar. Im Vergleich zur Exaktheit solcher Gesetze sind die Messungen, welche die beobachtbaren Beweise fur sie darstellen, wenig exakt. Es wird anerkannt, dass alle Beobachtungen in gewissem Umfang fehlerbehaftet sind, was sich in der Praxis von Wissenschaftlem dadurch ausdriickt, dass diese das Resultat einer bestimmten Messung in der Form x±dx niederschreiben, wobei dx den geschatzten Umfang des Messfehlers darstellt. Wenn wissenschaftliche Gesetze induktive Generalisierungen beobachtbarer Tatsachen sind, steht man vor dem Problem, dass fehlerbehaftete Messungen die Pramissen induktiver Argumente darstellen. Ebenso problematisch ist die Frage, wie auf der Basis wenig exakter Beweise jemals exakte Gesetze induktiv gerechtfertigt werden konnen. Ein drittes Problem des Induktivisten ist eine alte „philosophische Kamelle", die das Induktionsproblem genannt wird. Das Problem entsteht fiir jeden, der sich der Sichtweise verschreibt, wissenschaftliche Erkenntnis musse in alien Aspekten entweder durch einen Bezug zur (deduktiven) Logik gerechtfertigt sein oder dadurch, dass sie aus Tatsachen gewonnen ist. David Hume war ein Philosoph des 18. Jahrhunderts, der diese Sichtweise vertrat, und er war es auch, der das Problem, das nun dargestellt werden soil, klar benannte. Das Problem entsteht, wenn die Frage aufgeworfen wird, wie die Induktion selbst gerechtfertigt werden kann. Wie kann das Induktionsprinzip belegt werden? Fiir die, die sich mit dieser Frage beschaftigen, gibt es nur zwei Moglichkeiten, eine Rechtfertigung unter Bezugnahme auf die Logik oder eine Rechtfertigung unter Bezugnahme auf die Erfahrung. Wir haben bereits gesehen, dass die erste Moglichkeit nicht gegeben ist. Es bleibt die zweite Moglichkeit, der Versuch,

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Induktion unter Bezugnahme auf Erfahrung zu rechtfertigen. Wie kann eine solche Rechtfertigung aussehen? Vermutlich in etwa folgendermaBen: Es kann festgestellt werden, dass Induktion in einer Vielzahl von Fallen fUnktioniert hat. Zum Beispiel wurden die Gesetze der Optik, gewonnen durch Induktion aus Ergebnissen von Laborexperimenten, oft eingesetzt, um optische Instrumente zu entwickeln, die zufriedenstellend arbeiteten. Ebenso werden die Gesetze der Planetenbewegungen, induktiv aus der Beobachtung der Positionen von Planeten geschlossen, erfolgreich eingesetzt, um Sonnenfmsternisse und Konjunktionen vorherzusagen. Die Liste konnte in groBem Umfang durch erfolgreiche Vorhersagen und Erklarungen erweitert werden, von denen wir annehmen, dass sie auf induktiv gewonnenen wissenschaftlichen Gesetzen und Theorien basieren. Daher, so wird argumentiert, rechtfertigt sich Induktion durch die Erfahrung. Dies kann nicht akzeptiert werden, was deutlich wird, wenn das Argument in folgender Weise schematisch dargestellt wird: Das Induktionsprinzip war erfolgreich bei der Gelegenheitxy. Das Induktionsprinzip war erfolgreich bei der Gelegenheit X2 etc. Das Induktionsprinzip ist immer erfolgreich. Hier wird eine allgemeine Aussage zur Gultigkeit des Induktionsprinzips aus einer Reihe von Einzelbeispielen seiner Anwendung geschlossen. Das Argument ist daher selbst induktiv. Konsequenterweise beinhaltet der Versuch, Induktion unter Bezugnahme auf die Erfahrung zu rechtfertigen, das, was man versucht zu beweisen. Diese Rechtfertigung der Induktion beinhaltet einen Rtickgriff auf die Induktion und ist daher vollig unbefriedigend. Ein Versuch, das Induktionsproblem zu vermeiden, besteht darin, die Forderung, dass wissenschaftliche Erkenntnis erwiesenerweise wahr sein muss, abzuschwachen und sich damit zu begniigen, dass gezeigt werden kann, dass wissenschaftliche Aussagen im Lichte von Beweisen wahrscheinlich wahr sind. So rechtfertigt die enorme Menge von Beobachtungen, die die Aussage stutzen, dass Materialien, die tiber eine hohere Dichte verftigen als Luft, zur Erde fallen, die Annahme, dass die Aussage wahrscheinlich wahr ist, obwohl es nicht moglich ist, die Wahrheit der Aussage zu beweisen. Entsprechend dieses Vorschlags kann das Induktionsprinzip folgendermaBen umformuliert werden: Wenn eine groBe Anzahl von A unter einer groBen Vielfalt von Bedingungen beobachtet wird, und wenn alle diese beobachteten A ohne Ausnahme die Eigenschaft B besitzen, dann besitzen wahrscheinlich alle A die Eigenschaft B. Diese Umformulierung umgeht allerdings auch nicht das Induktionsproblem. Das umformulierte Prinzip bleibt ein allgemeiner Satz. Es macht auf der Basis einer endlichen Zahl von Erfolgen die Aussage, dass alle Anwendungen dieses Prinzips zu allgemeinen Satzen ftihren, die wahrscheinlich wahr sind. In der Konsequenz beinhalten, wie bei der urspriinglichen Form des Prinzips, auch Versuche, die

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probabilistische Version des Induktionsprinzips durch Riickgriff auf die Erfahrung zu rechtfertigen, eine Bezugnahme auf genau die induktiven Argumente, die eigentlich gerechtfertigt werden sollen. Es gibt ein weiteres gmndsatzliches Problem mit der probabilistischen Variante des Induktionsprinzips. Dieses Problem entsteht, wenn prazisiert werden soil, wie wahrscheinlich ein Gesetz oder eine Theorie angesichts der vorliegenden Belege ist. Intuitiv scheint es plausibel anzunehmen, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein allgemeines Gesetz wahr ist, in dem Umfang steigt, indem es durch Beobachtungen gesttitzt wird. Die Intuition halt einer genaueren Betrachtung jedoch nicht stand. Legt man die Wahrscheinlichkeitstheorie zugrunde, ist es ausgesprochen schwer, nicht zu dem Schluss zu kommen, dass die Wahrscheinlichkeit jedes allgemeinen Gesetzes, unabhangig von beobachtbaren Belegen, gleich Null ist. In einfachen Worten bedeutet dies, dass beobachtbare Belege aus einer endlichen Anzahl von Beobachtungsaussagen bestehen, wahrend allgemeine Gesetze Aussagen uber eine unbegrenzte Anzahl moglicher Falle sind. Damit ist die Wahrscheinlichkeit eines Gesetzes, eine endliche Zahl dividiert durch eine unendliche, was immer den Wert Null ergibt, unabhangig davon, um welchen Faktor die Zahl der Belege erhoht wird. Anders ausgedriickt: Genauso wie es eine unendliche Menge von Kurven gibt, die durch eine endliche Anzahl von Punkten gezogen werden konnen, gibt es immer eine unendliche Menge von allgemeinen Aussagen, die mit einer endlichen Anzahl von Beobachtungsaussagen vereinbar sind bzw. eine unbegrenzte Menge von Hypothesen, die mit eine begrenzten Menge von Belegen kompatibel sind. In der Konsequenz ist jede ihrer Wahrscheinlichkeiten, wahr zu sein, gleich Null. In Kapitel 12 werden wir eine Moglichkeit diskutieren, diesem Problem zu begegnen. In diesem und dem vorhergehenden Abschnitt wurden zwei Probleme der Auffassung, wissenschaftliche Erkenntnis werde durch induktives SchlieBen aus Tatsachen gewonnen, deutlich gemacht. Das erste betraf die Frage der Spezifikation der Angemessenheit von induktiven Argumenten. Das zweite bezog sich auf die Zirkularitat der Versuche, Induktion im Allgemeinen zu rechtfertigen. Ich halte das zuerst Genannte fur schwerwiegender. Der Grund, warum ich das Induktionsproblem flir nicht so problematisch halte, liegt darin, dass jeder Versuch, Wissenschaft zu rechtfertigen, mit ahnlichen Problemen behaftet ist. Es treten immer Schwierigkeiten auf, wenn rationale Rechtfertigungen fur Prinzipien gesucht werden, weil wir kein rationales Argument flir ein rationales Argument heranziehen konnen, ohne das vorauszusetzen, was wir begriinden wollen. Genauso wenig kann etwas begriindet werden, ohne dass neue Fragen aufgeworfen werden. Dennoch, das, was ein deduktives Argument charakterisiert, kann sehr genau festgestellt werden, wahrend das, was ein gutes induktives Argument ausmacht, in keiner Weise deutlich wird. 4.6 Der Reiz des Induktivismus Mit hoher Pragnanz wird die in den ersten Kapiteln diskutierte induktivistische Sichtweise von Wissenschaft, die wissenschaftliche Erkenntnis als etwas begreift, was durch induktives SchlieBen aus Tatsachen gewonnen wird, in der folgenden.

45 von einem Wirtschaftswissenschaftler des 20. Jahrhunderts geschriebenen Passage, ausgedriickt: Wenn wir uns hier vorzustellen versuchen, wie ein Verstand von libermenschlicher Kraft und Reichweite, der jedoch in Bezug auf die logischen Gedankengange ganz normal ware,... die wissenschaftliche Methode betreiben wtirde, so wtirde dieser Prozess folgendermaBen aussehen: Zunachst wtirde er samtliche Tatsachen ohne Auslese und A priori-Vermutung uber ihre relative Bedeutung beobachten und aufzeichnen. Zweitens wtirde er die beobachteten und aufgezeichneten Tatsachen analysieren, vergleichen und klassifizieren, ohne auf andere Hypothesen oder Postulate zurtickzugreifen, als er sie notwendigerweise fur logisches Denken braucht. Drittens wtirde er aus dieser Analyse der Tatsachen induktiv Verallgemeinerungen beztiglich der klassifikatorischen und kausalen Beziehungen zwischen ihnen gewinnen. Viertens wtirde er in seiner weiteren Forschung sowohl deduktiv als auch induktiv vorgehen, wobei er Schltisse aus zuvor aufgestellten Verallgemeinerungen verwenden wtirde. (Wolfe, zitiert nach Hempel, 1974, S. 21, Hervorhebungen im Orig.) Wir haben gesehen, dass die Idee, die Sammlung von Tatsachen konne und solle vor dem Erwerb und der Akzeptanz von jeglichem Wissen stattfinden, fi^agwtirdig ist. Dies anzunehmen bedeutet, dass meine Beobachtungen der Flora im australischen Busch einen hoheren Wert hatten, als die eines getibten Beobachters, weil ich wenig uber Botanik weiB. Wir wollen diesen Aspekt der Charakterisierung von Wissenschaft durch unseren Wirtschaftswissenschaftler zurtickweisen. Was bleibt, ist ein Konzept mit besonderer Anziehung. Es ist in Abbildung 2 zusammengefasst. Gesetze und Theorien, die wissenschaftliche Erkenntnis konstituieren, werden per Induktion aus einer sachlichen Basis gewonnen, die die Beobachtung und das Experiment liefern. Ist solch generelles Wissen verfugbar, kann es herangezogen werden, um Vorhersagen zu machen und Erklarungen zu bieten. Betrachten wir folgende Schlussfolgerung:

1. Reines Wasser gefriert bei 0 Grad Celsius (nach einer gewissen Zeit). 2.

Der Ktihler meines Autos enthalt nahezu reines Wasser.

3.

Wenn die Temperatur unter 0 Grad Celsius sinkt, dann gefi-iert das Wasser in dem Ktihler meines Autos (nach einer gewissen Zeit).

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Gesetze und Theorien

Erkldrung und Vorhersage

Beobachtungsaussagen

Abbildung 2

Dies ist ein Beispiel flir eine logisch giiltige Schlussfolgerung, mit der man Vorhersage (3) aus der wissenschaftlichen Erkenntnis, die in der Voraussetzung (1) enthalten ist, ableiten kann. Wenn (1) und (2) wahr sind, dann muss auch (3) wahr sein. Jedoch kann die Wahrheit von (1), (2) oder (3) nicht durch diese oder irgendeine andere Deduktion begriindet werden. Fiir einen Induktivisten ist die Quelle der Wahrheit nicht die Logik, sondem die Erfahrung. Aus dieser Sicht wurde (1) aus der unmittelbaren Beobachtung gefrierenden Wassers ermittelt. Wenn erst einmal (1) und (2) durch Beobachtung und Induktion bestatigt worden sind, dann kann Vorhersage (3) aus ihnen deduziert werden. Weniger triviale Beispiele sind natiirlich komplizierter. Die Rolle jedoch, die der Beobachtung, der Induktion und der Deduktion zukommt, bleibt im Wesentlichen die Gleiche. Als letztes Beispiel soil dargestellt werden, wie die Naturwissenschaft das Phanomen des Regenbogens vom induktivistischen Standpunkt aus erklaren kann. Die einfache Voraussetzung (1) des vorangegangenen Beispiels wird hier durch eine Anzahl von Gesetzen ersetzt, die die Eigenschaften des Lichts beschreiben, namentlich die Reflexions- und Brechungsgesetze des Lichtes sowie Aussagen zur Abhangigkeit der Farbe vom Grad der Brechung. Diese allgemeinen Naturgesetze lassen sich mittels Induktion aus der Erfahrung ableiten. Es wird eine groBe Anzahl von Laborexperimenten durchgefiihrt, in denen Lichtstrahlen von Spiegeln und Wasseroberflachen reflektiert werden. Gemessen werden die Einfalls- und Brechungswinkel der Lichtstrahlen beim Obergang von Luft in Wasser, von Wasser in Luft usw. Diese Experimente werden unter einer groBen Viel-

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fait von Bedingungen wiederholt, bis die Bedingungen, die notwendig sind, um die induktive Verallgemeinerung der optischen Gesetze zu rechtfertigen, erflillt sind. Die Voraussetzung (2) des vorhergegangenen Beispiels wird ebenfalls durch ein komplexeres Aufgebot von Aussagen ersetzt. Dies beinhaltet Aussagen uber die Auswirkung der Tatsache, dass die Sonne in Relation zu einem Beobachter auf der Erde eine bestimmte Position einnimmt und dass die Regentropfen aus einer Wolke stammen, die sich ebenfalls in Bezug auf den Beobachter in einem bestimmten Gebiet befindet. Eine Anzahl derartiger Aussagen, die Einzelheiten des jeweiligen Forschungsgegenstandes beschreiben, werden im Folgenden als Anfangsbedingungen^ bezeichnet. Beschreibungen von experimentellen Versuchsanordnungen sind typische Beispiele fiir Anfangsbedingungen. Kennt man die Gesetze der Optik und die entsprechenden Anfangsbedingungen, dann ist es moglich, deduktiv eine Erklarung fur die Entstehung eines fiir einen Beobachter sichtbaren Regenbogens abzuleiten. Diese Deduktionen sind nicht mehr so einfach nachvollziehbar wie in den vorherigen Beispielen. Sie verwenden sowohl mathematische als auch verbale Ableitungen. Die Argumentationskette ist in etwa die Folgende: Wenn wir davon ausgehen, dass ein Regentropfen annahemd kugelformig ist, dann wird der Weg eines Lichtstrahls ungefahr so verlaufen, wie in Abbildung 3 dargestellt.

zum Beobachter

Abbildung 3

^ Bei Popper als „Randbedingungen" bezeichnet (vgl. Popper, 1982, S. 31-33), auch „Ausgangsbedingungen"; besser ware vielleicht „individuelle Bedingungen" oder „individuelle Gegebenheitem" (vgl. Seiffert, 1983, S. 170). (Anm. d. Hrsg.)

48 Wenn ein weiBer Lichtstrahl bei a auf einen Regentropfen trifft, dann wird sich der rote Anteil entsprechend dem Brechungsgesetz entlang ab fortbewegen und der blaue Anteil entlang ab\ Entsprechend den Reflexionsgesetzen muss ab entlang be und ab' entlang b'c' reflektiert werden. Die Brechung bei c und c' wird wieder durch das Brechungsgesetz bestimmt, sodass ein Beobachter, der den Regentropfen sieht, die roten und blauen Bestandteile des weiBen Lichtes getrennt wahmimmt (und ebenso alle anderen Farben des Spektrums). Die gleiche Differenzierung der Farben kann unser Beobachter bei jedem Regentropfen sehen, der sich in einer Region des Himmels befindet, in der die Verbindungslinie zwischen Regentropfen und Sonne und die Linie, die der Regentropfen mit dem Beobachter bildet, einen Winkel D beschreibt. Geometrische Uberlegungen fuhren dann zu dem Ergebnis, dass fur einen Beobachter ein farbiger Regenbogen nur dann sichtbar sein kann, wenn die Regenwolke eine ausreichend groBe Ausdehnung hat. Die Erklarung fiir den Regenbogen wurde hier lediglich skizziert. Dies soil jedoch ausreichen, um die allgemeine Form des ihr zugrundeliegenden Gedankenganges zu veranschaulichen. Vorausgesetzt, die Gesetze der Optik sind wahr (und fiir den „naiven" Induktivisten konnen diese aus der Beobachtung durch Induktion nachgewiesen werden), und unter der Voraussetzung, dass die Anfangsbedingungen genau beschrieben wurden, dann folgt daraus notwendigerweise die Erklarung vom Phanomen des Regenbogens. Somit lasst sich die allgemeine Form wissenschaftlicher Erklarung und Vorhersage folgendermaBen zusammenfassen: 1. Gesetze und Theorien 2. Anfangsbedingungen 3. Vorhersagen und Erklarungen Dies ist der Schritt, der auf der rechten Seite von Abbildung 2 dargestellt wurde. Die grundsatzliche induktivistische Herangehensweise hat eine unmittelbare Anziehungskraft. Sie liegt darin, dass sie auf formale Weise das zusammenfasst, was der allgemeinen Meinung uber die spezifischen Charakteristika wissenschaftlicher Erkenntnis wie Objektivitat, Zuverlassigkeit und Nutzlichkeit entspricht. Der induktivistische Beitrag zur Frage der Nutzlichkeit von Wissenschaft, m Bezug auf die Erleichterung von Vorhersage und Erklarung, wurde in diesem Abschnitt bereits diskutiert. Die Objektivitat von Wissenschaft, so wie sie von Induktivisten gesehen wird, kann aus dem Umfang abgeleitet werden, in dem Beobachtung, Induktion und Deduktion selbst als objektiv angesehen werden. Beobachtbare Tatsachen werden als etwas verstanden, das durch den vorurteilsfreien Gebrauch der Sinne bereitgestellt wird, was keinen Raum fur subjektive Meinungen lasst. Induktives und deduktives SchlieBen sind in dem Umfang angemessen, in dem sie offentlich formulierten Kriterien der Angemessenheit entsprechen. Es bleibt also ebenfalls kein Raum fur personliche Meinungen. Ableitungen entsprechen entweder objektiven Standards oder sie tun dies nicht.

49 Die Zuverlassigkeit der Wissenschaft folgt aus den induktivistischen Ansprtichen an die Beobachtung, die Induktion und die Deduktion. Entsprechend dem „naiven" Induktivisten ergeben sich auf Tatsachen bemhende Beobachtungsaussagen, welche die Basis der Wissenschaft bilden, direkt und verlasslich durch den sorgfaltigen Gebrauch der Sinne. Im weiteren Verlauf wird diese Verlasslichkeit auf die Gesetze und Theorien ubertragen, die auf induktivem Weg aus diesen Tatsachen abgeleitet wurden. Voraussetzung ist, dass die Bedingungen adaquater induktiver Generalisierung erfiillt sind. Eine Garantie daftir bietet das Induktionsprinzip, von dem angenommen wird, dass es die Basis der Wissenschaft bildet. So attraktiv sie auch erscheinen mag, wir haben gesehen, dass die induktivistische Position im besten aller Falle einiger emstzunehmender Einschrankungen bedarf Im schlechtesten aller Falle ist sie vollig inadaquat. Wir haben gesehen, dass wissenschaftliche Tatsachen in keinster Weise einfach gegeben sind, sondem konstruiert werden mussen, dass sie in nicht vernachlassigbarer Weise von dem Wissen abhangen, das sie voraussetzen (eine Komplikation, die das Schema in Abbildung 2 tibergeht), und dass sie verbessert und ersetzt werden konnen. Schwerer wiegt, dass wir nicht in der Lage waren, eine so prazise Spezifikation dessen vorzunehmen, was Induktion ist, dass wir in der Lage sind, eine gerechtfertigte Generalisierung von Tatsachen von einer unuberlegten oder iibereilten zu unterscheiden, eine gewaltige Aufgabe angesichts der Fahigkeit der Natur, uns zu Uberraschen, wie zum Beispiel durch die Entdeckung, dass suprafluide Stoffe aufwarts flieBen konnen. In Kapitel 12 werden wir einige jungere Versuche, den induktivistischen Beitrag zur Wissenschaft von seinen Schwierigkeiten zu befreien, diskutieren. Bis dort hin werden wir uns in den nachsten beiden Kapiteln einem Philosophen zuwenden, der versucht, die Probleme des Induktivismus zu umgehen, indem er eine Sichtweise von Wissenschaft entwickelt, die sich nicht auf Induktion bezieht.

Weiterfuhrende Literatur Die historische Quelle des Induktionsproblems ist Humes ,,Traktat uber die menschliche Natur'\\9QA, Teil 3). Eine andere klassische Diskussion des Problems liefert Russell (1981, Kap. 6). Eine sorgfaltige technische Untersuchung der Konsequenz von Humes Argumenten nimmt Stove (1973) vor. Poppers Behauptung, das Induktionsproblem gelost zu haben, findet sich in Popper (1984, Kap. 1). Gut verstandliche Beitrage zum induktiven Denken konnen bei Hempel (1974) und Salmon (1975) geftmden werden und etwas ausftihrlicher bei Glymour (1980). Eine Sammlung von Essays zur induktiven Logik, inklusive einer eigenen provokativen Ubersicht von Lakatos selbst, findet sich bei Lakatos (1968).

Der Falsifikationismus

5.1 Einleitung Karl Popper war der vehementeste Verfechter einer Alternative zum Induktivismus, die allgemein als Falsifikationismus bezeichnet wird. Popper studierte in den 1920er Jahren in Wien, einer Zeit, in der eine Gruppe den Logischen Positivismus formulierte, die als Wiener Kreis bekannt wurde. Einer der bedeutendsten Vertreter war Rudolph Camap, und die Auseinandersetzungen und Debatten zwischen seinen und Poppers Anhangem war bis in die 1960er Jahre zeijtraler Bestandteil der Wissenschaftsphilosophie. Popper selbst erzahlt die Geschichte, wie er seine Illusionen liber die Idee, Wissenschaft sei etwas Besonderes, weil sie auf Tatsachen basiere (je mehr desto besser), verlor. Er wurde misstrauisch, als er sah, wie Freudianer und Marxisten ihre Theorie stiitzten, indem sie eine groBe Spannbreite von Beispielen menschlichen Verhaltens bzw. historischen Wechsels in den Worten ihrer Theorie interpretierten und gleichzeitig behaupteten, dass ihre Theorien durch diese Beispiele bestatigt seien. Es schien Popper, als konnten sich diese Theorien niemals als falsch erweisen, weil sie gentigend flexibel waren, um mit jedem Beispiel menschlichen Verhaltens oder historischen Wechsels vereinbar zu sein. In der Konsequenz konnten diese Theorien, obwohl sie als aussagekraftig und durch eine Menge von Tatsachen belegt erschienen, nichts erklaren, weil sie nichts ausschlieBen konnten. Popper verglich dies mit einer bertihmt gewordenen Oberpriifung von Einsteins Relativitatstheorie, die Eddington 1919 vomahm. Einsteins Theorie impliziert, dass sich Lichtstrahlen kriimmen, wenn sie massive Objekte, wie die Sonne, in groBer Nahe passieren. Dennoch erscheint ein Stern, der hinter der Sonne liegt, an emer anderen Stelle als dies der Fall ware, wenn es diese Krummung nicht gebe. Eddington suchte nach dieser Verschiebung, indem er einen solchen Stem wahrend einer Sonnenfinstemis betrachtete. Es zeigte sich, dass die Verschiebung beobachtet werden konnte, und Einsteins Theorie wurde bestatigt. Popper merkte jedoch an, dass dies ebenso nicht hatte eintreten konnen. Indem eine spezifische uberprufbare Vorhersage vorgenommen wird, setzt sich die Allgemeine Relativitatstheorie einem Risiko aus. Sie schlieBt Beobachtungen aus, die nicht mit ihr in Einklang stehen. Popper zog den Schluss, dass genuine

52 wissenschaftliche Theorien dadurch, dass sie definitive Vorhersagen machen, in einer Art und Weise eine Reihe von beobachtbaren Tatbestanden ausschlieBen, wie dies nach seinem Dafurhalten bei den Theorien von Freud und Marx nicht der Fall ist. Er gelangte so zu seiner Schlusselidee, dass wissenschaftliche Theorien falsifizierbar sind. Falsifikationisten gestehen ohne weiteres ein, dass Beobachtung theoriegeleitet ist und Theorien voraussetzt. Sie haben keine Probleme damit, jede Art von Anspruch aufzugeben, der impliziert, dass sich Theorien im Lichte von beobachtbarer Evidenz als wahr oder wahrscheinlich wahr erweisen miissen. Theorien stellen spekulative und vorlaufige Vermutungen oder Annahmen dar, die der menschliche Intellekt in dem Versuch kreiert, Probleme vorausgehender Theorien zu tiberwinden und eine wissenschaftliche Erklarung zu einigen Aspekten der Welt bzw. des Universums zu leisten. Einmal vorgeschlagen, miissen diese spekulativen Theorien streng und rticksichtslos durch Beobachtung und Experiment Uberpriift werden. Theorien, die Beobachtungen und Experimenten nicht standhalten, miissen fallen gelassen werden und durch weitere spekulative Vermutungen ersetzt werden. Wissenschaft schreitet durch Versuch und Irrtum, Vermutung und Widerlegung voran. Nur die geeignetste Theorie iiberlebt. Obwohl nie gesagt werden kann, dass eine Theorie wahr ist, kann doch gesagt werden, sie sei die beste, die verfugbar ist bzw. dass sie besser als alle vorausgegangenen ist. Es ergeben sich fiir den Falsifikationismus keine Probleme, Induktion zu charakterisieren oder zu rechtfertigen, weil Wissenschaft entsprechend dieses Ansatzes keine Induktion beinhaltet. Die Inhalte dieser stark verkiirzten Zusammenfassung des Falsifikationismus soil in den nachsten beiden Kapiteln ausfiihrlicher dargelegt werden.

5.2 Ein logisches Argument zur Unterstutzung des Falsifikationismus Theorien konnen gemaB dem Falsifikationismus als falsch nachgewiesen werden, wenn entsprechende Beflmde aus Beobachtungen und Experimenten vorliegen. Es gibt ein einfaches und logisches Argument, das den Falsifikationismus in diesem Punkt zu unterstiitzen scheint. Bereits im vierten Kapitel haben wir gesehen, dass selbst dann, wenn wir davon ausgehen konnen, dass wahre Beobachtungsaussagen verfugbar sind, es allein auf dieser Grundlage dennoch niemals moglich ist, durch logische Deduktionen zu universellen Gesetzen zu gelangen. Andererseits ist es moglich, ausgehend von einzelnen Beobachtungsaussagen logische Deduktionen durchzufuhren, um so nachzuweisen, dass universelle Gesetze und Theorien falsch sind. Gehen wir zum Beispiel von der Aussage „Am Ort x zum Zeitpunkt t wurde ein Rabe beobachtet, der nicht schwarz war" aus, dann folgt daraus logischerweise, dass die Aussage „Alle Raben sind schwarz" falsch ist. Das bedeutet, dass der folgende Beweis eine logisch giiltige Deduktion darstellt: Voraussetzung:

Am Ort x zum Zeitpunkt t wurde ein Rabe beobachtet, der nicht schwarz war.

Schlussfolgerung: Nicht alle Raben sind schwarz.

53

1st die Voraussetzung zutreffend und wird die Schlussfolgemng verworfen, so ergibt sich ein Widerspruch. Zwei weitere Beispiele sollen diesen recht trivialen logischen Sachverhalt veranschaulichen: Wenn man in einem Experiment durch Beobachtung nachweisen kann, dass sich ein Gewicht von 10 kg und ein Gewicht von 1 kg im freien Fall mit annahernd gleicher Geschwindigkeit nach unten bewegen, dann kann hieraus die Schlussfolgemng gezogen werden, dass die Behauptung, Korper fallen mit einer Geschwindigkeit proportional zu ihrem Gewicht, falsch ist. Wenn zweifelsfrei nachgewiesen werden kann, dass ein Lichtstrahl, der dicht an der Sonne vorbeifuhrt, in einer gebogenen Linie abgelenkt wird, dann trifft es nicht zu, dass sich Licht notwendigerweise in gerader Linie fortpflanzt. Die Falschheit von allgemeinen Aussagen kann von entsprechenden Einzelaussagen abgeleitet werden. Dieser logische Sachverhalt ist der Grundsatz des Falsifikationismus.

5.3 Falsifizierbarkeit als Kriterium fur gute Theorien Der Falsifikationismus betrachtet Wissenschaft als eine Menge von Hypothesen, die versuchsweise vorgeschlagen werden, um das Verhalten bestimmter Aspekte der Welt oder des Universums zu beschreiben und zu erklaren. Jedoch gentigt es nicht, irgendeine Hypothese heranzuziehen. Es gibt eine grundlegende Bedingung, die jede Hypothese oder jedes System von Hypothesen erftillen muss, bevor sie den Status eines wissenschaftlichen Gesetzes oder einer Theorie erhalten kann. Eine Hypothese muss, soil sie einen Beitrag zur Wissenschaft leisten, falsifizierbar sein. Bevor wir fortfahren, muss geklart werden, wie der Terminus ,/alsifizierbar'' im Falsifikationismus verwendet wird. Nachfolgend einige Beispiele von einfachen Behauptungen, die im angesprochenen Sinne falsifizierbar sind: 1.

Mittwochs regnet es nie.

2.

Alle Stoffe dehnen sich bei Hitze aus.

3.

Schwere Gegenstande, wie etwa Ziegelsteine, fallen, wenn man sie nahe der Erdoberflache loslasst und sie auf kein Hindemis treffen, in gerader Linie nach unten.

4.

Wenn ein Lichtstrahl von einem ebenen Spiegel reflektiert wird, ist der Einfallswinkel gleich dem Ausfallswinkel.

Behauptung (1) ist falsifizierbar, well sie durch die Beobachtung falsifiziert werden kann, dass es an einem Mittwoch regnet. Behauptung (2) ist ebenfalls falsifizierbar. Sie kann durch die Beobachtungsaussage, dass sich irgendein Stoff x nicht ausgedehnt hat, als er zum Zeitpunkt t erhitzt wurde, falsifiziert werden. Um Aussage (2) zu falsifizieren, konnte man die Eigenschaft von Wasser nahe dem Gefrierpunkt betrachten. Aussagen (1) und (2) sind also beide falsifizierbar und falsch. Behauptungen (3) und (4) konnten, soweit wir wissen, wahr sein. Aber trotzdem sind sie falsifizierbar im besagten Sinne. Es ist logisch moglich, dass der

54 nachste Ziegelstein, der fallen gelassen wird, nach oben „fallt". Die Behauptung „Der Ziegelstein fallt aufwarts, wenn man ihn loslasst" beinhaltet keinen Widerspruch, obwohl es sein mag, dass eine solche Aussage noch niemals durch Beobachtung bestatigt wurde. Behauptung (4) ist falsifizierbar, weil es denkbar ware, dass ein Lichtstrahl, der in einem schragen Winkel auf einen Spiegel fallt, im rechten Winkel zum Spiegel reflektiert wird. Dies wird niemals eintreffen, wenn das Reflexionsgesetz wahr ist, aber wenn es eintreten wiirde, bedeutete dies keinen logischen Widerspruch. Behauptungen (3) und (4) sind falsifizierbar, auch wenn sie wahr sein mogen. Eine Hypothese ist falsifizierbar, wenn eine oder mehrere logisch mogliche Beobachtungsaussagen existieren, die mit der Hypothese unvereinbar sind. Wenn diese als wahr nachgewiesen werden, wurden sie die Hypothese falsifizieren. Im Folgenden einige Beispiele fur Aussagen, die diesen Anforderungen nicht gerecht werden und die durchgangig nicht falsifizierbar sind: 5.

Entweder es regnet oder es regnet nicht.

6.

Alle Punkte auf einem euklidischen Kreis befmden sich gleich weit vom Mittelpunkt entfemt.

7.

Bei Sportwetten kann Gluck im Spiel sein.

Keine logisch mogliche Beobachtungsaussage konnte Aussage (5) widerlegen. Sie ist wahr, wie das Wetter auch immer sein mag. Behauptung (6) ist notwendigerweise wahr, weil der euklidische Kreis so definiert ist. Sind die Punkte auf einem Kreis nicht gleich weit von einem Fixpunkt entfemt, dann handelt es sich schlichtweg nicht um einen euklidischen Kreis. Die Aussage „Alle Junggesellen sind unverheu-atet" ist aus demselben Grund nicht falsifizierbar. Behauptung (7) ist ein Zitat aus einem Horoskop einer Zeitung. Sie ist ein typisches Beispiel fur das Irrefuhrende an Behauptungen von Wahrsagem. Diese Behauptung ist nicht falsifizierbar. Es lauft darauf hinaus, dem Leser weiszumachen, dass, wenn er heute wettet, er gewinnen konnte. Dies bleibt wahr, ob er nun wettet oder nicht, und auch wenn er tatsachlich wettet, bleibt die Aussage wahr, gleichgultig, ob er dabei gewinnt oder verliert. Der Falsifikationismus fordert, dass wissenschaftliche Hypothesen in dem eben besprochenen Sinne falsifizierbar sein mussen. Denn nur durch das Ausscheiden einer Menge logisch moglicher Beobachtungsaussagen ist ein Gesetz oder eine Theorie aussagekraftig. Wenn eine Aussage nicht falsifizierbar ist, dann kann die Wirklichkeit alle moglichen Eigenschaften besitzen und sich wie auch immer verhalten, ohne mit der Aussage im Widerspruch zu stehen. Im Gegensatz zu den Aussagen (1), (2), (3) und (4) teilen uns die Aussagen (5), (6) und (7) nichts uber die Wirklichkeit mit. Ein wissenschaflliches Gesetz oder eine wissenschaftliche Theorie sollte uns idealerweise bestimmte Informationen daruber vermitteln, wie sich die Wirklichkeit tatsachlich verhalt, wobei (logisch) denkbare Moglichkeiten, wie sie sich verhalten konnte, es aber tatsachlich nicht tut, ausgeschlossen werden sollten. Das Gesetz „Alle Planeten bewegen sich auf elliptischen Bahnen um die Sonne" ist insofem wissenschaftlich, als es die Aussage macht, dass sich Planeten auf elliptischen Bahnen bewegen und quadratische oder ovale

55 Umlaufbahnen ausschlieBt. Gerade well das Gesetz definitive Aussagen uber die Umlaufbahnen von Planeten macht, besitzt es einen Informationsgehalt und ist falsifizierbar. Ein fluchtiger Blick auf einige Gesetze, die als typische Komponenten wissenschaftlicher Theorien betrachtet werden konnen, zeigt uns, dass sie das Kriterium der Falsifizierbarkeit erfiillen. Es ist leicht einzusehen, dass Gesetze wie „Gegensatzliche magnetische Pole ziehen einander an" oder „Wird zu einer Base Saure gegeben, so entstehen Salz und Wasser" falsifizierbar sind. Allerdings lehrt der Falsifikationismus, dass einige Theorien, nur oberflachlich betrachtet, den Anschein erwecken, die Eigenschaften guter wissenschaftlicher Theorien zu besitzen, tatsachlich jedoch nicht falsifizierbar sind und deswegen zuriickgewiesen werden sollten. Popper behauptete, dass zumindest einige Lesarten der marxistischen Geschichtstheorie, der Psychoanalyse von Freud und der Individualpsychologie von Adler an diesem Fehler kranken. Dieser Aspekt soil an der folgenden, etwas iiberzogenen Darstellung der adlerschen Psychologie verdeutlicht werden. Eine fiindamentale Lehre in Adlers Theorie ist die, dass die Motive menschlichen Handelns in Minderwertigkeitsgefuhlen zu suchen sind. In unserem Beispiel wird diese Sichtweise durch folgenden Vorfall belegt: Wahrend ein Mann am Ufer eines gefahrlichen Flusses steht, sttirzt ganz in der Nahe ein Kind ins Wasser. Der Mann springt nun entweder ins Wasser und versucht, das Kind zu retten, oder er tut es nicht. Springt der Mann ins Wasser, dann wird der Adlerianer eine Begriindung zur Hand haben, wie dies seine Theorie unterstutzt. Der Mann musste offensichtlich sein Gefuhl der Minderwertigkeit dadurch iiberwinden, dass er trotz der Gefahr den Mut dazu aufbringt, ins Wasser zu springen. Wenn der Mann nicht ins Wasser springt, kann der Adlerianer genauso gut den Anspruch erheben, dass dies ein Beleg fur seine Theorie ist: Der Mann hat seine Minderwertigkeitsgefiihle uberwunden, indem er demonstriert, dass er die Starke und Macht besitzt, gelassen am Ufer stehen zu bleiben, wahrend das Kind ertrinkt. Wenn diese Karikatur kennzeichnend fur die adlersche Theorie ist, dann ist diese Theorie nicht falsifizierbar. Sie ist mit jeder Art menschlichen Verhaltens vereinbar, und gerade deswegen sagt sie iiber menschliches Verhalten iiberhaupt nichts aus. Gewiss, bevor Adlers Theorie aus diesen Griinden zuriickgewiesen wird, ware es notwendig, statt eines Zerrbildes die naheren Einzelheiten der Theorie zu untersuchen. Aber es gibt eine Menge von soziologischen, psychologischen und theologischen Theorien, die den Verdacht aufkommen lassen, dass sie mit dem Anspruch, alles erklaren zu wollen, eben gar nichts erklaren. Die Existenz eines liebenden Gottes und das Eintreffen irgendeiner Katastrophe konnen in Einklang gebracht werden, wenn die Katastrophe so interpretiert wird, dass sie uns geschickt wird, um uns auf die Probe zu stellen oder uns zu bestrafen - was sich eben gerade in der entsprechenden Situation anbietet. Viele Beispiele aus dem Tierreich konnen als Beweise betrachtet werden, welche die Annahme „Der Korper eines Tieres erfullt optimal die jeweils an ihn gestellten Anforderungen" unterstutzen. Theoretiker, die in dieser Weise vorgehen, machen sich den Ausfliichten von Wahrsagern schuldig und werden von Falsifikationisten kritisiert. Wenn eine Theorie einen informativen Gehalt haben soil, dann muss sie die Moglichkeit bieten, falsifiziert zu werden.

56 5.4 Falsifizierbarkeit, Eindeutigkeit und Prazision Eine gute wissenschaftliche Theorie oder ein gutes wissenschaftliches Gesetz sind allein deswegen falsifizierbar, well sie definitive Aussagen uber die Wirklichkeit machen. Fiir den Falsifikationisten bedeutet dies gleichzeitig, dass eine Theorie mit zunehmender Falsifizierbarkeit auch im weitesten Sinne besser wird. Je umfassender die Ansprtiche einer Theorie sind, desto groBer ist die Zahl moglicher Gelegenheiten, um nachzuweisen, dass sich die Welt in Wirklichkeit nicht so verhalt, wie es die Theorie besagt. Eine sehr gute Theorie ist eine Theorie, die umfassende Aussagen uber die Welt macht, die folglich in hohem MaBe falsifizierbar ist und die stets einer Falsifizierung standhalt. Was damit gemeint ist, soil mithilfe eines einfachen Beispiels veranschaulicht werden. Betrachten wir die beiden folgenden Gesetze: (a) Der Mars bewegt sich auf einer elliptischen Bahn um die Sonne. (b) Alle Planeten bewegen sich auf einer elliptischen Bahn um ihre jeweilige Sonne. Es bestehen wohl keine Zweifel, dass (b) als ein Sttick wissenschaftliche Erkenntnis einen hoheren Stellenwert hat als (a). Gesetz (b) umfasst Gesetz (a) und geht daruber hinaus. Gesetz (b), das vorgezogen werden muss, ist falsifizierbarer als (a). Wenn Beobachtungen vom Mars Gesetz (a) falsifizieren wurden, dann wtirden sie auch Gesetz (b) falsifizieren. Jegliche Falsifikation von (a) wurde eine Falsifikation von (b) bedeuten, jedoch nicht umgekehrt. Ebenso sind Beobachtungsaussagen beziiglich der Umlaufbahnen von Venus, Jupiter etc., die (b) falsifizieren, fiir (a) irrelevant. Wenn wir in Anlehnung an Popper diejenige Menge von Beobachtungsaussagen, die dazu dienen konnte, ein Gesetz oder eine Theorie zu falsifizieren, als Falsifikationsmoglichkeiten dieses Gesetzes oder dieser Theorie bezeichnen, dann konnen wir sagen, dass die Falsifikationsmoglichkeiten von (a) eine Teilmenge der Falsifikationsmoglichkeiten von (b) sind. Gesetz (b) ist falsifizierbarer als Gesetz (a), was gleichzeitig bedeutet, dass es das umfassendere und somit das bessere Gesetz ist. Ein weniger kunstliches Beispiel bezieht sich auf das Verhaltnis zwischen Keplers und Newtons Theorien des Sonnensystems. Als Theorie von Kepler bezeichnen wir seine drei Gesetze der Planetenbewegungen. Falsifikationsmoglichkeiten dieser Theorie bestehen aus einer Menge von Aussagen zu den Planetenpositionen in Bezug zur Sonne zu bestimmten Zeiten. Die Theorie von Newton verdrangte als eine umfassendere und damit bessere Theorie die Theorie Keplers. Sie besteht aus Newtons Bewegungsgesetzen sowie seinem Gravitationsgesetz. Letzteres macht die Aussage, dass sich zwei Korper im Universum gegenseitig mit einer Kraft anziehen, die umgekehrt proportional zu dem Quadrat ihres Abstandes ist. Falsifikationsmoglichkeiten der newtonschen Theorie stellt zum Beispiel die Menge von Aussagen uber Planetenpositionen zu bestimmten Zeiten dar. Aber es gibt eine Vielzahl weiterer Falsifikationsmoglichkeiten, wie zum Beispiel Falsifikationen, die sich auf das Verhalten fallender Korper und auf Pendelbewegungen

57 beziehen oder auf den Zusammenhang zwischen der Flut und dem Stand der Sonne und des Mondes. Es gibt weitaus mehr Moglichkeiten, die Theorie von Newton zu falsifizieren als die keplersche. Und trotzdem konnte sich die newtonsche Theorie den Falsifikationsversuchen widersetzen und damit ihre Uberlegenheit liber die keplersche Theorie beweisen. Hoch falsifizierbare Theorien sollten weniger falsifizierbaren vorgezogen werden, vorausgesetzt, sie werden nicht tatsachlich falsifiziert. Diese Voraussetzung ist fur den Falsifikationisten entscheidend. Theorien, die falsifiziert werden, miissen grundsatzlich zurtickgewiesen werden. Wissenschaft besteht darin, hoch falsifizierbare Hypothesen vorzuschlagen sowie hartnackig und bewusst zu versuchen, sie zu falsifizieren. Um Popper (2000, S. 337) zu zitieren: Ich will daher geme zugeben, dass Falsifikationisten wie ich es vorziehen zu versuchen, ein interessantes Problem durch eine ktihne Hypothese zu losen, statt einen Katalog von irrelevanten Binsenwahrheiten zusammenzustellen, auch dann, wenn der Versuch sich als schwierig erweist, oder geradezu als ein Fehlschlag. Wir Ziehen das vor, weil wir glauben, dass dies der Weg ist, um aus unseren Fehlern zu lemen; und dass wir durch die Entdeckung, dass unsere Vermutung falsch ist, viel uber die Wahrheit gelemt haben und ihr nahergekommen sind. (Hervorhebungen i. Orig.) Wir lernen aus unseren Fehlern. Der Fortschritt der Wissenschaft ist durch Versuch und Irrtum bedingt. Da die Ableitung universeller Gesetze und Theorien aus Beobachtungsaussagen als nicht moglich nachgewiesen wurde, jedoch die Deduktion ihrer Falschheit logisch moglich ist, wurden Falsifikationen die wichtigsten Meilensteine, die aufsehenerregendsten Leistungen und entscheidendsten Momente in der Entwicklung von Wissenschaft. Die Betonung der Falsifikation vom Standpunkt des eher extremen Falsifikationismus aus, die vielleicht unserer Intuition zunachst zuwiderlauft, wird in den spateren Kapiteln kritisiert. Da Wissenschaft Theorien mit einem groBen Informationsgehalt anstrebt, begriiBen es die Falsifikationisten, dass man ktihne und spekulative Vermutungen anstellt. Es miissen unbesonnene Spekulationen angeregt werden, vorausgesetzt, dass sie falsifizierbar sind und zurtickgewiesen werden, sobald sie falsifiziert werden. Diese Alles-oder-Nichts-Forderung steht im Widerspruch zu dem behutsamen Vorgehen, das von dem extremen Induktivisten vertreten wird. Letzterer lasst in der Wissenschaft lediglich solche Theorien zu, die als wahr oder wahrscheinlich wahr dargestellt werden konnen. Demnach sollten wir liber gegenwartig vorliegende Resultate aus Experimenten nur so weit hinausgehen, als uns dies legitime Induktionen erlauben. Im Gegensatz dazu erkennt der Falsifikationist die Begrenztheit der Induktion und die Theorieabhangigkeit von Beobachtung an. Die Geheimnisse der Natur konnen nur mithilfe von differenzierten und kreativen Theorien aufgedeckt werden. Je groBer die Zahl der vorgeschlagenen Theorien ist, die mit der Realitat der Welt konfrontiert werden und je spekulativer solche Vermutungen sind, umso groBer sind die Chancen flir entscheidende Fortschritte in der Wissenschaft. Es besteht keine Gefahr eines Zuviels an spekulativen Theorien,

58 sofem jede Theorie, die sich in der Folge von Beobachtung oder anderer LFberpriifung zur Beschreibung der Welt als inadaquat herausstellt, rigoros eliminiert wird. Die Forderung, dass Theorien hoch falsifizierbar sein sollten, hat die positive Konsequenz, dass Theorien eindeutig und exakt aufgestellt werden mtissen. Wenn eine Theorie derart vage formuliert ist, dass es nicht absolut eindeutig ist, was ausgesagt wird, dann kann sie jeweils so interpretiert werden, als ob sie mit den Ergebnissen aus Beobachtungen und Experimenten iibereinstimmen wtirden. Auf diese Art und Weise konnte sie gegen Falsifikation verteidigt werden. Goethe (1979, S. 268f.; Originalausgabe 1810) schrieb zum Beispiel tiber die Elektrizitat: Es ist ... ein Nichts, ein Null, ein Nullpunkt, ein GleichgUltigkeitspunkt, der aber in alien erscheinenden Wesen liegt und zugleich der Quellpunkt ist, aus dem bei dem geringsten Anlass eine Doppelerscheinung hervortritt, welche nur insofem erscheint, als sie wieder verschwindet. Die Bedingungen, unter welchen jenes Hervortreten erregt wird, sind nach Beschaffenheit der besonderen Korper unendlich verschieden. Wenn wir dieses Zitat flir bare Mtinze nehmen, ist es sehr schwierig zu erkennen, welcher experimentell-physikalische Versuchsaufbau dazu dienen konnte, diese Aussage zu falsifizieren. Gerade weil sie so vage und ungenau ist (zumindest derartig aus dem Kontext gerissen), ist sie nicht falsifizierbar. Dadurch, dass Politiker und Wahrsager ihre Aussagen derart vage formulieren, sodass sie zutreffen, was auch immer eintreten mag, kann man ihnen kaum den Vorwurf der Falschaussage machen. Die Forderung nach einem hohen Grad an Falsifizierbarkeit schlie6t solche Kunstgriffe aus. Der Falsifikationist fordert, dass Theorien mit ausreichender Eindeutigkeit formuliert werden, um sich damit auf das Risiko der Falsifikation einzulassen. Eine ahnliche Situation besteht beziiglich der Prazision einer Theorie. Je genauer eine Theorie formuliert ist, umso falsifizierbarer wird sie. Wenn wir anerkennen, dass eine Theorie umso besser ist, je falsifizierbarer sie ist (vorausgesetzt, sie ist nicht falsifiziert worden), dann milssen wir auch anerkennen, dass sie auch umso besser ist, je genauer ihre Aussagen sind. Die Aussage „Planeten wandem in elliptischen Bahnen um die Sonne" ist genauer als „Planeten wandem in geschlossenen Bahnen um die Sonne" und damit falsifizierbarer. Eine ovale Kreisbahn wurde die erste Aussage falsifizieren, nicht aber die zweite, wohingegen irgendeine Umlaufbahn, die die zweite Aussage falsifiziert, ebenso die erste falsifizieren wtirde. Der Falsifikationist muss der ersten Aussage den Vorzug geben. Ebenso muss er die Aussage, dass die Lichtgeschwindigkeit in einem Vakuum 299,8 x 10^ m/sec betragt, der weniger genauen Aussage, dass sie ungefahr 300 x lO^m/sec betragt, vorziehen, allein, weil die erste Aussage falsifizierbarer ist. Die eng miteinander verbundenen Forderungen nach Prazision und Eindeutigkeit einer Aussage ergeben sich beide problemlos aus der falsifikationistischen Sichtweise von Wissenschaft.

59 5.5 Falsifikationismus und wissenschaftlicher Fortschritt Der Fortschritt der Wissenschaft, wie ihn der Falsifikationist sieht, kann folgendermaBen zusammengefasst werden: Wissenschaft geht von Problemen aus, und zwar von Problemen, die mit der Erklarung bestimmter Aspekte der Welt oder des Universums zu tun haben. Falsifizierbare Hypothesen werden von Wissenschaftlern als Losungen fiir diese Probleme vorgeschlagen. Die Hypothesen werden dann kritisch betrachtet und uberpriift. Einige Hypothesen werden recht schnell verworfen, andere hingegen mogen sich als erfolgreicher erweisen. Diese mussen zum Gegenstand noch strengerer Kritik und Oberprufung werden. Wenn eine Hypothese, die erfolgreich einer Vielfalt rigoroser LFberprtifungen standgehalten hat, schlieBlich falsifiziert wird, ist ein neues Problem aufgetaucht, das hoffentlich bereits ein Stuck weiter vom gelosten Ausgangsproblem entfemt ist. Dieses neue Problem erfordert, dass neue Hypothesen aufgestellt werden, gefolgt von emeuter kritischer Uberprtifung. In dieser Weise setzt sich der Prozess unbegrenzt fort. Man kann niemals von einer Theorie behaupten, dass sie wahr ist, wie gut sie auch rigoroser tJberprtifung standgehalten hat; aber es kann hoffentlich gesagt werden, dass eine gegenwartige Theorie der vorangegangenen in dem Sinne uberlegen ist, dass sie den LFberprtifungen standhalten kann, durch die die vorherigen falsifiziert wurden. Bevor wir auf einige Beispiele eingehen, die die falsifikationistische Vorstellung vom Fortschritt der Wissenschaft veranschaulichen, soil zunachst auf den Anspruch eingegangen werden, dass Wissenschaft mit Problemen einsetzt. Einige Fragen, mit denen sich Wissenschaftler in der Vergangenheit auseinandergesetzt haben, lauten zum Beispiel: Wieso sind Fledermause in der Lage, nachts so ungemein geschickt zu fliegen, obwohl sie nur sehr kleine und schwache Augen haben? Warum zeigt ein einfaches Barometer bei groBer Hohe liber dem Meeresspiegel einen niedrigeren Wert als bei geringer Hohe? Warum haben sich die Photoplatten im Labor von Rontgen immer wieder geschwarzt? Warum verschiebt sich das Perihel des Merkurs zunehmend? Diese Probleme gehen alle mehr oder weniger aus direkter Beobachtung hervor. Betrachtet man diese Tatsache, dann konnte man sich fragen, ob nicht auch fiir den Falsifikationisten ebenso wie fur den naiven Induktivisten Wissenschaft mit Beobachtung beginnt? Die Antwort auf diese Frage muss definitiv vemeint werden. Die oben zitierten Beobachtungen, aus denen sich die Probleme ableiten, sind lediglich problematisch im Licht ganz bestimmter Theorien. Die erste Beobachtung ist problematisch unter dem Aspekt der Theorie, dass lebende Organismen mit ihren Augen „sehen"; die zweite war fur diejenigen problematisch, die Galileis Theorie beftirworteten, weil dies im Widerspruch zu der Theorie stand, die von der „Kraft des Vakuums" ausging und die von ihnen als Erklarung dafur herangezogen wurde, warum die Quecksilbersaule eines Barometers nicht fallt; die dritte Beobachtung war problematisch ftir Rontgen, weil zu der damaligen Zeit ganz selbstverstandlich angenommen wurde, dass keine Strahlung oder Ausdunstung irgendeiner Art existierte, die den Behalter mit den Photoplatten durchdringen und diese schwarzen konnte; die vierte Beobachtung war insofern problematisch, weil sie mit Newtons Theorie unvereinbar war. Der Anspruch, dass Wissenschaft von Problemen ausgeht, steht voll-

60 kommen in Einklang mit dem Primat der Theorie uber Beobachtung und Beobachtungsaussagen. Wissenschaft beginnt nicht mit reiner Beobachtung. Nach diesem Exkurs wollen wir zur falsifikationistischen Vorstellung vom Fortschritt der Wissenschaft kommen. Er wird beschrieben als das Fortschreiten vom Problem zu spekulativen Hypothesen, zu ihrer kritischen Uberprtifiing, ihrer moglichen Falsifikation und von da aus zu neuen Problemen. Zwei Beispiele sollen diesen Prozess zeigen. Das erste, ein sehr einfaches, bezieht sich auf das Problem des Nachtfluges von Fledermausen, das zweite, ein etwas komplexeres, beschreibt den Fortschritt in der Physik. Wir beginnen mit dem Problem der Fledermause. Fledermause sind in der Lage, muhelos und mit hoher Geschwindigkeit zwischen den Asten von Baumen, Telegraphenleitungen etc. und aneinander vorbeizufliegen und dabei Insekten zu fangen, und dies, obgleich sie schwache Augen haben und zudem noch meistens nachts fliegen. Dies wirft ein Problem auf, well dies allem Anschein nach auch die plausible Theorie falsifiziert, dass Tiere, wie der Mensch auch, mit ihren Augen sehen. Als Falsifikationist wird man nun versuchen, das Problem so zu losen, dass man eine Vermutung oder Hypothese aufstellt. Vielleicht sind Fledermause, obwohl sie anscheinend schwache Augen haben, trotzdem auf irgendeine Art und Weise, die wir noch nicht verstehen, in der Lage, nachts durchaus wirksam mit ihren Augen zu sehen. Diese Hypothese kann Uberpriift werden. Eine Anzahl von Fledermausen wird in einem abgedunkelten Raum, in dem Hindemisse angebracht sind,fi*eigelassenund es wird ihre Fahigkeit, den Hindemissen auszuweichen, auf irgendeine Art und Weise gemessen. Denselben Fledermausen werden dann die Augen verbunden, und sie werden emeut im Testraum fi-eigelassen. Vor dem Experiment kann der Experimentator den folgenden Schluss ziehen, wobei eine der Voraussetzungen zur Deduktion seiner Hypothese konkret wie folgt lautet: „Fledermause sind in der Lage, beim Fliegen Hindernissen auszuweichen, wobei sie auf ihre Augen angewiesen sind, und sie konnen dies nicht, ohne ihre Augen zu benutzen". Die zweite Voraussetzung ist eine Beschreibung der experimentellen Situation, einschlieBlich der Aussage „Dieser Stichprobe von Fledermausen wurden die Augen verbunden, sodass sie ihre Augen nicht benutzen konnen". Aus diesen beiden Voraussetzungen kann der Experimentator deduktiv ableiten, dass die Stichprobe von Fledermausen nicht in der Lage sein wird, die Hindernisse in dem Testlabor wirksam zu umfliegen. Das Experiment wird nun durchgefiihrt und es wird herausgeftmden, dass die Fledermause ZusammenstoBe ebenso wirksam vermeiden konnen wie zuvor. Die Hypothese wird falsifiziert. Es muss nun emeut eine Vermutung bzw. eine Hypothese aufgestellt werden. Vielleicht schlagt ein Wissenschaftler vor, dass in irgendeiner Weise die Ohren der Fledermause an der Fahigkeit beteiligt sind, Hindemisse zu umfliegen. Als Versuch, diese Hypothese zu falsifizieren, kann das Experiment dienen, den Fledermausen, bevor sie in dem abgedunkelten Testraum fi*eigelassen werden, die Ohren zu verstopfen. Diesmal stellt sich heraus, dass die Fahigkeit der Fledermause, den Hindernissen auszuweichen, bedeutsam beeintrachtigt ist. Die Hypothese wurde bestatigt. Der Falsifikationist muss nun versuchen, seine Hypothese praziser zu fassen, sodass sie zunehmend falsifizierbarer wird. Es wird vorgeschlagen, dass die Fledermaus das Echo ihrer eigenen Laute horen konnte, das von festen Objekten widerhallt. Dies

61 wird tiberpruft, indem den Fledermausen die Fahigkeit genommen wird, Laute von sich zu geben, ehe sie im Testraum freigelassen werden. Emeut prallen die Fledermause gegen Hindemisse, und emeut ist damit die Hypothese bestatigt. Der Falsifikationist scheint damit eine vorlaufige Losung fiir sein Problem gefunden zu haben, obgleich er nicht fur sich beanspruchen kann, tatsachlich experimentell bewiesen zu haben, wie Fledermause beim Fliegen ZusammenstoBe vermeiden. Es konnten sich eine ganze Reihe von Faktoren herausstellen, die belegen, dass er sich geirrt hat. Vielleicht nehmen Fledermause Echos nicht mit ihren Ohren wahr, sondern mit sensitiven Regionen nahe den Ohren, deren Funktion durch das Zustopfen der Ohren ausgeschaltet wurde. Oder vielleicht nehmen unterschiedliche Arten von Fledermausen Hindemisse in ganz unterschiedlicher Weise wahr, sodass die im Experiment verwendeten Fledermause nicht wirklich reprasentativ waren. Der Fortschritt der Physik von Aristoteles uber Newton bis Einstein liefert ein prominenteres Beispiel. Die falsifikationistische Beschreibung dieses Fortschritts sieht etwa folgendermaBen aus. Die aristotelische Physik war in gewissem Umfang recht erfolgreich. Sie konnte eine Vielfalt von Phanomenen erklaren, so zum Beispiel, warum schwere Gegenstande auf den Boden fallen (sie suchen ihren naturlichen Platz im Zentrum des Universums), sie konnte den Mechanismus von Saugglocken und Vakuumpumpen erklaren (die Erklarung beruhte auf der Unmoglichkeit des Vakuums) und so weiter. Aber letztendlich wurde die aristotelische Physik auf vielerlei Weise falsifiziert. Steine fielen von der Mastspitze eines sich gleichmaBig bewegenden Schiffes auf das Deck am FuB des Mastes und nicht in einiger Entfernung des Mastes, wie dies die Theorie von Aristoteles vorhersagte. Es konnte beobachtet werden, dass die Jupitermonde den Jupiter umkreisten und nicht die Erde. Eine groBe Anzahl weiterer Falsifikationen sammelten sich im Laufe des 17. Jahrhunderts an. Die newtonsche Physik war jedoch, sobald sie einmal von Galilei und Newton in einem Prozess von Vermutungen entworfen und entwickelt war, der aristotelischen Theorie iiberlegen und ersetzte diese. Newtons Theorie konnte eine Erklamng fur fallende Gegenstande geben, fiir die Funktionsweise von Saugglocken und Vakuumpumpen und alles andere, das die aristotelische Theorie erklaren konnte und wurde dartiber hinaus Phanomenen gerecht, die fur die aristotelische Theorie problematisch waren. Zusatzlich konnte Newtons Theorie Phanomene erklaren, die durch die aristotelische Theorie nicht bertihrt wurden, wie etwa die Beziehung zwischen den Gezeiten und dem Stand des Mondes, oder die Variation der Schwerkraft in Abhangigkeit von der Hohe tiber dem Meeresspiegel. Uber zwei Jahrhunderte lang war Newtons Theorie erfolgreich. Das heiBt, Versuche, sie in Bezug auf ein neues Phanomen, das mit ihrer Hilfe vorhergesagt wiirde, zu falsifizieren, blieben ohne Erfolg. Die Theorie fuhrte sogar zu der Entdeckung eines neuen Planeten, des Planeten Neptun. Aber ungeachtet ihres Erfolges haben anhaltende Falsifiziemngsversuche sich schlieBlich als erfolgreich herausgestellt. Newtons Theorie wurde auf unterschiedlichen Wegen falsifiziert. Sie war ebenso wenig in der Lage, Details der Kreisbahn des Planeten Merkur zu erklaren, wie die veranderliche Masse von sich schnell bewegenden Elektronen in einer Entladungsrohre. Physiker sahen sich herausfordernden Problemen gegeniiber, und um die Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert for-

62 derten diese Probleme neue spekulative Hypothesen, die zur Cberwindung dieser Probleme entwickelt wurden. Einstein wurde dieser Herausforderung gerecht. Seine Relativitatstheorie war in der Lage, die Phanomene zu erklaren, die Newtons Theorie falsifizierten, wahrend sie es gleichzeitig mit Newtons Theorie in den Bereichen aufiiehmen konnte, in denen diese erfolgreich uberpriift worden war. Dartiber hinaus brachte Einsteins Theorie die Vorhersage spektakularer Phanomene hervor. Seine Spezielle Relativitatstheorie sagt vorher, dass die Masse eine Funktion der Geschwindigkeit sei und dass Masse in Energie transformierbar ist und umgekehrt. Seine Allgemeine Relativitatstheorie sagt vorher, dass Lichtstrahlen in starken Gravitationsfeldem gebeugt werden. Versuche, Einsteins Theorie im Hinblick auf diese neuen Phanomene zu widerlegen, misslangen. Die Falsifikation der einsteinschen Theorie bleibt eine Herausforderung fur die modeme Physik. Der Erfolg, falls er eintreten sollte, wurde einen neuen Schritt nach vorn im Fortschritt der Physik bedeuten. Dies stellt eine typische falsifikationistische Sichtweise vom Fortschritt der Physik dar. In spateren Kapiteln werden wir zeigen, dass ihre Richtigkeit und GUltigkeit in Zweifel gezogen werden muss. Aus dem vorangegangenen Abschnitt wird deutlich, dass das Konzept vom Fortschritt und der Entwicklung von Wissenschaft ein Konzept ist, das in der falsifikationistischen Vorstellung von Wissenschaft eine zentrale Rolle spielt. Dieser Frage wird im Einzelnen im folgenden Kapitel nachgegangen.

Weiterfiihrende Literatur Der klassische Text zum Falsifikationismus ist Poppers „Logik der Forschung" (10. Aufl. 1994). Er erschien 1934 auf Deutsch und erst 1959 wurde eine englischsprachige Obersetztung vorgelegt. Daruber hinaus liegen mit „Vermutungen und Widerlegungen. Das Wachstum der wissenschaftlichen Erkenntnis" (2000, engl. Originalausgabe 1963) und „Objektive Erkenntnis. Ein evolutionarer Entwurf (1984, engl. Originalausgabe 1973) neuere Textsammlungen von Popper vor. Im ersten Kapitel von „Vermutungen und Widerlegungen" berichtet Popper, wie er auf dem Weg eines Vergleichs von Freud, Adler und Marx mit Einstein seine eigenen zentralen Ideen entwickelte. Weitere Quellen zum Falsifikationismus werden am Ende des nachsten Kapitels angegeben.

Der raffinierte Falsifikationismus, neuartige Vorhersagen und der Fortschritt der Wissenschaft

6.1 Relativer und absoluter Falsifizierbarkeitsgrad In dem vorangegangenen Kapitel kamen bestimmte Bedingungen zur Sprache, die eine Hypothese erfullen muss, damit sie wert ist, von einem Wissenschaftler untersucht zu werden. Eine Hypothese sollte falsifizierbar sein - je falsifizierbarer, desto besser - und dennoch nicht bereits falsifiziert worden sein. Raffinierte Falsifikationisten sind sich dariiber im Klaren, dass diese Bedingungen allein nicht ausreichend sind. Eine weitere Bedingung bezieht sich auf den Anspruch, dass sich die Wissenschaft weiterentwickeln sollte. Eine Hypothese, die vorgesehen ist, eine andere zu ersetzen, sollte daher falsifizierbarer sein als jene, die sie ersetzen soil. Der raffinierte Falsifikationismus^, der auf den Fortschritt der Wissenschaft abhebt, betont weit mehr die relativen Verdienste konkurrierender Theorien als die Verdienste einzelner Theorien. Diese Sichtweise vermittelt im Gegensatz zu der eher statischen Darstellung der meisten naiven Falsifikationisten ein eher dynamisches Bild der Wissenschaft. Statt zu firagen „Ist diese Theorie falsifizierbar?", „Wie falsifizierbar ist diese Theorie?" und „Ist diese Theorie falsifiziert worden?", wird nunmehr die Frage gestellt „Ist diese neu vorgeschlagene Theorie ein tragfahiger Ersatz flir die Theorie, mit der sie konkurriert?". Im Allgemeinen wird man darin Ubereinstimmen, dass auf den Vorschlag einer neuen Theorie erst dann eingegangen werden sollte, wenn sie falsifizierbarer als ihre rivalisierende Theorie ist, und insbesondere, wenn sie ein neues Phanomen vorhersagt, das von der konkurrierenden Theorie nicht beriihrt wurde. Der Akzent, der auf den Vergleich des Falsifizierbarkeitsgrades von aufeinander folgenden Theorien gelegt wird und der sich aus der Betonung von Wissenschaft als einer Menge standig wachsender Erkenntnis ergibt, ermoglicht es, ein formales Problem zu vermeiden. Denn es ist tatsachlich sehr schwierig, genaue Angaben dariiber zu machen, wie falsifizierbar nun gerade eine bestimmte Theorie ist. Ein absolutes FalsifizierbarkeitsmaB lasst sich nicht defmieren, einfach desweengl. „sophisticated falsificationism" (Anm. d. Hrsg.)

64 gen, well die Anzahl der Falsifikationsmoglichkeiten einer Theorie stets unendlich ist. Es fallt einem schwer, sich vorzustellen, wie die Frage „Wie falsifizierbar ist das Gravitationsgesetz von Newton?" beantwortet werden konnte. Auf der anderen Seite ist es haufig moglich, den Falsifizierbarkeitsgrad von Gesetzen oder Theorien miteinander zu vergleichen. So ist zum Beispiel die Aussage „Alle Korper Ziehen sich gegenseitig mit einer Kraft an, die sich umgekehrt proportional zu dem Quadrat ihres Abstandes verhalt" falsifizierbarer als die Aussage „Die Planeten des Sonnensystems ziehen sich gegenseitig mit einer Kraft an, die sich umgekehrt proportional zu dem Quadrat ihres Abstandes verhalt". Die zweite Aussage folgt aus der ersten. Alles, was die zweite Aussage falsifiziert, falsifiziert auch die erste Aussage, der umgekehrte Fall trifft jedoch nicht zu. Fur den Falsifikationisten ware es eine Idealvorstellung, wenn er behaupten konnte, dass die aufeinander folgenden Theorien, die gemeinsam die geschichtliche Entwicklung einer Wissenschaft bilden, aus falsifizierbaren Theorien bestehen, wobei jede Theorie aus dieser Reihe falsifizierbarer ist als ihre Vorgangerin.

6.2 Die Erhohung der Falsifizierbarkeit und Ad-hoc-Modifikationen Die Forderung, dass in dem MaBe, in dem sich eine Wissenschaft weiterentwickelt, auch ihre Theorien stets falsifizierbarer werden, folglich immer mehr Informationsgehalt besitzen und zunehmend umfassender werden, schlieBt Modifikationen der Theorien aus, die lediglich dazu dienen, die Theorie gegen eine bedrohliche Falsifikation zu schiitzen. Die Modifikation einer Theorie, wie das Hinzufagen einer zusatzlichen Annahme oder eine Veranderung irgendeiner bestehenden Annahme, die keine weiteren iiberpriifbaren Konsequenzen hat als die nicht modifizierte Theorie, werden Ad-hoc-Modifikationen genannt. Im Weiteren werden in diesem Abschnitt Beispiele angefuhrt, die den Begriff der Ad-hoc-Modifikation erlautem sollen. Wir betrachten zunachst bestimmte Ad-hoc-Modifikationen, die der Falsifikationist verwerfen wiirde, und anschlieBend werden wir diesen Beispielen Modifikationen gegentiberstellen, die keine Ad-hoc-Modifikationen darstellen und die der Falsifikationist folglich begrtiBen wtirde. Wir beginnen mit einem recht trivialen Beispiel. Betrachten wir einmal die Verallgemeinerung „Brot ist nahrhaft". Wenn wir diese simple Theorie naher betrachten, kommen wir zu dem Schluss, dass auf tibliche Weise angebauter Weizen, der auf tibliche Weise zu Brot verarbeitet und auf tibliche Weise verzehrt wird, flir Menschen nahrhaft ist. Diese anscheinend harmlose Theorie wurde problematisch, als in einem franzosischen Dorf Weizen, der auf die tibliche Weise angebaut und auf tibliche Weise zu Brot verarbeitet wurde, die Ursache daflir war, dass die meisten Menschen, die von dem Brot gegessen hatten, ernstlich erkrankten und viele sogar starben. Die Theorie „Brot ist nahrhaft" wurde falsifiziert. Um diese Falsifikation zu vermeiden, kann die Theorie modifiziert werden, indem die Lesart dahingehend geandert wird, dass man sagt: „Brot, mit Ausnahme dieser bestimmten Menge Brot, die in dem besagten fi-anzosischen Dorf produziert wurde, ist nahrhaft." Dies ist eine Ad-hoc-Modifikation. Man kann die modifizierte Theorie nicht auf eine andere Art und Weise uberprufen als die ursprlingli-

65 che Theorie. Wenn ein Mensch ein Brot verzehrt, dann ist dies eine Uberpriifung der ursprunglichen Theorie, wohingegen Uberprtifungen der modifizierten Theorie auf den Verzehr eines Brotes beschrankt bleiben, das nicht zu der Menge des Brotes gehort, das in Frankreich zu derart verhangnisvollen Auswirkungen gefuhrt hatte. Die modifizierte Hypothese ist weniger falsifizierbar als die urspriingliche Hypothese. Der Falsifikationist lehnt deshalb derartige nachtragliche Modifikationen ab. Das nachste Beispiel ist weniger tragisch, aber dafiir unterhaltsamer. Es ist ein Beispiel, welches sich auf einen tatsachlich zu Beginn des 17. Jahrhunderts ereigneten Disput zwischen Galilei und einem seiner Gegner, einem Anhanger von Aristoteles, bezieht. Nachdem Galilei den Mond sorgfaltig mithilfe seines gerade neu entwickelten Fernrohres beobachtet hatte, konnte er berichten, dass der Mond keineswegs eine glatte Kugel sei, sondern dass die Mondoberflache reich an Bergen und Kratem ist. Sein Gegner aus dem aristotelischen Lager musste zugeben, dass es sich in der Tat so verhalte, als er selbst die Beobachtungen wiederholte. Die Beobachtungen bedrohten jedoch eine Vorstellung, die fur viele Anhanger von Aristoteles grundlegend war, namlich dass alle Himmelskorper vollkommene Kugeln seien. Galileis Rivale verteidigte seine Theorie, die offensichtlich der Gefahr ausgesetzt war, falsifiziert zu werden, auf eine Art, die in bedenklicher Weise der Definition von Ad-hoc-Modifikationen nahe kommt. Er behauptete, dass es auf dem Mond eine unsichtbare Substanz gebe, die die Krater fiillen und die Berge bedecken wtirde, sodass der Mond doch vollkommen kugelformig sei. Als Galilei wissen wollte, wie das Vorhandensein dieser unsichtbaren Substanz festgestellt werden konne, antwortete sein Gegner, dass es nun mal keine Moglichkeit gebe, sie nachzuweisen. Es besteht wohl nicht der geringste Zweifel dartiber, dass die modifizierte Theorie zu keinen neuen tiberprufbaren Konsequenzen flihrte und so fiir einen Falsifikationisten vollig unannehmbar sein musste. Es gelang dem gereizten Galilei, diese Unzulanglichkeit seines Gegners auf seine bekanntermaBen geistreiche Art aufzudecken. Er ktindigte an, dass er bereit sei, zuzugeben, dass es auf dem Mond eine unsichtbare Substanz gebe, die nicht nachgewiesen werden konne, aber er bestehe darauf, dass sie sich nicht auf die Art und Weise verteile, wie dies sein Gegner behauptete, sondern dass sie sich in Wirklichkeit auf den Bergspitzen anhaufen wtirde, sodass diese in Wirklichkeit um noch vieles hoher seien als sie durch das Fernrohr zu sein schienen. Galilei gelang es, seinen Gegner in dem fruchtlosen Spiel des Erfindens von Ad-hoc-Modifikationen zu iiberlisten. Es soil noch ein weiteres Beispiel einer Hypothese aus der Geschichte der Wissenschaft angefuhrt werden, die moglicherweise auch ad hoc entstanden ist. Vor Lavoisier war die Phlogistontheorie die anerkannte Theorie der Verbrennung. Nach dieser Theorie schieden Stoffe, wenn sie verbrannten. Phlogiston aus. Diese Theorie wurde durch die Entdeckung gefahrdet, dass viele Stoffe nach der Verbrennung an Gewicht zunehmen. Eine Moglichkeit, die auf der Hand lag, war, sich vorzustellen, dass Phlogiston ein negatives Gewicht hat. Wenn diese Hypothese ausschlieBlich dadurch uberpriift werden konnte, indem Stoffe vor und nach der Verbrennung gewogen werden, dann ware sie ad hoc. Sie wtirde zu keinen neuen Uberprtifungen flihren.

66 Modifikationen einer Theorie, die den Versuch darstellen, eine Schwierigkeit zu uberwinden, mtissen nicht notwendigerweise ad hoc sein. Es folgen nun einige Beispiele von Modifikationen, die nicht ad hoc und die deswegen auch fiir den Falsifikationisten annehmbar sind. Kehren wir zu der Falsifikation der Behauptung „Bi'ot ist nahrhaft" zuruck, um zu sehen, wie diese Behauptung auf eine annehmbare Art und Weise modifiziert werden kann. Sie wiirde annehmbar sein, wenn anstelle der ursprtingUch falsifizierten Theorie die Behauptung „Brot ist nahrhaft bis auf Brote, die aus einem Weizen gemacht sind, der von einer bestimmten Sorte Schimmelpilz verdorben wurde" treten wiirde (gefolgt von einer naheren Beschreibung einiger Eigenschaften des Schimmelpilzes). Diese modifizierte Theorie ist nicht ad hoc, weil sie zu neuen Uberprtifungen fiihrt. Sie kann unabhdngig gepriift werden, um einen Ausdruck von Popper zu verwenden (vgl. Popper, 1974, S. 213-229, insbes. S. 215). Mogliche Uberprtifungen wurden eine Untersuchung des mit Schimmel befallenen Weizens umfassen, aus dem das vergiftete Brot gebacken wurde. Auch konnte der Schimmel auf eigens prapariertem Weizen geztichtet werden, um zu untersuchen, wie hoch der Nahrwert des Brotes ist, das daraus gebacken wurde. Der Schimmel konnte chemisch analysiert werden, um das Vorhandensein von bekannten Giften festzustellen usw. Alle diese Uberprufungen, von denen viele keine LFberprufung der urspriinglichen Hypothese darstellen, konnten auf die Falsifikation der modifizierten Hypothese hinauslaufen. Wenn die modifizierte, falsifizierbarere Hypothese durch neue Uberprufungen nicht falsifiziert wird, dann haben wir etwas Neues gelernt und konnen einen Fortschritt verzeichnen. Wenn wir uns wieder einem weniger konstruierten Beispiel aus der Geschichte der Wissenschaft zuwenden, dann konnen wir die Reihe von Ereignissen betrachten, die zu der Entdeckung des Planeten Neptun flihrte. Beobachtungen der Bewegung vom Uranus im 19. Jahrhundert wiesen darauf hin, dass seine Umlaufbahn betrachtlich von der abwich, die man aufgrund der Gravitationstheorie von Newton vorhergesagt hatte. Die Theorie wurde damit vor ein Problem gestellt. Bei dem Versuch, dieses Problem zu losen, vermuteten Leverrier in Frankreich und Adams in England, dass es in der Nahe vom Uranus einen Planeten geben mtisse, den man bis dahin nicht entdeckt hatte. Die Anziehungskraft zwischen dem vermuteten Planeten und dem Uranus wurde als Erklarung fiir die Abweichung von der anfanglich vorhergesagten Umlaufbahn herangezogen. Wie sich schlieBlich zeigte, war diese Vermutung nicht ad hoc. Es war moglich, die ungefahre Nahe des mutmaBlichen Planeten abzuschatzen, vorausgesetzt, er hatte eine ausreichende GroBe und war tatsachlich verantwortlich fiir die Storung der Umlaufbahn des Uranus. Als dies feststand, war es moglich, die neue Vermutung zu tiberpriifen, indem das betreffende Himmelsgebiet mithilfe eines Femrohres abgesucht wurde. Auf diese Art und Weise bekam Galle zum ersten Mai den Planeten zu Gesicht, den man heute als Neptun kennt. Was man tat, um die Theorie von Newton gegen die Falsifikation zu schtitzen, war alles andere als ad hoc; es fuhrte ganz im Gegenteil zu einer neuartigen Uberpriifung dieser Theorie, die sie auf eine dramatische Weise bestand und die einen Fortschritt bedeutete.

67 6.3 Bewahrung im Falsifikationismus Als der Falsifikationismus im vorangegangenen Kapitel als eine Alternative zum Induktivismus eingeflihrt wurde, maBen wir der Falsifikation, d.h. der Tatsache, dass Theorien den Uberprtifungen durch Beobachtungen und Experimente nicht standhalten, eine wesentliche Bedeutung bei. Es wurde behauptet, dass die logische Sachlage zwar die Feststellung erlaubt, dass eine Theorie im Licht der zur Verfiigung stehenden Beobachtungsaussagen falsch ist, jedoch nicht, dass sie wahr ist. Femer wurden Grunde dafur angefiihrt, dass sich die Wissenschaft weiterentwickelt, indem kiihne Vermutungen vorgeschlagen werden, die in hohem MaBe falsifizierbar sind, gefolgt von rigorosen Versuchen, die neuen Vorschlage zu falsifizieren. Gleichzeitig war damit die Vorstellung verkntipft, dass dann bedeutende Fortschritte in der Wissenschaft gemacht werden, wenn diese kiihnen Vermutungen falsifiziert werden. Gerade dies behauptet Popper, der sich in der im 5. Kapitel auf Seite 57 angefiihrten Textstelle selbst als Falsifikationisten betrachtet. Ware man jedoch ausschlieBlich auf die Falsifikation angewiesen, wtirde man der Position des raffmierten Falsifikationismus nicht gerecht werden. Das Beispiel, mit dem der vorangegangene Abschnitt abschloss, enthalt hierfur mehr als nur einen Hinweis. Der Versuch, die Theorie von Newton mit einer spekulativen Hypothese zu retten - ein Versuch, der unabhangig tiberprtifbar war - hatte Erfolg, weil die Hypothese durch die Entdeckung des Planeten Neptun bekraftigt wurde und nicht, weil sie falsifiziert wurde. Es ist ein Fehler, die Falsifikation von hochfalsifizierbaren Vermutungen als Moglichkeit zu betrachten, mit der bedeutende Fortschritte in der Wissenschaft erzielt werden konnen, und Popper muss an dieser Stelle korrigiert werden. Dies wird deutlich, wenn wir verschiedene extreme Moglichkeiten betrachten. Das eine Extrem sind Theorien, die kuhne und gewagte Vermutungen anstellen, wahrend das andere Extrem behutsame Vermutungen sind, mit denen kein bedeutsames Risiko eingegangen wird. Wenn eine dieser beiden Arten von Vermutungen einer tjberprufung durch Beobachtung oder Experiment nicht standhalt, dann wird sie falsifiziert. Halt eine Theorie jedoch einer derartigen Uberprtifung stand, dann konnen wir sagen, dass sich eine Vermutung bewdhrt hat. Bedeutsame Fortschritte werden durch die Bewahrung von kiihnen Vermutungen oder durch die Falsifikation von behutsamen Vermutungen gekennzeichnet. Erstere sind schon einfach deswegen aufschlussreich und liefern einen wesentlichen Beitrag far die wissenschaftliche Erkenntnis, weil sie die Entdeckung von etwas bedeuten, von dem man zuvor nichts wusste oder das man fiir unwahrscheinlich hielt. Die Entdeckung des Neptun, der Radiowellen und Eddingtons Bestatigung von Einsteins gewagter Vorhersage, dass Lichtstrahlen in starken Gravitationsfeldem gebeugt werden, bilden alle einen entscheidenden Fortschritt dieser Art. Gewagte Vorhersagen wurden bestatigt. Die Falsifikation von behutsamen Vermutungen ist deswegen aufschlussreich, weil sie den Nachweis erbringt, dass das, was unproblematisch als Wahrheit betrachtet wurde, in Wirklichkeit falsch ist. Der Beweis von Russell, dass die naive Mengenlehre, die scheinbar auf nahezu selbstevidenten Satzen beruht, in sich widerspruchlich ist, ist ein Beispiel fur eine aufschlussreiche Falsifikation einer Vermutung, die anscheinend kein Risiko in sich bu-gt. Hingegen

68 lehrt uns die Falsifikation einer kiihnen Vermutung oder die Bewdhrung einer behutsamen Vermutung nur wenig. Wenn eine kuhne Vermutung falsifiziert wird, dann ist alles, was man daraus lemt, dass sich wieder eine verrtickte Idee als falsch erwiesen hat. Die Falsifikation der Spekulation von Kepler, dass die raumliche Lage der Planetenbahnen durch die platonischen Korper erklart werden konne, bildet zum Beispiel nicht gerade einen der bedeutsamsten Meilensteine in der Entwicklung der Physik. Ebenso ist die Bewahrung von behutsamen Hypothesen nicht aufschlussreich. Derartige Bewahrungen beweisen lediglich, dass eine gut begrundete Theorie, die fur unproblematisch gehalten wurde, wieder einmal mit Erfolg Anwendung fand. So ware zum Beispiel die Bewahrung der Vermutung, dass sich Eisenstucke, die durch ein neues Verfahren aus Eisenerz gewonnen werden, ebenso wie andere Eisenstiicke ausdehnen, wenn sie erhitzt werden, von nur geringer Bedeutung. Der Falsifikationismus mochte Ad-hoc-Wy^othQSQn ausschlieBen und zu dem Entwerfen von kiihnen Hypothesen als potenzielle Verbesserungen falsifizierter Theorien ermutigen. Diese kiihnen Hypothesen werden zu neuen iiberprufbaren Vorhersagen fuhren, die sich aus der urspriinglich falsifizierten Theorie nicht ergeben. Wahrend die Tatsache, dass eine Hypothese die Moglichkeit zu neuen Uberprufungen eroffiiet, diese ftir die Forschung interessant macht, gilt sie jedoch solange nicht als eine Verbesserung der entsprechenden Theorie, zu deren Ersatz sie aufgestellt wurde, bis sie nicht wenigstens einigen Uberpriifixngen standgehalten hat. Dies ist gleichbedeutend mit der Forderung, dass eine neue und kiihne Theorie, die entworfen wird, erst dann als angemessener Ersatz einer falsifizierten Theorie betrachtet werden kann, wenn sie einige neuartige Vorhersagen macht, die sich bewahrt haben. Viele wilde und vorschnelle Spekulationen iiberstehen nachfolgende Uberpriifungen nicht und konnen deshalb auch nicht als Beitrag zum Fortschritt der wissenschaftlichen Erkenntnis gewertet werden. Die gelegentlich vorkommende wilde und vorschnelle Spekulation, die zu einer neuartigen und unerwarteten Vorhersage fiihrt und sich dennoch bei Beobachtungen und im Experiment bewahrt, gerat dadurch zu einem Glanzpunkt in der Geschichte des Fortschritts der Wissenschaft. Die Bewahrung von neuartigen Vorhersagen, die sich aus kiihnen Vermutungen ergeben, ist fiir die falsifikationistische Auffassung vom Fortschritt der Wissenschaft von groBer Bedeutung.

6.4 Kiihnheit, Neuartigkeit und Hintergrundwissen Wir miissen dem, was wir iiber die Adjektive „kuhn" und „neuartig" in Bezug auf Hypothesen bzw. auf Vorhersagen gesagt haben, noch etwas hinzufugen. Es sind beides geschichtlich relative Begriffe. Was in einem bestimmten Stadium der Wissenschaftsgeschichte als eine kiihne Vermutung betrachtet wurde, braucht zu einem spateren Zeitpunkt nicht mehr langer kiihri zu sein. Als Maxwell 1864 seine „Dynamische Theorie des elektromagnetischen Feldes" vorstellte, handelte es sich um eine kuhne Vermutung. Die Vermutung war kiihn, well sie im Widerspruch zu Theorien stand, die zu dieser Zeit schon allgemein anerkannt waren. Diese Theorien gingen von der Annahme aus, dass elektromagnetische Systeme (Magnete,

69 geladene Korper, ladungstragende Korper usw.) durch den leeren Raum unmittelbaren Einfluss aufeinander ausiiben und dass die elektromagnetischen Krafte sich nur mit einer endlichen Geschwindigkeit durch materielle Stoffe fortpflanzen. Die Theorie von Maxwell kollidierte mit diesen allgemein anerkannten Annahmen, weil sie vorhersagte, dass Licht eine elektromagnetische Erscheinung ist und dass Wechselstrome, wie spater auch ersichtlich wurde, eine neue Art von Strahlung aussenden, die Radiowellen, die sich mit einer endlichen Geschwindigkeit durch den leeren Raum bewegen. Die Theorie von Maxwell war 1864 kiihn und die Vorhersage der Radiowellen, die daraus folgte, war eine neuartige Vorhersage. Heutzutage ist die Tatsache, dass die Theorie von Maxwell eine genaue Beschreibung tiber das Verhalten einer ganzen Reihe elektromagnetischer Systeme geben kann, ein allgemein anerkannter Bestandteil wissenschaftlicher Erkenntnis. Aussagen tiber die Existenz und die Eigenschaften der Radiowellen werden nicht mehr als neuartige Vorhersagen betrachtet. Wenn wir die Gesamtheit der wissenschaftlichen Theorien, die in einem bestimmten Stadium der Wissenschaftsgeschichte allgemein anerkannt und fest begriindet sind, das Hintergrundwissen dieser Zeit nennen, dann konnen wir sagen, dass eine Vermutung dann kiihn ist, wenn dasjenige, was sie behauptet, angesichts des Hintergrundwissens dieser Zeit unwahrscheinlich ist. Die Allgemeine Relativitatstheorie von Einstein war 1915 eine kiihne Theorie, weil in dieser Zeit das Hintergrundwissen die Annahme enthielt, dass sich Licht in geraden Linien fortbewegt. Dies stand im Widerspruch zu einer Schlussfolgerung der Allgemeinen Relativitatstheorie, nach der Lichtstrahlen in starken Gravitationsfeldem gebeugt werden. Die Astronomic von Kopemikus war 1543 kiihn, weil sie im Widerspruch zu der Hintergrundannahme stand, dass die Erde unbeweglich im Mittelpunkt des Weltalls stehe. Heutzutage wiirde man diese Theorie nicht als kiihn bezeichnen. Genauso wie man Vermutungen in Bezug auf das jeweilige Hintergrundwissen als kuhn betrachtet, so werden auch Vorhersagen als neuartig eingestuft, wenn sie Phanomene betreffen, die in dem Hintergrundwissen dieser Zeit nicht vorkommen oder vielleicht sogar ausdriicklich ausgeschlossen werden. Die Vorhersage der Existenz vom Planeten Neptun im Jahre 1846 war neuartig, weil das Hintergrundwissen dieser Zeit keinen Hinweis auf die Existenz eines derartigen Planeten enthielt. Poisson leitete 1818 aus der Wellentheorie des Lichtes von Fresnel die Vorhersage ab, dass man, wenn man eine lichtundurchlassige Scheibe auf geeignete Art und Weise beleuchtet, in der Mitte der anderen Seite der Scheibe einen hellen Fleck beobachten konne. Die Vorhersage war neuartig, weil das Auftreten dieses hellen Flecks durch die Teilchentheorie des Lichts, die einen Teil des Hintergrundwissens dieser Zeit ausmachte, ausgeschlossen wurde. Im vorigen Abschnitt wurde erortert, dass bedeutende Beitrage zu dem Fortschreiten der wissenschaftlichen Erkenntnis dann zustandekommen, wenn entweder eine kiihne Vermutung bestatigt oder wenn eine behutsame Vermutung falsifiziert wird. Die Akzeptanz von Hintergrundwissen versetzt uns in die Lage, zu erkennen, dass diese beiden Moglichkeiten gemeinsam als das Ergebnis eines einzigen Experiments auftreten. Hintergrundwissen besteht, gerade weil dieses Wissen fest begriindet ist und als unproblematisch betrachtet wird, aus behutsa-

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men Hypothesen. Die Bewahrung einer kuhnen Vermutung hat die Falsifikation eines Teils des Hintergrundwissens zur Folge, hinsichtlich dessen die Vermutung ktihn war.

6.5 Ein Vergleich induktivistischer und falsifikationistischer Sichtweise von Bewahrung So wie die raffinierten Falsifikationisten Wissenschaft sehen, wird der Bewahrung eine wichtige Rolle beigemessen. Dennoch ist es nicht falsch, diesen Standpunkt als „falsifikationistisch" zu bezeichnen. Auch der raffinierte Falsifikationist behauptet, dass man Theorien falsifizieren und verwerfen kann, wohingegen er jedoch in Abrede stellt, dass Theorien jemals wahr oder wahrscheinlich wahr sein konnen. Das Ziel der Wissenschaft bestehe darin, Theorien zu falsifizieren und sie durch bessere Theorien zu ersetzen, die offensichtHch eher in der Lage sind, Uberprtiftingen standzuhalten. Bewahrungen einer neuen Theorie sind insofern bedeutsam, als sie erkennen lassen, dass sie eine Verbesserung der Theorie darstellen, die ersetzt wird. Letztere wird durch die Belege falsifiziert, die durch die neue Theorie hervorgebracht wurden und die die neue Theorie bestatigen. Wenn eine neu vorgeschlagene, kiihne Theorie erfolgreich ihre rivalisierende Theorie verdrangt hat, dann wird sie zum neuen Gegenstand strenger Pruftmgen werden, an dem sich weitere, ktihn vorgeschlagene Theorien messen. Weil der Falsifikationist die Betonung auf den Fortschritt der Wissenschaft legt, hat er eine wesentlich andere Auffassung von Bewahrung als der Induktivist. Die Bedeutung der Bewahrung wird gemaB dem extremen induktivistischen Standpunkt, der im vierten Kapitel beschrieben wurde, ausschlieBlich durch die logische Beziehung zwischen den bewahrten Beobachtungsaussagen und der durch diese begrundeten Theorie bestimmt. Die Beobachtung des Planeten Neptun durch Galle verlieh der newtonschen Theorie ebenso viel Unterstiitzung wie neuere Beobachtungsaussagen. Der historische Kontext, in dem das Beweismaterial erworben wird, ist irrelevant. Wir sprechen dann von Bewahrungen, wenn es einer Theorie induktive Unterstiitzung verleiht. Die Unterstiitzung fiir eine Theorie und die Wahrscheinlichkeit, dass sie wahr ist, ist umso groBer, je ofter sie sich bewahrt hat. Diese ahistorische Bewahrungstheorie wiirde sicherlich die Konsequenz haben, dass zahllose Beobachtungen von fallenden Steinen, Planetenpositionen etc. lohnende wissenschaftliche Aktivitaten auslosten, da sie zu einem Anstieg der Wahrscheinlichkeit des Wahrheitsgehaltes vom Gravitationsgesetz ftihren wiirden. Hingegen ist aus falsifikationistischer Sicht die Bedeutung von Bewahrungen sehr stark im Rahmen ihres historischen Kontexts zu sehen. Bewahrt sich eine Theorie im Hinblick auf eine neue Vorhersage, so bedeutet dies ftir sie einen erheblichen Gewinn. Das heiBt mit anderen Worten, dass eine Bewahrung dann bedeutend ist, wenn dies eigentlich angesichts des Hintergrundwissens dieser Zeit als unwahrscheinlich erachtet wird. Bewahrungen, die selbstverstandlich sind, sind bedeutungslos. Wenn wir heute zur Bewahrung der Theorie von Newton einen Stein zu Boden fallen lieBen, dann leisten wir ftir die Wissenschaft keinen bedeutenden Beitrag. Wenn es uns hingegen morgen gelingen wiirde, dass sich

71 eine spekulative Theorie bewahrt, aus der hervorgeht, dass die Anziehungskraft zwischen zwei Korpern von ihren Temperaturen abhangt, womit wir zugleich die Theorie von Newton falsifizieren wiirden, dann hatten wir sehr wohl einen bedeutenden Beitrag zur wissenschaftlichen Erkenntnis geleistet. Die Gravitationstheorie von Newton und einige der Einschrankungen, die diese Theorie macht, sind Bestandteil des allgemein anerkannten Hintergrundwissens, wohingegen dies bei der Temperaturabhangigkeit der Anziehungskraft nicht der Fall ist. Es folgt nun noch ein weiteres Beispiel, welches belegt, dass der Falsifikationismus die Bewahrung zu Recht aus einer historischen Perspektive betrachtet. Die Theorie von Maxwell bewahrte sich, als Hertz die ersten Radiowellen nachwies. Die Theorie von Maxwell bewahrt sich zudem auch jedes Mai, wenn wir Radio horen. In beiden Fallen sagt die Theorie vorher, dass man Radiowellen nachweisen wird, und in beiden Fallen verleiht der erfolgreiche Nachweis der Theorie eine induktive Unterstutzung. Trotz alledem ist Hertz beriihmt geworden, da er sie erstmalig nachwies und sich die maxwellsche Theorie dabei bewahrte, wohingegen von der Tatsache, dass wir sie immer wieder nachweisen, wenn wir Radio horen, in der Wissenschaft zu Recht keine Notiz genommen wird. Hertz trug zum wissenschaftlichen Fortschritt bei; wenn wir hingegen Radio horen, dann ist dies lediglich unser privater Zeitvertreib. Der historische Kontext macht den alleinigen Unterschied aus.

6.6 Die Vorteile des Falsifikationismus gegeniiber dem Induktivismus Nach einer Zusammenfassung des Falsifikationismus wird es Zeit, einige der Vorteile dieser Position gegeniiber der induktivistischen Position zu betrachten, nach der, wie in vorangegangenen Kapiteln diskutiert, wissenschaftliche Erkenntnis induktiv aus gegebenen Tatsachen gewonnen wird. Wir haben gesehen, dass einige Tatsachen, im Speziellen experimentell gewonnene, in nicht vernachlassigbarer Weise theorieabhangig und fehlbar sind. Das stellt diejenige induktivistische Position infrage, die von der Wissenschaft verlangt, dass sie eine unproblematische und auf Tatsachen beruhende Begriindung haben soil. Der Falsifikationist erkennt, dass sowohl Tatsachen als auch Theorien fehlbar sind. Dennoch gibt es fur den Falsifikationisten eine wichtige Gruppe von Tatsachen, die die Uberprtifungsgrundlage fur wissenschaftliche Theorien darstellen. Sie besteht aus den auf Tatsachen beruhenden Behauptungen, die einer strengen Uberprtifung standgehalten haben. Das hat zur Folge, dass zwar die Basis der Wissenschaft fehlbar ist, dies jedoch kein so groBes Problem fiir Falsifikationisten darstellt wie fur Induktivisten, da Falsifikationisten eher nach einer kontinuierlichen Verbesserung der Wissenschaft streben als nach einem Beleg von Wahrheit oder wahrscheinlicher Wahrheit. Der Induktivist hat Probleme, Kriterien fiir gutes induktives SchlieBen zu spezifizieren und daher Schwierigkeiten, Fragen nach den Bedingungen zu beantworten, unter denen gesagt werden kann, dass Tatsachen eine signifikante Unterstutzung einer Theorie liefem. Der Falsifikationist ist in diesem Zusammenhang im Vorteil. Tatsachen unterstutzen eine Theorie in bedeutsamer Art und Weise,

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wenn durch sie eine strenge LFberprtifung dieser Theorie geleistet wird. Die Bestatigungen neuartiger Vorhersagen sind wichtige Bestandteile dieser Kategorie. Das macht es moglich zu erklaren, warum Wiederholungen von Experimenten nicht zu einer bedeutsamen Steigemng der empirischen Unterstutzung einer Theorie fuhren, eine Tatsache, der sich extreme Induktivisten nur schwer anschlieBen konnen. Die Durchfuhrung eines bestimmten Experiments kann eine strenge Pnifung einer Theorie darstellen. 1st das Experiment angemessen und hat die Theorie der Uberpriifung standgehalten, werden weitere Wiederholungen des gleichen Experiments jedoch nicht mehr als ein strenger Test der Theorie angesehen und sind daher immer weniger in der Lage, eine bedeutsame Unterstutzung fiir sie zu liefem. Einmal mehr hat der Falsifikationist keine Schwierigkeiten zu erklaren, wie Wissen uber das, was nicht beobachtbar ist, aus Wissen uber beobachtbare Tatsachen gewonnen werden kann, wahrend dies fiir den Induktivisten sehr wohl der Fall ist. Behauptungen uber Nicht-Beobachtbares, konnen einer strengen Uberprufung unterzogen und unterstiitzt werden, indem ihre neuartigen Konsequenzen untersucht werden. Wir haben gesehen, dass Induktivisten Schwierigkeiten haben, induktives SchlieBen, das dazu eingesetzt wird zu zeigen, ob eine Theorie wahr oder wahrscheinlich wahr ist, zu charakterisieren und zu rechtfertigen. Der Falsifikationist umgeht dieses Problem, indem er darauf besteht, dass Wissenschaft keine Induktion beinhaltet. Die Deduktion wird eingesetzt, um die Konsequenzen von Theorien offen zu legen, sodass sie tiberpriift und gegebenenfalls falsifiziert werden konnen. Es wird jedoch nicht behauptet, dass das Standhalten einer Uberpriifung zeigen kann, ob eine Theorie wahr oder wahrscheinlich wahr ist. Im besten aller Falle ist das Ergebnis einer solchen Uberpriiftmg, dass demonstriert werden kann, dass die Theorie besser ist als ihre Vorgangerin. Der Falsifikationist setzt eher auf Fortschritt als auf Wahrheit.

Weiterfuhrende Literatur Zu Poppers Auseinandersetzung mit seinem falsifikationistischen Ansatz siehe „Realism and the Aim of Science" (1983). In der von Schilpp herausgegebenen Reihe „Library of Living Philosophers" erschien 1974 der Band „The Philosophy of Karl Popper". Er enthalt Poppers Autobiographic, einige von Kritikem verfasste Artikel zu seiner Philosophic und Poppers Antworten auf diese Kritiken sowie eine detaillierte Bibliographic seiner Werke. Einen gut verstandlichen Uberblick uber Poppers Philosophic bieten Ackermann (1976) und O'Hear (1980). Die Modifikation von Poppers Sichtweise wird ausfuhrlicher im Abschnitt „Bewahrung im Falsifikationismus" in Chalmers (1973) diskutiert Als weiterfuhrende Literatur kann dartiber hinaus der von Keuth (1998) herausgegebene Band „Karl Popper: Logik der Forschung" empfohlen werden (Anm. der Hrsg.).

Die Grenzen des Falsiflkationismus

7.1 Probleme der Logik Generalisiemngen, die wissenschaftliche Gesetze konstituieren, konnen logisch niemals aus einer endlichen Anzahl von Beobachtungen abgeleitet werden. Die Fehlerhaftigkeit eines Gesetzes kann jedoch durchaus logisch aus einer einzigen, dem Gesetz widersprechenden Beobachtung abgeleitet werden. Wird nur ein schwarzer Schwan beobachtet, wird die Aussage ,,A\\Q Schwane sind weiB" falsifiziert. Dies gilt ohne Ausnahme und kann nicht geleugnet werden. Dieses Argument zur Untermauerung einer falsifikationistischen Wissenschaftsphilosophie heranzuziehen, ist jedoch nicht so einfach, wie es erscheinen mag. Sobald wir uns jenseits solch einfacher Beispiele wie dem der Farbe von Schwanen bewegen und uns komplexeren Dingen zuwenden, die typischer fiir die Wissenschaft sind, treten Probleme auf. Ist die Wahrheit einer Beobachtungsaussage B gegeben, dann kann auf die Fehlerhaftigkeit einer Theorie T, die logischerweise nach sich zieht, dass B nicht der Fall sein kann, geschlossen werden. Dennoch bestehen gerade die Falsifikationisten darauf, dass Beobachtungsaussagen, die die Basis der Wissenschaft bilden, theorieabhangig und fehlbar sind. Konsequenterweise folgt aus einem Widerspruch zwischen T und B nicht, dass T falsch ist. Das Einzige, was logisch auf die Tatsache folgt, dass T eine Vorhersage mit sich bringt, die sich nicht mit B vereinbaren lasst, ist, dass entweder T oder B falsch ist. Daruber, welche dies ist, kann die Logik allein jedoch keine Auskunft geben. Wenn Beobachtungen und Experimente Belege erbringen, die im Widerspruch zu Gesetzen oder Theorien stehen, konnen die Belege ebenso falsch sein, wie das Gesetz oder die Theorie. Nichts an der Logik der Situation verlangt danach, dass immer das Gesetz oder die Theorie zuriickgewiesen werden muss, wenn ein Widerspruch zu Beobachtungen oder Experimenten besteht. Genauso kann eine fehlerbehaftete Beobachtung zuriickgewiesen und die Theorie, mit der sie nicht vereinbar ist, beibehalten werden. Genau dies war der Fall, als die kopemikanische Theorie beibehalten wurde, wahrend die mit bloBem Auge vorgenommenen Beobachtungen der GroBe von Venus und Mars, die zur Theorie in logischem Widerspruch standen, verworfen

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wurden. Das Gleiche gilt, wenn neuere Spezifikationen der Bahn des Mondes beibehalten und Schatzungen seiner GroBe durch Beobachtungen ohne Hilfsmittel zunickgewiesen werden. Wie sicher eine Aussage auch auf Beobachtungen und Experimenten basieren mag, die falsifikationistische Position kann die Moglichkeit nicht ausschlieBen, dass Fortschritte der wissenschaftlichen Erkenntnis die Unangemessenheit dieser Aussage offenbaren. In der Konsequenz sind einfache und uberzeugende Falsifikationen von Theorien mittels Beobachtungen nicht erreichbar. Die logischen Probleme des Falsifikationismus sind damit jedoch nicht beendet. „Alle Schwane sind weiB" wird zweifellos falsifiziert, wenji ein Fall von einem nicht-weiBen Schwan nachgewiesen werden kann. Aber vereinfachte Darstellungen der Logik der Falsifikation wie diese, verdecken eine emsthafte Schwierigkeit des Falsifikationismus, die aus der Komplexitat einer jeden realistischen Testsituation entsteht. Eine realistische wissenschaftliche Theorie wird eher aus der Gesamtheit einzelner allgemeiner Aussagen bestehen, als aus einer Einzelaussage wie „Alle Schwane sind weiB". Femer sind, wenn eine Theorie experimentell Uberprtift werden muss, mehr Aussagen beteiligt als die, aus denen die betreffende Theorie besteht. Die Theorie muss durch Hilfshypothesen erweitert werden, wie zum Beispiel durch Gesetze und Theorien, die den Gebrauch von benotigten Instrumenten bestimmen. Zusatzlich ist es notwendig, die sogenannten Anfangsbedingungen hinzuzufligen, wie zum Beispiel die Beschreibung des experimentellen Aufbaus, damit bestimmte Vorhersagen beztiglich der Giiltigkeit dessen, was experimentell uberprtift werden soil, abgeleitet werden konnen. Nehmen wir zum Beispiel an, dass eine astronomische Theorie durch Beobachtung der Positionen einiger Planeten mithilfe des Teleskops tiberpruft werden soil, dann muss die Theorie vorhersagen, wie das Teleskop justiert werden muss, damit man den Planeten zu einer bestimmten Zeit beobachten kann. Die Pramissen, von denen die Vorhersage abgeleitet wird, beinhalten die sich aufeinander beziehenden Aussagen, aus denen die zu iiberprlifende Theorie besteht, die sogenannten Anfangsbedingungen wie friihere Positionen des Planeten und der Sonne, sowie Hilfshypothesen, die zum Beispiel Korrekturen ermoglichen, die aufgrund der Lichtbrechung des Planeten in der Erdatmosphare vorgenommen werden mussen, etc. Wenn sich dann die Vorhersage, die sich aus diesem Labyrinth von Voraussetzungen ergibt, als falsch erweist (in unserem Beispiel, wenn der Planet nicht in der vorhergesagten Position erscheint), dann erlaubt uns die Logik der Situation allenfalls die Schlussfolgerung, dass mindestens eine der Voraussetzungen falsch gewesen sein muss. Die Identifikation der falschen Voraussetzung ist uns damit nicht moglich. Es kann sein, dass die Theorie, die tiberpruft werden sollte, falsch ist, aber ebenso kann es eine Hilfshypothese oder ein Teilaspekt der Beschreibung der Anfangsbedingungen sein, die ftir die falsche Vorhersage verantwortlich sind. Eine Theorie kann nicht endgiiltig falsifiziert werden, da die Moglichkeit nicht ausgeschlossen werden kann, dass einige Aspekte der komplexen Testsituation, nicht aber die untersuchte Theorie selbst, fur eine irrtiimliche Vorhersage verantwortlich sind. Diese Schwierigkeit firmiert unter der Bezeichnung DuhemeQuine-These nach Piere Duheme (1978), der sie erstmals erwahnte, und William V. O. Quine (1979), der sie emeut aufgriff.

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Es folgen einige Beispiele aus der Geschichte der Astronomie, die diesen Punkt veranschaulichen. In einem oben angefiihrten Beispiel diskutierten wir, wie Newtons Theorie scheinbar aufgrund der Umlaufbahn des Planeten Uranus widerlegt wurde. In diesem Fall stellte sich heraus, dass nicht die Theorie falsch war, sondem die Beschreibung der Anfangsbedingungen, die den zu der Zeit noch nicht entdeckten Planeten Neptun auBer Betracht lieB. Ein zweites Beispiel befasst sich mit dem Einwand des danischen Astronomen Tycho Brahe, der den Anspruch erhob, einige Jahrzehnte nach der erstmaligen Publikation der kopemikanischen Theorie, diese widerlegt zu haben. Wenn die Erde die Sonne umkreist, so argumentierte Brahe, dann musste sich die Richtung, aus der ein Fixstem von der Erde beobachtet wird, im Laufe des Jahres in dem MaBe verandem, wie sich die Erde von einer Seite der Sonne zur anderen bewegt. Aber als Brahe versuchte, diese vorhergesagte Parallaxe mit seinen Instrumenten nachzuweisen, misslang ihm dies, obgleich seine Instrumente zu den prazisesten und empfmdlichsten zahlten, die es zu jener Zeit gab. Brahe zog daraus den Schluss, dass die kopernikanische Theorie falsch sei. Im Nachhinein darf angenommen werden, dass es nicht die kopernikanische Theorie war, die fur die falsche Vorhersage verantwortlich war, sondem eine der Hilfshypothesen von Brahe. Brahe schatzte die Entfemung der Fixsteme als viel zu gering ein. Wenn seine Schatzung durch eine realistischere ersetzt wird, dann stellt sich die vorhergesagte Parallaxe als zu gering heraus, als dass sie mit den Instrumenten von Brahe hatte entdeckt werden konnen. Ein drittes Beispiel ist rein hypothetisch. Es wurde von Lakatos (1974, S. 98f.) konstruiert und lautet wie folgt: Die Geschichte betrifft einen imaginaren Fall planetarischer Unart. Ein Physiker in der Zeit vor Einstein nimmt Newtons Mechanik und sein Gravitationsgesetz A^ sowie die akzeptierten Randbedingungen A und berechnet mit ihrer Hilfe die Bahn eines eben entdeckten kleinen Planeten p. Aber der Planet weicht von der berechneten Bahn ab. Glaubt unser Newtonianer, dass die Abweichung von Newtons Theorie verboten war und dass ihr Beweis die Theorie A^ widerlegt? - Keineswegs. Er nimmt an, dass es einen bisher unbekannten Planeten p' gibt, der die Bahn von p stort. Er berechnet Masse, Bahn etc. dieses hypothetischen Planeten und ersucht dann einen Experimentalastronomen, seine Hypothese zu uberprtifen. Aber der Planet p' ist so klein, dass selbst das groBte vorhandene Teleskop ihn nicht beobachten kann: Der Experimentalastronom beantragt einen Forschungszuschuss um ein noch groBeres Teleskop zu bauen. In drei Jahren ist das Instrument fertig. Wird der unbekannte Planet p' entdeckt, so feiert man diese Tatsache als einen neuen Sieg der Newtonschen Wissenschaft. - Aber man fmdet ihn nicht. Gibt unser Wissenschaftler Newtons Theorie und seine Idee des storenden Planeten auf? - Nicht im Mindesten! Er mutmaBt nun, dass der gesuchte Planet durch eine kosmische Staubwolke vor unseren Augen verborgen wird. Er berechnet Ort und Eigenschaften

76 dieser Wolke und beantragt ein Forschungsstipendium, um einen Satelliten zur Uberpriifung seiner Berechnungen abzusenden. Vermogen die Instmmente des Satelliten (damnter vollig neue, die auf wenig gepruften Theorien beruhen) die Existenz der vermuteten Wolke zu registrieren, dann erblickt man in diesem Ergebnis einen glanzenden Sieg der Newtonschen Wissenschaft. Aber die Wolke wird nicht gefunden. Gibt unser Wissenschaftler Newtons Theorie, seine Idee des storenden Planeten und die Idee der Wolke, die ihn verbirgt, auf? Nein! Er schlagt vor, dass es im betreffenden Gebiet des Universums ein magnetisches Feld gibt, das die Instrumente des Satelliten gestort hat. Ein neuer Satellit wird ausgesandt. Wird das magnetische Feld gefunden, so feiem Newtons Anhanger einen sensationellen Sieg. Aber das Resultat ist negativ. Gilt dies als eine Widerlegung der Newtonschen Wissenschaft? - Nein. Man schlagt entweder eine neue, noch spitzfmdigere Hilfshypothese vor, oder ... die ganze Geschichte wird in den staubigen Banden der wissenschaftlichen Annalen begraben, vergessen und nie mehr erwahnt. Wenn man diese Geschichte als durchaus plausibel betrachtet, dann illustriert sie hervorragend, wie eine Theorie immerzu vor der Falsifikation bewahrt werden kann, indem die Falsifikation einfach auf einige andere Bereiche des komplexen Netzwerkes von Annahmen gelenkt wird. 7.2 Die Unzulanglichkeit des Falsifikationismus vor dem Hintergrund historischer Beispiele Eine fur den Falsifikationisten etwas peinliche historische Tatsache ist die, dass gerade jene Theorien, die allgemein zu den besten wissenschaftlichen Theorien gezahlt werden, niemals entwickelt worden waren, wenn sich Wissenschaftler strikt an die falsifikationistische Methodologie gehalten hatten. Sie waren bereits in ihren Anfangen widerlegt worden. Welche klassische wissenschaftliche Theorie man auch als Beispiel heranzieht, man kann - ob zu dem Zeitpunkt, zu dem sie zum ersten Mai vorgeschlagen wurde oder zu einem spateren Zeitpunkt - Beobachtungsaussagen finden, die zu dieser Zeit allgemein anerkannt waren, die aber mit der Theorie als unvereinbar angesehen wurden. Dennoch wurden diese Theorien nicht verworfen, was man fur die Wissenschaft als einen glucklichen Umstand betrachten muss. Einige historische Beispiele, die diesen Sachverhalt belegen, seien im Folgenden angefiihrt. In ihrem Anfangsstadium wurde Newtons Gravitationstheorie durch Beobachtungen der Umlaufbahn des Mondes falsifiziert. Es dauerte fast funfzig Jahre, um diese Falsifikation auf andere Ursachen als auf Newtons Theorie zurUckzufiihren. Spater wurde bekannt, dass dieselbe Theorie mit naheren Einzelheiten der Umlaufbahn des Planeten Merkur im Widerspruch stand. Auch diesmal wurde die Theorie deswegen nicht vollig aufgegeben. Es stellte sich heraus, dass es niemals moglich war, diese Falsifikation in einer Weise zu erklaren, die Newtons Theorie absicherte.

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Ein zweites Beispiel, das Lakatos (1974, S. 137ff.) zu verdanken ist, betrifft das bohrsche Atommodell. Fruhe Versionen der Theorie standen mit der Beobachtung im Widerspruch, dass Materie sich fiir eine Zeitspanne von langer als 10"^ Sekunden in einem statischen Zustand befindet. GemaB der Theorie umkreisen negativ geladene Elektronen innerhalb eines Atoms den positiv geladenen Kern. Aber gemaB der klassischen elektromagnetischen Theorie, auf der Bohrs Theorie aufbaut, strahlen kreisende Elektronen Energie aus. Die Energiestrahlung hat zur Folge, dass ein kreisendes Elektron an Energie verliert und in den Kern stiirzt. Quantitative Ausfuhrungen des klassischen Elektromagnetismus raumten eine geschatzte Zeit von etwa 10'^ Sekunden flir diesen Prozess ein. Gllicklicherweise hielt Bohr an seiner Theorie, ungeachtet ihrer Falsifikation, fest. Ein drittes Beispiel betrifft die Theorie der Kinetik und birgt den Vorteil, dass die Falsifikation dieser Theorie bereits bei ihrer Entstehung von ihrem Urheber eingeraumt wurde. Als Maxwell die ersten Details der kinetischen Gastheorie im Jahre 1859 veroffentlichte, bestatigte er in demselben Aufsatz die Tatsache, dass die Theorie durch Messungen der spezifischen Warme von Gasen falsifiziert wurde (Maxwell, 1965a, S. 409) 4. Achtzehn Jahre spater kommentierte er die Konsequenzen der kinetischen Gastheorie folgendermaBen (Maxwell, 1877, S. 245f.): Zweifelsohne ist es zum Teil sehr befriedigend, was wir bei unserem heutigen Wissensstand tiber die Natur von Teilchen wissen, jedoch gibt es andere Aspekte, die uns wahrscheinlich aus unserer Selbstgefalligkeit aufschrecken lassen und uns vielleicht schlieBlich aus all den Hypothesen, in denen wir bisher Zuflucht fanden, in vollig bewusste Unwissenheit fuhren, was der Auftakt flir jeden wirklichen Erkenntnisfortschritt ist. Alle entscheidenden Entwicklungen innerhalb der kinetischen Gastheorie fanden nach dieser Falsifikation statt. Auch diesmal kann man von Gliick sprechen, dass die Theorie angesichts der Falsifikation durch die Messungen der spezifischen Warme von Gasen nicht verworfen wurde, worauf zumindest der naive Falsifikationist hatte bestehen mussen. Als ein viertes Beispiel soil die kopemikanische Revolution im folgenden Abschnitt detaillierter umrissen werden. Dieses Beispiel unterstreicht die Schwierigkeiten, die sich fur den Falsifikationisten ergeben, wenn die Komplexitat des Wechsels umfassender Theoriegebaude betrachtet wird. Das Beispiel soil gleichzeitig den Hintergrund fur die Diskussion einiger neuerer und angemessenerer Ansatze darstellen, um das Wesen der Wissenschaft und ihrer Methoden zu charakterisieren.

^ Nachdruck eines 1859 vor der British Association gehaltenen Vortrags, siehe insbesondere den letzten Abschnitt.

78 7.3 Die kopernikanische Revolution Im Europa des Mittelalters war es allgemein anerkannt, dass die Erde sich im Mittelpunkt eines endlichen Universums befmdet und dass die Sonne, die Planeten und die Sterne um sie herum kreisen. Die Physik und Kosmologie, die den Rahmen fur diese Astronomie boten, waren im Grunde bereits im vierten Jahrhundert V. Chr. von Aristoteles entwickelt worden. Im zweiten Jahrhundert n. Chr. konstruierte Ptolemaus ein detailHertes astronomisches System, das die Umlaufbahnen der Sonne und aller Planeten beschrieb. In den frtihen Jahrzehnten des 16. Jahrhunderts entwarf Kopemikus eine neue Astronomie, eine Astronomie, die eine sich bewegende Erde beinhaltete, wodurch das aristotelische und ptolemaische System herausgefordert wurden. GemaB der kopemikanischen Vorstellung befmdet sich die Erde nicht im Mittelpunkt des Universums, sondern umkreist gemeinsam mit den anderen Planeten die Sonne. In der Zeit, als sich zunehmend Belege fiir den kopemikanischen Ansatz fanden, wurde das aristotelische Weltbild durch das newtonsche ersetzt. Einzelheiten der Geschichte dieses groBen Theorienwechsels - ein Wechsel, der sich liber anderthalb Jahrhunderte hinzog - unterstutzen keineswegs die Methodologien, die von Induktivisten und Falsifikationisten vertreten werden und zeigen die Notwendigkeit eines anderen, differenzierteren wissenschaftstheoretischen Ansatzes auf, der auch den Fortschritt von Wissenschaft erklart. Als Kopernikus im Jahr 1543 zum ersten Mai Einzelheiten seiner neuen Astronomie veroffentlichte, gab es eine Menge von Argumenten, die gegen sie vorgebracht werden konnten - und auch vorgebracht wurden. In Relation zum wissenschaftlichen Erkenntnisstand jener Zeit waren die Argumente stimmig, und Kopernikus konnte seine Theorie dagegen nicht befriedigend verteidigen. Um sich diese Situation vorstellen zu konnen, ist es notwendig, mit bestimmten Aspekten des aristotelischen Weltbildes vertraut zu sein, auf dessen Anschauungen die Kritik gegen Kopemikus bemhte. Ein kurzer Abriss einiger relevanter Punkte mag hier ausreichen. Das aristotelische Universum wurde in zwei voneinander getrennte Bereiche unterschieden. Die sublunare, innere Region, reiche von der im Zentrum stehenden Erde bis in die Umlaufbahn des Mondes. Die superlunare, himmlische Region sei die Fortsetzung des endlichen Universums, das sich von der Umlaufbahn des Mondes bis zur Sphare der Sterne erstrecke, die die auBere Grenze des Universums markierten. AuBerhalb dieser Sphare existiere nichts, nicht einmal Raum. Nichtausgeflillter Raum ist im aristotelischen System nicht moglich. Alle Himmelskorper in der superlunaren Region bestiinden aus einem unverganglichen Element, dem sogenannten Ather. Ather besitze eine natiirliche Neigung, sich in vollkommenen Kreisen um den Mittelpunkt des Universums zu bewegen. Diese Grundannahme wurde in der ptolemaischen Astronomie modifiziert und erweitert. Da Beobachtungen von Planetenpositionen zu unterschiedlichen Zeitpunkten, mit kreisformigen Umlaufbahnen, deren Mittelpunkt die Erde ist, nicht in Einklang gebracht werden konnten, fiihrte Ptolemaus weitere Bahnen, sogenannte Epizykel, in das System ein. Planeten bewegten sich demnach auf Kreisbahnen oder Epizykeln, deren Zentren sich auf Kreisbahnen um die Erde bewegten. Das System

79 der Umlaufbahnen konnte durch die Annahme weiterer Epizykel in einer Weise verfeinert werden, dass das daraus resultierende System mit Beobachtungen von Planetenpositionen ubereinstimmte und die Vorhersage zukiinftiger Planetenpositionen zulieB. Im Gegensatz zum geordneten, regelgeleiteten und unverganglichen Charakter der superlunarischen Region sei die sublunarische Region durch Veranderung, Wachstum und Zerfall, Entwicklung und Unstetigkeit gekennzeichnet. Alle Stoffe der sublunarischen Region stellten Mischungen aus den vier Elementen Luft, Erde, Feuer und Wasser dar. Die jeweils unterschiedliche Zusammensetzung der Elemente bestimme die Eigenschaften der so gebildeten Stoffe. Jedes Element habe seinen nattirlichen Platz im Universum. Der natiirliche Platz fur die Erde sei der Mittelpunkt des Universums, fur Wasser die Erdoberflache der Erde, fur Luft der Bereich unmittelbar tiber der Erdoberflache und fur Feuer der obere Bereich der Atmosphare, nahe der Umlaufbahn des Mondes. Folglich solle jeder irdische Gegenstand einen nattirlichen Platz in der sublunarischen Region haben, der von der relativen Zusammensetzung der vier Elemente abhinge. Steine, die ihrer Natur nach im Wesentlichen „Erde" sind, hatten so ihren naturlichen Platz nahe dem Erdmittelpunkt, wahrend Flammen, die ihrer Natur nach „Feuer" sind, ihren naturlichen Platz nahe der Mondumlaufbahn hatten. Alle Objekte hatten die Tendenz, sich auf direktem Wege aufwarts oder abwarts zu ihrem nattirlichen Platz hin zu bewegen. Steine hatten eine natiirliche Bewegung nach unten, zum Mittelpunkt der Erde, und Flammen eine naturliche Aufwartsbewegung, weg vom Mittelpunkt der Erde. Jede Bewegung, die sich von der naturlichen Bewegung unterscheidet, miisse eine Ursache haben. Zum Beispiel miissten Pfeile durch einen Bogen abgeschossen und Streitwagen durch Pferde gezogen werden. Dieses also ist der harte Kern der aristotelischen Mechanik und Kosmologie, der von den Zeitgenossen Kopemikus' vorausgesetzt und der fiir Argumente gegen eine sich bewegende Erde herangezogen wurde. Betrachten wir nun einige der starkeren Argumente gegen das kopernikanische System. Das Argument, das vielleicht die ernsthafteste Bedrohung fur Kopemikus darstellte, war das sogenannte Turmargument: Wenn die Erde sich in der Weise um ihre Achse drehe, wie Kopemikus behauptete, dann wurde jeder Punkt auf der Erdoberflache in jeder Sekunde eine betrachtliche Distanz zuriicklegen. Wenn von einem Turm, der auf der sich bewegenden Erde errichtet ist, ein Stein fallen gelassen wird, dann wu-d er seine naturliche Bewegung vollziehen und sich zum Mittelpunkt der Erde hin bewegen. Wahrenddessen bewegt sich der Turm im gleichen MaBe wie die Erde weiter. Folglich wird sich der Turm bereits weiter gedreht haben, wenn der Stein die Oberflache der Erde erreicht. Der Stein mtisste deswegen in einer gewissen Entfernung vom FuB des Turmes aufkommen. Aber in der Praxis geschieht dies nicht, der Stein trifft unmittelbar am FuB des Turmes auf Hieraus folgt also, dass die Erde sich nicht dreht und die kopemikanische Theorie falsch ist. Ein weiteres Argument gegen Kopemikus stammt aus der Mechanik und betrifft lose Objekte wie Steine, Philosophen etc., die sich auf der Erdoberflache befmden. Wenn sich die Erde drehen wiirde, wamm werden solche Objekte dann nicht von der Erdoberflache geschleudert, wie Steine von der Felge eines sich

80 drehenden Rades geschleudert werden? Und wenn die Erde sich nicht nur dreht, sondern sich auch als Ganzes um die Sonne dreht, warum lasst sie dabei nicht den Mond hinter sich? Einige Argumente gegen Kopemikus beruhen auf astronomischen Uberlegungen, die bereits weiter oben erwahnt wurden. Sie beziehen sich auf das Ausbleiben der Parallaxe in den beobachteten Positionen der Sterne und auf die Tatsache, dass Mars und Venus, mit bloBem Auge betrachtet, ihre GroBe im Laufe des Jahres nicht nennenswert verandern. Aufgrund der genannten und ahnlicher Argumente sahen sich die Verfechter der kopernikanische Theorie mit emsthaften Schwierigkeiten konfrontiert. Kopernikus selbst war in der Tradition der aristotelischen Metaphysik groB geworden und fand so keine angemessenen Argumente zur Verteidigung seiner Theorie. Angesichts des Beweismaterials gegen Kopemikus fragt man sich, was im Jahre 1543 fur die kopernikanische Theorie sprach. „Nicht besonders viel", muss die Antwort lauten. Der hauptsachliche Vorteil der kopernikanischen Theorie lag in der Eleganz, mit der sie Besonderheiten der Planetenbewegungen erklarte, die mit der konkurrierenden ptolemaischen Theorie lediglich auf recht umstandhche Weise erklart werden konnten. Die Besonderheiten bestanden in der riickwarts gerichteten Bewegung der Planeten und der Tatsache, dass Merkur und Venus im Gegensatz zu den anderen Planeten stets in Sonnennahe verbleiben. Ein Planet unterbricht (von der Erde aus gesehen) seine westwarts gerichtete Bewegung inmitten der Sterne und wandert fiir eine kurze Zeit denselben Weg in ostliche Richtung zurtick, um dann seinen Weg in westlicher Richtung fortzusetzen. Im ptolemaischen System wurden riickwarts gerichtete Bewegungen durch speziell zu diesem Zweck konstruierte Epizykel erklart - ein Schachzug, der als ziemlich ad hoc bezeichnet werden muss. Im kopernikanischen System sind derartige ktlnstliche Bewegungen nicht notwendig. Eine riickwarts gerichtete Bewegung stellt eine nattirliche Folge der Tatsache dar, dass die Erde gemeinsam mit den Planeten vor dem Hintergrund der Fixsteme die Sonne umkreist. Eine ahnliche Erklarung gibt es zum Problem der gleichbleibenden Nahe von Merkur und Venus zur Sonne. Dies ist eine logische Folge des kopernikanischen Systems, wenn man sich einmal klargemacht hat, dass die Umlaufbahnen von Merkur und Venus sich innerhalb der Umlaufbahnen der Erde befmden. Im ptolemaischen System mussten die Umlaufbahnen der Sonne, des Merkurs und der Venus auf eine kiinstliche Art und Weise miteinander verbunden werden, um das erforderliche Resultat zu erhalten. Es gab also bestimmte mathematische Eigenschaften der Theorie von Kopernikus, die zu jener Zeit fiir seine Theorie sprachen. Abgesehen davon waren die beiden rivalisierenden Systeme mehr oder weniger ebenbtirtig, soweit es das MaB an Einfachheit und die Ubereinstimmung mit Beobachtungen von Planetenpositionen betraf Kreisformige Umlaufbahnen, deren Mittelpunkt die Sonne darstellte, konnten nicht mit der Beobachtung in Ubereinstimmung gebracht werden, sodass Kopemikus, wie auch Ptolemaus, Epizykel hinzuziehen musste. Dabei mussten fiir beide Systeme etwa die gleiche Anzahl von Epizykeln angenommen werden, um Umlaufbahnen zu erhalten, die mit bekannten Beobachtungen im Einklang standen. Im Jahre 1543 konnte das Argument der mathematischen Einfachheit, das fur Kopemikus sprach, nicht als ein entsprechender Ausgleich zu den

81 mechanischen und astronomischen Argumenten betrachtet werden, die gegen ihn standen. Trotzdem faszinierte das kopernikanische System mathematisch orientierte Naturphilosophen, und ihre Anstrengungen zur Verteidigung der kopernikanischen Theorie wurden in den folgenden hundert Jahren zunehmend erfolgreicher. Derjenige, der am bedeutsamsten zur Verteidigung des kopemikanischen Systems beitrug, war Galilei. Er tat dies auf zweierlei Arten. Zunachst benutzte er ein Teleskop, um den Himmel zu beobachten und veranderte hiermit die Beobachtungsdaten, zu deren Erklarung die Theorie von Kopemikus erforderlich war.^ Zweitens hinterlieB er die Anfange einer neuen Mechanik, die die aristotelische Mechanik ersetzen sollte und die herangezogen wurde, um die gegen das kopernikanische System gerichteten Argumente aus der Mechanik zu entkraften. Als Galilei 1609 seine ersten Teleskope konstruierte und sie fur die Himmelsbeobachtung erprobte, machte er dramatische Entdeckungen. Er sah, dass es eine Vielzahl von Stemen gibt, die fur das bloBe Auge nicht sichtbar smd. Er sah, dass der Jupiter Monde besitzt und dass die Mondoberflache mit Bergen und Kratern uberzogen ist. Er beobachtete weiterhin, dass die augenscheinliche GroBe von Mars und Venus, durch das Teleskop betrachtet, sich in der Weise veranderte, wie es durch die kopernikanische Theorie vorhergesagt wurde. Spater sollte Galilei bestatigen, dass die Venus ebenso Phasen hat wie der Mond, wie es Kopernikus ebenfalls vorhergesagt hatte, und was mit dem ptolemaischen System im Widerspruch steht. Die Monde des Jupiters entkrafteten das von den Verfechtern der aristotelischen Theorie vorgebrachte Argument gegen Kopemikus, das auf der Tatsache beruhte, dass der Mond bei der sich angeblich drehenden Erde bleibt. Nun wurden die Aristoteliker mit dem gleichen Problem im Hinblick auf den Jupiter und seine Monde konfrontiert. Die der Erde ahnliche Oberflache der Monde untergrub die aristotelische Unterscheidung zwischen dem voUkommenen und unverganglichen Himmel und der sich verandemden und verganglichen Erde. Die Entdeckung der Venusphasen bedeutete einen Erfolg fur die Anhanger von Kopernikus und ein weiteres Problem fur die Verfechter des ptolemaischen Weltbildes. Es lasst sich nicht leugnen, dass, nachdem die Beobachtungen, die Galilei mit seinem Teleskop gemacht hatte, einmal anerkannt waren, die kopernikanische Theorie mit weniger Widerstand zu kampfen hatte. Die vorangegangenen Bemerkungen uber Galilei und das Teleskop werfen ein ernsthaftes erkenntnistheoretisches Problem auf. Warum sollten Beobachtungen durch ein Teleskop den Beobachtungen mit bloBem Auge vorgezogen werden? Ftir eine Antwort auf diese Frage konnte eine optische Theorie des Teleskops herangezogen werden, die die VergroBerungseigenschaft erklart und die gleichzeitig eine Beschreibung der unterschiedlichen Aberrationen liefert, die wir erwarten konnen. Aber Galilei selbst zog fur diesen Zweck keine Theorie der Optik heran. Die erste Theorie der Optik, die imstande war, in diesem Sinne eine theoretische Basis zu bieten, wurde von Galileis Zeitgenossen Kepler im fruhen 16. Jahr^ Die Anmerkungen zu Galilei und dem Teleskop sowie einige weitere Aspekte der Beurteilung der galileischen Physik stammen aus Feyerabends provokativer Darstellung in „Wider den Methodenzwang:' (1983).

82 hundert entworfen. Diese Theorie wurde in den folgenden Jahrzehnten verbessert und erweitert. Ein zweiter Zugang zu unserer Frage hinsichtlich der Uberlegenheit der teleskopischen Beobachtung gegentiber der mit bloBem Auge ist der, die Effektivitat des Teleskops praktisch zu demonstrieren, etwa dadurch, es auf entfemt gelegene Turme, Schiffe o.A. zu richten und zu zeigen, wie das Instrument Gegenstande vergroBert und das Auflosungsvermogen erhoht. Es gibt jedoch eine Schwierigkeit bei dieser Art von Rechtfertigung des Teleskops in der Astronomie. Wenn irdische Objekte durch das Teleskop betrachtet werden, ist es moglich, den betrachteten Gegenstand von Aberrationen, die durch das Teleskop verursacht werden, zu unterscheiden, da der Beobachter mit dem Aussehen eines Turmes Oder beispielsweise eines Schiffes vertraut ist. Dies aber trifft nicht zu, wenn ein Beobachter den Himmel erforscht und auf Phanomene stoBt, die er nicht kennt. In dieser Hinsicht ist es bedeutsam, dass Galileis Beschreibung von der Mondoberflache, wie er sie durch das Teleskop sah, einige Krater enthielt, die dort in Wirklichkeit nicht existieren. Vermutlich waren jene „Krater" Aberrationen, die auf die Funktionsweise von Galileis noch recht unvollkommenem Teleskop zuriickzufuhren sind. Dies soil geniigen, um die Problematik der Rechtfertigung der Beobachtung mit dem Teleskop aufzuzeigen und darzulegen, dass dies keineswegs unproblematisch ist. Galileis Widersacher, die seine Entdeckungen infrage stellten, waren nicht alles engstirnige und sture Reaktionare. Rechtfertigungen erfolgten und wurden zunehmend angemessener, wahrend gleichzeitig immer bessere Teleskope konstruiert und Theorien der Optik fur ihre Funktionsweise entwickelt wurden. Dies alles aber brauchte seine Zeit. Der bedeutendste wissenschaftliche Beitrag von Galilei waren seine Arbeiten innerhalb der Mechanik. Er lieferte einige der Grundlagen der newtonschen Mechanik, die die aristotelische Mechanik ersetzen sollte. Er unterschied deutlich zwischen Geschwindigkeit und Beschleunigung und stellte die Behauptung auf, dass sich Objekte im freien Fall mit einer konstanten Beschleunigung bewegen, die unabhangig von ihrem Gewicht ist, wobei der zuriickgelegte Weg dem Quadrat der Fallzeit proportional ist. Er bestritt die Behauptung von Aristoteles, dass jede Bewegung verursacht werden musse, und machte geltend, dass die Geschwindigkeit eines sich langs einer Kreisbahn um die Erde bewegten Korpers weder zu- noch abnehmen konne, da er weder falle noch steige. Er analysierte die Bewegungen von Wurfgeschossen durch eine Zerlegung in Komponenten: in eine horizontale Komponente, die eine konstante Geschwindigkeit gemaB dem Tragheitsgesetz darstellt und in eine vertikale Komponente, die einer konstanten Beschleunigung nach unten unterliegt. Er zeigte, dass die resultierende Bahn des Wurfkorpers durch eine Parabel beschrieben wird. Er entwickelte das Konzept der relativen Bewegung und bewies, dass die gleichformige Bewegung eines Systems mechanisch nicht ohne Riickgriff auf irgendeinen Bezugspunkt auBerhalb des Systems wahrgenommen werden kann. Seine entscheidenden Entwicklungen brachte Galilei nicht auf einmal hervor. Sie entstanden nach und nach in uber einem halben Jahrhundert und wurden in seinem Buch ,,Unterredungen und mathematische Demonstrationen uber zwei neue Wissenszweige, die Mechanik und die Fallgesetze betreffend'' (Galilei, 1987b), das erstmals 1638 veroffentlicht wurde, zusammengefasst - fast ein Jahr-

83 hundert nach der Publikation des Hauptwerkes von Kopemikus. Galilei stellte seine neuen Konzepte wesentlich praziser und zunehmend klarer mithilfe von Beispielen und Gedankenexperimenten dar. Gelegentlich beschrieb Galilei tatsachliche Experimente, zum Beispiel zum Verhalten von Kugeln auf schiefen Ebenen, auch wenn strittig ist, wie viele dieser Experimente tatsachlich durchgefiihrt wurden. Galileis neue Mechanik versetzte das kopernikanische System in die Lage, einigen der oben erwahnten Einwande zu begegnen. Ein Gegenstand, der auf einer Turmspitze gehalten wird und der sich genauso wie der Turm in einer Kreisbewegung um den Erdmittelpunkt dreht, wird diese Bewegung zusammen mit dem Turm fortsetzen und wird, wenn man ihn fallen lasst, folglich direkt am FuB des Turmes auftreffen, was auch unserer Erfahrung entspricht. Galilei fiihrte dieses Argument weiter und behauptete, dass die Richtigkeit seines Tragheitsgesetzes demonstriert werden konne, indem man einen Stein von der Mastspitze eines sich gleichformig vorwarts bewegenden Schiffes fallen lasst und dann feststellt, dass dieser unmittelbar am MastfuB auf dem Deck auftrifft, wenngleich Galilei nicht den Anspruch erhoben hat, dieses Experiment tatsachlich durchgefuhrt zu haben. Mit der Erklarung, warum lose Gegenstande nicht von der Oberflache der sich drehenden Erde geschleudert werden, war Galilei weniger erfolgreich. Obgleich der GroBteil des wissenschaftlichen Werkes von Galilei entworfen wurde, um die kopernikanische Theorie zu stutzen, entwickelte Galilei selbst keine detaillierte Astronomic und scheint eher der aristotelischen Sichtweise mit seiner Praferenz fur kreisformige Umlaufbahnen angehangen zu haben. Es war Galileis Zeitgenosse Kepler, dem in dieser Richtung ein entscheidender Durchbruch gelang, als er entdeckte, dass man sich jede Planetenbahn als eine Ellipse vorstellen muss, in deren Mittelpunkt sich die Sonne befindet. Diese Entdeckung machte das komplexe System von Epizykeln iiberflussig, das von Kopernikus als auch von Ptolemaus fiir notwendig erachtet wurde. Im ptolemaischen System mit der Erde als Mittelpunkt ist eine derartige Vereinfachung nicht moglich. Kepler konnte auf Aufzeichnungen von Planetenpositionen von Tycho Brahe zurtickgreifen, die weitaus genauer waren als die, tiber die Kopernikus verfligen konnte. Nach einer gewissenhaften Analyse der Daten gelang Kepler zu seinen drei Gesetzen der Planetenbewegungen, die besagen, dass sich Planeten in elliptischen Bahnen um die Sonne bewegen, dass die Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt der Sonne und dem eines Planeten in gleicher Zeit gleiche Flachen iiberstreicht und dass die Quadrate der Umlaufzeiten der Planeten sich proportional zu den Kuben der mittleren Entfernungen von der Sonne verhalten. Galilei und Kepler bemtihten sich sicherlich beide darum, Belege fur die kopernikanische Theorie zu liefem. Jedoch waren weitere Entwicklungen notwendig, bevor sie auf die sichere Grundlage einer umfassenden Physik gestellt werden konnte. Newton war in der Lage, die Werke von Galilei, Kepler und anderen zu nutzen, um eine umfassende Physik zu entwickeln, wie er sie in seiner ,,Fhilosophiae naturalisprincipia mathematical (1687) veroffentlichte. Er fand ein klares Konzept der Kraft als eine Ursache von Beschleunigung anstelle von Bewegung; ein Konzept, das in Schriften von Galilei und Kepler in etwas diffuser Weise vor-

84 gestellt wurde. Newton ersetzte Galileis zirkulares Tragheitsgesetz durch sein eigenes lineares Tragheitsgesetz, nach dem Korper sich in geraden und gleichformigen Bewegungen fortbewegen, sofern keine Krafte auf sie einwirken. Ein weiterer bedeutsamer Beitrag von Newton war die Gravitationstheorie. Sie versetzte Newton in die Lage, eine Erklarung dafiir zu liefern, warum Keplers Gesetz der Planetenbewegung und Galileis Gesetz des freien Falls annahemd zutreffend waren. Im System von Newton bildete die Wirklichkeit der Himmelskorper und der irdischen Korper eine Einheit - und alle Korper bewegen sich gemaB Newtons Bewegungsgesetzen unter dem Einfluss von Kraften. Nachdem Newtons Physik einmal anerkannt war, war es moglich, sie im Einzelnen auf die Astronomie anzuwenden. Es war zum Beispiel moglich, die Details der Umlaufbahn des Mondes zu erforschen, wobei seine endliche GroBe, die Erddrehung, die Schwankungen der Erde um die eigene Achse und so weiter berticksichtigt wurden. Es war ebenfalls moglich, die Abweichung der Planetenbewegungen von den Vorhersagen der keplerschen Gesetze zu untersuchen, die durch die endliche Masse der Sonne, interplanetarische Krafte etc. bedingt sind. Derartige Entwicklungen sollten einige der Nachft)lger Newtons fur die nachsten Jahrhunderte beschaftigen. Die Geschichte, die hier in groben Umrissen dargestellt wurde, sollte ausreichen, um aufzuzeigen, dass die kopernikanische Revolution nicht damit vollzogen war, einen Hut ein- oder zweimal vom schiefen Turm von Pisa fallen zu lassen. Es ist ebenso klar, dass weder die Induktivisten noch die Falsifikationisten eine wissenschaftstheoretische Erklarung bieten konnen, die mit dieser geschichtlichen Entwicklung vereinbar ware. Neue Konzepte von Kraft und Tragheit waren nicht das Ergebnis vorsichtiger Beobachtungen und Experimente, noch ergaben sie sich aus der Falsifikation kiihner Vermutungen und der wiederholten Ablosung einer kiihnen Vermutung durch eine andere. An fi*iihen Formulierungen der Theorie, einschlieBlich unvollstandig formulierten Konzepten, wurde festgehalten, und sie wurden, ungeachtet augenfalliger Falsifikationen, weiterentwickelt. Erst nachdem ein neues physikalisches System entwickelt worden war - ein Prozess, der die intellektuelle und praktische Arbeit vieler Wissenschaftler tiber mehrere Jahrhunderte in Anspruch nahm - konnten erfolgreich Ubereinstimmungen der neuen Theorie mit Ergebnissen von Beobachtungen und Experimenten im Detail aufgezeigt werden. Kein einziger wissenschaftstheoretischer Ansatz kann als annahemd angemessen bezeichnet werden, sofern er nicht Raum fur derartige Faktoren bietet.

7.4 Die Unangemessenheit des falsinkationistischen Abgrenzungskriteriums und Poppers Antwort Poppers Abgrenzungskriterium zwischen Wissenschaft und Nicht- bzw. Pseudowissenschaft ist verlockend. Wissenschaftliche Theorien sollen falsifizierbar sein. Das heiBt, sie sollen Konsequenzen haben, die durch Beobachtungen oder Experimente iiberprufbar sind. Gilt dieses Kriterium uneingeschrankt, hat es die Schwache, dass es zu leicht erfullt wird, im Besonderen durch viele Erkenntnisanspruche, die Popper als unwissenschaftlich klassifizieren wiirde. Astrologen stel-

85 len Behauptungen auf, die falsifizierbar sind (und haufig falsifiziert werden) und in Zeitungen und Zeitschriften publizierte Horoskope machen falsifizierbare (wie unfalsifizierbare) Aussagen. Dieselbe bereits in Kapitel 5 erwahnte Zeitungskolumne „Ihre Sterne", welche die (nicht falsifizierbare) Voraussage macht „Bei Sportwetten kann Gliick im Spiel sein", verspricht denjenigen, die am 28. Marz Geburtstag haben, dass „ein neuer Liebhaber die Augen zum Glanzen bringen wird und die sozialen Aktivitaten verbessert", ein Versprechen, das mit Sicherheit falsifizierbar ist. Jede fundamentalistische christliche Vereinigung, die darauf besteht, dass die Bibel wortlich zu nehmen ist, ist falsifizierbar. Die in der Genesis aufgestellte Behauptung, dass Gott Seen schuf und sie mit Fischen bevolkerte, wUrde falsifiziert werden, wenn es keine Seen und/oder Fische gabe. Popper selbst merkt an, dass die freudsche Theorie, in dem sie Traume als Wunscherfiillungen konstruiert, der Herausforderung der Falsifikation mit Albtraumen begegnet. Als Antwort auf diese Beobachtung konnte ein Falsifikationist anmerken, dass Theorien nicht nur falsifizierbar, sondem auch nicht falsifiziert sein miissen. Dies widerlegt den Anspruch von Horoskopen, wissenschaftlich zu sein. Popper legt dar, dass es auch die freudsche Theorie eliminiert. Aber diese Losung sollte nicht voreilig angenommen werden, da sie alles, was der Falsifikationist als Wissenschaft beibehalten mochte, ebenfalls ausschlieBt, da wir gesehen haben, dass die meisten wissenschaftlichen Theorien mit Problemen behaftet sind und zu der einen oder anderen akzeptierten Beobachtung im Widerspruch stehen. So wird im raffinierten Falsifikationismus zugelassen, dass Theorien im Angesicht einer Falsifikation modifiziert werden und dass sogar trotz Falsifikationen Theorien weiterverfolgt werden, in der Hoffhung, dass die Probleme in der Zukunft gelost werden. Diese Art der Antwort ist in der folgenden Passage von Popper (1974, S. 55) zusammengefasst, in der er sich mit Schwierigkeiten der gerade angefiihrten Art auseinandersetzt. Dabei habe ich jedoch immer auch die Notwendigkeit eines gewissen Dogmatismus betont: Dem dogmatischen Wissenschaftler fallt eine wichtige Rolle zu. Wurde man allzu schnell der Kritik den Platz tiberlassen, dann wiirde man nie ausfindig machen konnen, worin die reale Kraft unserer Theorien liegt. Aus meiner Perspektive illustriert diese Passage den Umfang, in dem der Falsifikationismus mit emstzunehmenden Schwierigkeiten bezuglich der in diesem Kapitel aufgeworfenen Kritik konfrontiert ist. Die StoBrichtung des Falsifikationismus ist die Betonung der kritischen Komponente von Wissenschaft. Unsere Theorien sind unermtidlicher Kritik auszusetzen, sodass ungeeignete ausgesondert und durch geeignetere ersetzt werden. Angesichts der Probleme beztiglich der Bestimmtheit, mit der Theorien falsifiziert werden konnen, gesteht Popper ein, dass es oft notig ist, an Theorien trotz offensichtlicher Falsifikation festzuhalten. Obwohl unermtidliche kritische Auseinandersetzung empfohlen wird, scheint es, dass das Gegenteil, namlich Dogmatismus, auch eine positive Rolle zu spielen hat. Dariiber hinaus ist es dann, wenn sowohl eine kritische als auch eine dogmatische Einstellung toleriert werden kann, schwer festzustellen, welche ausgeschlossen

86 werden soil. Es ware pure Ironie, wenn die hoch elaborierte Version des Falsifikationismus so geschwacht wixrde, dass sie nichts mehr ausschlieBen konnte und dabei mit genau den Gedanken in Widerspruch stunde, die Popper veranlassten, sie zu formulieren.

Weiterfiihrende Literatur Eine Reihe von Kritikpunkten an Poppers Falsifikationismus enthalt Schilpp (1974). Kritik an der alles andere als raffinierten Art des Falsifikationismus fmdet sich bei Lakatos (1974). Viele der in diesem Kapitel angefiihrten Punkte zur Unvereinbarkeit der kopernikanischen Revolution zum Falsifikationismus stammen aus Feyerabend (1983). In Lakatos und Musgrave (1974) fmden sich Aufsatze, die Poppers Position kritisch mit der von Kuhn vergleichen, dessen Sichtweise im nachsten Kapitel diskutiert wird. Einige der zuletzt genannten Kritikpunkte fmden sich bei Mayo (1996).

8 Theorien als Strukturen I: Kuhns Paradigmen

8.1 Theorien als Strukturen Die im vorausgegangenen Kapitel skizzierte kopemikanische Revolution legt die Vermutung nahe, dass sowohl der induktivistische als auch der falsifikationistische Beitrag zur Wissenschaftstheorie nicht umfassend genug ist. Indem sie sich auf die Beziehung zwischen Theorien und Beobachtungsaussagen konzentrieren, scheint es ihnen nicht zu gelingen, der Komplexitat der Entwicklung bedeutender Theorien gerecht zu werden. Seit den 1960er Jahren ist es tiblich geworden, daraus den Schluss zu ziehen, dass ein angemessenerer Zugang zur Wissenschaft die Berucksichtigung der theoretischen Rahmenbedingungen, unter denen wissenschaftliche Aktivitaten stattfinden, erfordert. Die nachsten drei Kapitel beziehen sich auf drei einflussreiche Ansatze, die sich diesen Standpunkt zu Eigen gemacht haben. In Kapitel 13 werden wir die Gelegenheit haben, uns mit der Frage auseinanderzusetzen, ob ein „Theorie-dominiertes" Verstandnis von Wissenschaft zu weit geht. Ein Grund dafur, warum Theorien als Strukturen gesehen werden, lasst sich aus der Wissenschaftsgeschichte ableiten. Historische Studien zeigen, dass die Entwicklung und der Fortschritt der bedeutendsten Wissenschaften von induktivistischen und falsifikationistischen Ansatzen nicht erfasst werden. Die kopemikanische Revolution hat uns daflir bereits als Beispiel gedient. Die Annahme wird dadurch gesttitzt, dass die Physik einige Jahrhunderte nach Newton unter newtonschen Rahmenbedingungen weitergefuhrt wurde, bis diese zu Beginn dieses Jahrhunderts durch die Relativitats- und die Quantentheorie infrage gestellt wurden. Das historische Argument ist jedoch nicht der einzige Grund dafur, dass es fur notwendig erachtet wurde, sich auf theoretische Rahmenbedingungen zu konzentrieren. Ein allgemeineres, philosophisches Argument ist eng verkniipft mit der Theorieabhangigkeit von Beobachtungen. In Kapitel 1 wurde deutlich gemacht, dass Beobachtungsaussagen in der Sprache einer Theorie formuliert sein miissen. Folglich sind die Aussagen und die Begriffe, die in einer Theorie verwendet werden, nur in dem MaBe prazise und informativ, wie es die Theorie ist, in deren Sprache sie formuliert wurden. So sind wir uns zum Beispiel sicherlich dariiber

88 einig, dass der newtonsche Begriff der „Masse" eine prazisere Bedeutung als beispielsweise der Begriff der „Demokratie" hat. Wir sind der Meinung, dass der Grund fur die relativ genaue Bedeutung des erstgenannten Begriffs sich aus der Tatsache ableiten lasst, dass er eine spezifische, genau definierte Bedeutung in einer prazisen, eindeutig umrissenen Theorie hat, namlich in der Newtonschen Mechanik. Hingegen wissen wu* nur zu gut, dass Theorien, in denen der Begriff „Demokratie" vorkommt, verschwommen und vieldeutig sind. Wenn wir tatsachlich von diesem engen Zusammenhang, der zwischen der Genauigkeit der Bedeutung eines Terminus oder einer Aussage und der Rolle, die der Terminus oder die Aussage in einer Theorie spielt, ausgehen konnen, dann folgt hieraus unmittelbar, dass Bedarf an einheitlich strukturierten Theorien besteht. Die Abhangigkeit der Bedeutung von Begriffen von der Struktur einer Theorie, in der sie Verwendung finden, sowie die Abhangigkeit der Genauigkeit ihrer Bedeutung von der Genauigkeit und der Koharenz der Struktur dieser Theorie, wird deutlicher, wenn man die begrenzten Moglichkeiten in Betracht zieht, wie Begriffe anderweitig ihre Bedeutung erhalten konnen. Eine Alternative ist die Auffassung, dass Begriffe ihre Bedeutung mittels einer Definition bekommen. Als grundlegendes Verfahren, mit dem Begriffsbestimmungen geleistet werden konnen, mtissen Definitionen jedoch abgelehnt werden, weil Begriffe nur tiber andere Begriffe definiert werden konnen, deren Bedeutung bekannt ist. Wenn die Bedeutung dieser zur Definition herangezogenen Begriffe selbst wieder mittels Definition bestimmt werden muss, dann wird deutlich, dass uns dies zu einem unendlichen Regress fuhrt, es sei denn, dass die Bedeutung irgendwelcher Begriffe auf andere Art und Weise festgelegt ist. Ein Worterbuch hat wenig Sinn, wenn jemand nicht schon viele Worter kennt. Newton konnte die Begriffe „Masse" oder „Krafl" nicht in vor-newtonscher Terminologie definieren. Er musste notgedrungen die Terminologie des alten Begriffssystems uberschreiten, um ein neues System entwickeln zu konnen. Eine zweite Alternative ist die, dass die Bedeutung von Begriffen mittels ostensiver Definition durch Zeigehandlung und Beobachtung festgelegt wird. In unserer Diskussion dartiber, wie ein Kind die Bedeutung von „Apfel" lemt (siehe Kapitel 1), haben wir gesehen, dass diese Alternative selbst im Falle eines solch elementaren Begriffs wie „Apfel" nur schwer aufrechtzuerhalten ist. Sie scheint noch weniger plausibel, bezieht man sich auf Definitionen von Begriffen wie „Masse" in der Mechanik oder „elektrisches Feld" im Elektromagnetismus. Die Behauptung, dass Begriffe zumindest zum Teil ihre Bedeutung aus der Rolle gewinnen, die sie in einer Theorie spielen, wird durch die folgenden historischen Beispiele unterstiitzt. Im Gegensatz zur weit verbreiteten Legende war das Experiment in keiner Weise der Schlussel zu Galileis Innovationen in der Mechanik. Viele der „Experimente", auf die er sich beruft, wenn er seine Theorie darlegt, sind Gedankenexperimente. Dies stellt fur diejenigen Empiristen einen Widerspruch dar, die darauf bestehen, dass neue Theorien auf experimentellen Ergebnissen basieren, wird aber unmittelbar verstandlich, wenn man sich vergegenwartigt, dass prazises Experimentieren nur dann moglich ist, wenn man im Besitz einer prazisen Theorie ist, die imstande ist, Vorhersagen in Form von prazisen Beobachtungsaussagen zu liefem. Galilei lieferte einen bedeutenden Beitrag zum Aufbau einer neuen

89 Mechanik, die sich in spateren Stadien als tragfahig fur eingehendes Experimentieren erwiesen hat. Es braucht uns nicht zu verwundern, dass seine Leistung eher aus Gedankenexperimenten, Analogien und anschaulichen Metaphern bestand als aus ausfiihrlichem Experimentieren. Die typische Geschichte eines Begriffes, ob es sich nun um den Begriff „chemisches Element", „Atom" oder „das Unbewusste" handelt, beginnt zunachst einmal mit einer vagen Vorstellung, die dann erst allmahlich in dem MaBe deutlich wird, in dem die Theorie, deren Bestandteil er ist, eine prazisere und koharentere Form annimmt. Die Entstehung des Begriffes „elektrisches Feld" liefert dafiir ein besonders treffendes Beispiel. Als er in der ersten Halfte des 19. Jahrhunderts von Faraday zum ersten Mai eingefuhrt wurde, war er sehr vage und mithilfe von mechanischen Analogien wie „gespannter Faden" und einer bildhaften Verwendung von Termini wie „Spannung", „Starke" und „Krafl" formuliert. Der Feldbegriff wurde in dem MaBe besser defmiert, wie die Beziehung zwischen dem elektrischen Feld und anderen elektromagnetischen GroBen deutlicher gemacht werden konnte. Als Maxwell erst einmal seinen „VerschiebungsStrom" - wiederum mithilfe mechanischer Analogien - eingefuhrt hatte, war es moglich, mit den maxwellschen Gleichungen innerhalb der Theorie ein hohes MaB an Koharenz herbeizufuhren. Die maxwellschen Gleichungen decken deutlich eine Wechselbeziehung zwischen samtlichen elektromagnetischen FeldgroBen auf Nur kurze Zeit danach wurde der Ather, den man als notwendig erachtet hatte, um den Feldem eine mechanische Grundlage zu geben, uberflussig. Der Begriff „Feld" blieb als klar defmiertes, eigenstandiges Konzept bestehen. In diesem Abschnitt habe ich versucht, die logische Grundlage eines Zugang zur Wissenschaft zu schaffen, der auf die theoretischen Rahmenbedingungen abzielt, innerhalb derer wissenschaftliche Aktivitaten und Auseinandersetzungen stattfinden. Im Folgenden werden wir uns mit drei bedeutenden Philosophen beschaftigen, die diese Idee verfolgt haben.

8.2 Thomas Kuhn In seinem Buch ,,Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen '\ erstmals erschienen 1962 und acht Jahre spater in uberarbeiteter Fassung wieder aufgelegt (dt. 1967, zweite revidierte und um das Postskriptum von 1969 erganzte Auflage 1976, 4. Aufl. 1979), setzt sich Kuhn kritisch mit induktivistischen und falsifikationistischen Beitragen zur Wissenschaft auseinander. Seine Ansichten wurden seither in der Wissenschaftsphilosophie immer wieder aufgegriffen. Kuhn began