Analytische Philosophie

Wissenschaftliche Theorien und ihre Dynamik

Über theoretische Begriffe

Auf den vorangegangenen Seiten haben wir wiederholt das Konzept theoretischer Begriffe behandelt, die Neopositivisten – und nicht nur sie – in der Regel den Beobachtungsbegriffen gegenüberstellen. Die Frage nach dem Status theoretischer Begriffe gehört in der Wissenschaft zu den umstrittensten. Ein Missverständnis über den Status dieser Begriffe führt unweigerlich zu einem Missverständnis über den gesamten Wissenschaftsapparat. Vor diesem Hintergrund haben wir beschlossen, vor der weiteren Darstellung der Geschichte der analytischen Philosophie besonders die Natur theoretischer Begriffe zu betrachten.

Es existiert eine umfangreiche Literatur, in der die Natur theoretischer Begriffe auf Abstraktionen und Idealisierungen reduziert wird. Die Argumentation läuft dabei meist folgendermaßen ab: Gegenstand der Wissenschaft sind bestimmte Objekte mit unterschiedlichen Eigenschaften. Die Wissenschaft ist jedoch nicht in der Lage, die Objekte so zu erkennen, wie sie tatsächlich sind. Daher müsse man bestimmte Operationen auf die Objekte und ihre Eigenschaften anwenden – insbesondere Abstraktion und Idealisierung. Das Ergebnis dieser Operationen sind die theoretischen Begriffe, durch die die Realität in der Theorie rekonstruiert wird. Erkenntnis erfolgt in zwei Schritten: Zunächst vom Konkreten zum Abstrakten und Idealen, dann vom Theoretischen zurück zum experimentell Beobachtbaren.

Diese Art der Argumentation wird von vielen Forschern als selbstverständlich angesehen, doch sie sollte hinterfragt werden. Nach dem Prinzip der theoretischen Relativität sind Objekte so, wie sie in der Theorie dargestellt werden. Die Gegenüberstellung von Konkretem und Theoretischem (abstrakt-ideal) erweist sich daher als unhaltbar. Neopositivisten betrachten stets das Verhältnis zwischen Theoretischem und Empirischem, setzen dies jedoch nicht mit Abstrakt-Idealem und Konkretem gleich. Materialisten, insbesondere Marxisten, neigen hingegen zu einer eindeutigen Interpretation theoretischer Begriffe als Abstraktionen und Idealisierungen. Gleiches gilt häufig auch für Idealisten.

Unsere Position besteht darin, dass der Status theoretischer Begriffe innerhalb der Wissenschaft bestimmt werden muss. Es ist unzulässig zu behaupten, dass Objekte ursprünglich anders seien, als die Theorie sie darstellt. Genau dies jedoch argumentieren Vertreter des Aufstiegs vom Konkreten zum Theoretischen: Sie beginnen mit dem Unwissenschaftlichen, wechseln zum Wissenschaftlich-Theoretischen und erklären dann das Konkrete über das Theoretische. Wir werden zeigen, dass diese Argumentation nicht tragfähig ist.

Zur Illustration unserer Position sei die Physik herangezogen – ebenso gut könnte jede andere Wissenschaft gewählt werden. Ein theoretisches Gesetz wird üblicherweise in Form einer Gleichung dargestellt, z. B. f(x, y, z) = 0. Variablen symbolisieren Eigenschaften physikalischer Objekte; ihre Anzahl entspricht der Anzahl der relevanten Eigenschaften. Das Gesetz gilt für jedes Objekt eines Klassenbegriffs, z. B. alle Elektronen, Protonen oder Pendel. Die Klasse wird durch einen gemeinsamen Namen bezeichnet, etwa „Elektronen“. Eigenschaften eines einzelnen Elektrons sind z. B. Ladung, Masse, Geschwindigkeit, Impuls, Energie und Spin.

Interessiert man sich weniger für das Gesetz selbst als für ein einzelnes Objekt, wird ein Modell für dieses Objekt konstruiert. Beispielsweise für das fünfte Elektron: f(x₅, y₅, z₅) = 0. Dann wird bestimmt, welche Eigenschaften messbar sind. Einige lassen sich direkt messen, andere nur indirekt. Damit betrachten wir theoretische Begriffe auf drei Ebenen: Gesetzes-, Modell- und Experimentebene. Theoretische Begriffe beziehen sich meist auf die ersten beiden Ebenen.

Bisher war keinerlei Bezug auf Abstraktion oder Idealisierung erforderlich. Abstraktion bedeutet die Abstraktion von Objekten oder deren Eigenschaften; das Ergebnis ist eine Abstraktion. Betrachtet man etwa die Masse eines Objekts isoliert, ist dies eine Abstraktion. Idealisierung bedeutet, einem Objekt Eigenschaften zuzuschreiben, die es tatsächlich nicht besitzt, wie materialisierte Punkte, idealer Gaszustand oder absolut starre Körper.

Die Betrachtung physikalischer Gesetze zeigt jedoch keine Abstraktionen: Alle Objekte und deren Eigenschaften werden berücksichtigt. Vertreter der Abstraktionstheorie behaupten dagegen, dass im Gesetz f(x, y, z) = 0 die Eigenschaften isoliert betrachtet werden und die Objekte selbst keine Rolle spielen. Diese Sichtweise ist falsch: Das Gesetz gilt definitionsgemäß für alle Objekte einer Klasse und berücksichtigt die Zusammenhänge der Eigenschaften.

Befürworter der Idealisierung argumentieren oft, dass bei wissenschaftlicher Analyse unwesentliche Eigenschaften abstrahiert werden. Natürlich kann ein Forscher bestimmte Eigenschaften oder Objekte ignorieren, dies ist jedoch nur eine Vereinfachung, kein Beweis für die abstrakte Natur theoretischer Begriffe. Abstraktion ist weder notwendig noch vorrangig; sie darf die Rückkehr zum Konkreten nicht verhindern. Ein Forscher kann eine Eigenschaft isoliert betrachten, z. B. Farbe oder Mut, immer im Bezug auf konkrete Objekte oder menschliche Werte.

Idealisierungen werden oft als unentbehrlich für die Theorie angesehen, doch bei realen physikalischen Untersuchungen sind sie Hilfsmittel, keine essentiellen Wahrheiten. Beispiel: Masse existiert unabhängig von idealisierten Modellen. Ein idealer Gaszustand oder ein absolut starrer Körper dient nur der Vereinfachung. Auch Reichenbachs Konzept der metrischen koordinativen Definition betrachtet das starre Objekt nicht als Idealisierung: Alle physikalischen Körper besitzen messbare, quantitative Eigenschaften.

Abstraktion und Idealisierung führen nie zum Kern der Wissenschaft. Wer abstrahiert oder idealisiert, entfernt sich vom Wesentlichen. Der Kern wissenschaftlicher Theorie ist nicht metaphysische Reinheit, sondern konzeptuelle Präzision, die es ermöglicht, die untersuchten Phänomene adäquat darzustellen, unter Anwendung des Wahrheitskonzepts. Die Identifikation theoretischer Begriffe mit Abstraktionen oder Idealisierungen widerspricht der theoretischen Wahrhaftigkeit und ist unvereinbar mit einer nüchternen wissenschaftlichen Analyse.

Im Versuch, das Konzept der theoretischen Begriffe als Abstraktionen und Idealisierungen zu verstehen, haben wir eine umfangreiche Literatur untersucht, um entscheidende Argumente für diese umstrittene Auffassung zu finden – jedoch ohne Erfolg. Zahlreiche Befürworter dieser Auffassung gehen davon aus, dass sie von vornherein wahr sei, und „passen“ ihre Vorstellungen später an eine unkritisch akzeptierte methodologische Axiomatik an.

Sowjetische Philosophen beriefen sich häufig auf umstrittene Aussagen von K. Marx, F. Engels und W. I. Lenin und akzeptierten diese als absolute Wahrheiten. Kritik an den Ansichten der Klassiker war ausgeschlossen. Dabei war das Fehlen kritischer Reflexion selbst bei sachkundigen Philosophen meist kein Resultat politischer Zensur: Sie hielten freiwillig Marx, Engels und Lenin für Träger tiefgründiger Wahrheiten.

Marx behauptete in den „Ökonomisch-philosophischen Manuskripten“, dass die wissenschaftliche Methode vom Konkreten zum Abstrakten und wieder zurück führe. Engels wies in der „Dialektik der Natur“ darauf hin, dass Carnot mit seinem Konzept der idealen Dampfmaschine thermodynamische Prozesse in einem wünschenswert reinen Bild darstelle. Lenin erklärte in den „Philosophischen Heften“, Erkenntnis bewege sich vom lebendigen Anschauen zum abstrakten Denken und von diesem zur Praxis. Alle drei Klassiker machten jedoch grobe methodische Fehler. Erkenntnis verläuft nicht linear vom Konkreten zum Abstrakten, sondern von einer Theorie zur nächsten, wobei auf dem Weg auftretende Schwierigkeiten überwunden werden. Wissenschaftliche Begriffe werden verfeinert, nicht das lebendige Anschauen in abstraktes Denken „umgemodelt“. Theoretische Begriffe sind nicht mit Abstraktionen oder Idealisierungen gleichzusetzen. Diese Argumentation wurde bereits oben dargelegt. Die unkritische Bindung vieler führender sowjetischer Philosophen an die Interpretation wissenschaftlicher Begriffe als Abstraktionen und Idealisierungen erscheint uns bemerkenswert.

Kritische Reflexion der analysierten Auffassung sollte stets mit einem wohlwollenden und aufmerksamen Umgang mit den Autoren verbunden sein, die versuchen, sie angemessen darzustellen. Einer dieser Autoren ist A. L. Subbotin. Er betont: „Idealisierung spielt eine wichtige Rolle in der wissenschaftlichen Erkenntnis, insbesondere in den mathematisierten Naturwissenschaften. Idealisierung dient als zulässige Vereinfachung, die es ermöglicht, solche Eigenschaften und Zusammenhänge der untersuchten Objekte auszuklammern, deren Berücksichtigung die Formulierung der Naturgesetze erheblich erschweren oder unmöglich machen würde. Gleichzeitig erlaubt die Einführung idealisierter Objekte den Aufstieg über das empirische Niveau hinaus zur theoretischen Beschreibung, in der Naturgesetze mathematisch ausgedrückt und ein kohärentes deduktiv-mathematisches Modell der jeweiligen Wissensdomäne erstellt werden kann, wie z. B. in der klassischen Mechanik, Thermodynamik oder anderen physikalischen Theorien.“

Subbotin fügt hinzu, dass die Einführung solcher fiktiver, in der Realität nicht existierender Objekte als Forschungsgegenstand gerechtfertigt sei, da sie als Grenzfälle realer Objekte die Grundlage für Theorien bilden, die letztlich die Gesetze der Realität beschreiben können. Dies unterscheide sie von leeren, inhaltslosen Fiktionen.

Subbotin vertritt eine traditionelle, moderat gehaltene Sicht auf Idealisierungen und ideale Objekte, frei von übermäßiger Extravaganzen. Dennoch erscheinen einige seiner Aussagen problematisch. Erstens ist die Behauptung, dass die Berücksichtigung bestimmter Eigenschaften oder Zusammenhänge nicht nur erschwere, sondern die Formulierung von Naturgesetzen unmöglich mache, seltsam und unbegründet.

Je gründlicher die Natur der untersuchten Objekte berücksichtigt wird, desto näher ist der Forscher der Theorie – dies zeigt die gesamte Wissenschaftsgeschichte. Zweitens behauptet Subbotin, Idealisierungen seien notwendig, um über das Experiment hinaus zur Theorie zu gelangen, und rechtfertigt damit die Einführung fiktiver Objekte. Dabei überschätzt er deutlich die Rolle der Idealisierung. Drittens verknüpft er die Notwendigkeit der Idealisierungen mit der Nutzung der Mathematik. Dies ist ein gängiges Argument: Mathematik arbeitet mit Idealisierungen, also seien auch wissenschaftliche Konzepte idealisiert. Tatsächlich sind mathematische Konzepte jedoch keine Idealisierungen, sondern axiomatisch konstruiert und erst in ihrer Anwendung auf andere Wissenschaften mit diesen in Beziehung gesetzt.

Um die Problematik zu illustrieren, betrachten wir das Konzept des Punktes, das oft als Beispiel für theoretische Begriffe als Idealisierungen herangezogen wird. In der Physik dient der Punkt unterschiedlich: Als materialisierter Punkt ist er lediglich ein Rechenhilfsmittel; als Massenzentrum existiert er real; in der Quantenfeldtheorie sind Elementarteilchen punktförmig, und diese Annahme ist korrekt. Das Verständnis des Punktes als Idealisierung hält einer kritischen Prüfung nicht stand.

Eine originelle Sicht auf ideale Objekte schlug der russische Wissenschaftsphilosoph M. A. Rosov vor. Er argumentiert, dass theoretische ideale Objekte überall dort entstehen, wo wir Regeln unseres Handelns sprachlich vollständig formulieren. Mit Bezug auf Niels Bohr betont Rosov die Komplementarität zwischen Definition und Gebrauch eines Begriffs. Seine Argumentation, dass Idealisierungen unvermeidlich bei der Umsetzung bestimmter sozialer Programme sind, halten wir jedoch für fehlerhaft.

Bohrs Prinzip der Komplementarität entstand in der Auseinandersetzung mit quantenmechanischen Problemen: Anders als in der klassischen Physik liefert die Quantenmechanik keine einheitliche Darstellung physikalischer Prozesse. Rosov überträgt dieses Prinzip auf Theorie und Praxis, wiederholt damit jedoch Bohrs Fehler. Eine verfeinerte Wissenschaft toleriert keine Dualismen. Theorie und Praxis sind nicht komplementär: Je präziser die Theorie, desto fundierter die Praxis.

Zum Abschluss seien einige Aussagen führender Neopositivisten hervorgehoben. R. Carnap bemühte sich intensiv um die Festlegung von Korrespondenzregeln zwischen Theorie und Experiment. Unter theoretischen Begriffen verstand er Begriffe, die sich nicht auf direkt messbare Größen beziehen, selbst wenn die Physik solche Messungen erlaubt. Sie beziehen sich auf Objekte wie Moleküle, Atome, Elektronen, Protonen oder elektromagnetische Felder, die nicht unmittelbar messbar sind. Die Begründung, dass sie nicht direkt messbar seien, erklärt jedoch nicht, warum theoretische Begriffe prinzipiell nicht messbar sind – dies bleibt eine zentrale Aufgabe.

Carnap präzisierte seine Position, indem er auf die Bedingtheit makroskopischer Prozesse durch mikroskopische hinwies: „Theoretische Gesetze beziehen sich auf nicht beobachtbare Größen, die sehr oft mikroskopische Prozesse charakterisieren.“ Dieser Hinweis auf Mikrop­rozesse klärt jedoch nichts. Nach Carnaps Logik sind alle theoretischen Begriffe prinzipiell nicht messbar, unabhängig von ihrem Fachgebiet. Er verwies auch auf die Unmöglichkeit der direkten Messung bestimmter Parameter, zum Beispiel schnell veränderlicher Größen. Dennoch lassen sich diese Größen indirekt messen.

Es ist leicht zu erkennen, dass alle Versuche Carnaps, die Nichtmessbarkeit (Nichtbeobachtbarkeit) theoretischer Begriffe zu begründen, scheitern. Warum? Weil er sie auf etwas reduziert, das seiner Meinung nach nicht messbar sei. Nach unserer Auffassung ist ein theoretisches Gesetz nur aufgrund seines Status nicht messbar. Per Definition bezieht es sich auf alle möglichen Phänomene einer bestimmten Klasse, die man nicht messen kann, weil sie nicht als gegebene Einzelobjekte vorliegen. Sobald jedoch ein Modell betrachtet wird, werden die entsprechenden Merkmale messbar.

So lässt sich das zweite Newtonsche Gesetz schreiben:

(1) R = m a     – allgemeine Form für alle Situationen
(2) R₃ = m₃ a₃     – modellhafte Anwendung auf einen bestimmten Fall

Die Parameter in Formel (1) sind nicht messbar, die in (2) schon. Dies liegt nicht an einer geheimnisvollen Natur der Parameter, sondern daran, dass sie in (1) als Klasse möglicher, nicht vorhandener Objekte und Prozesse zusammengefasst sind.

Zugegeben, in theoretischen Gesetzen und Modellen treten manchmal Funktionen auf – wie die Wellenfunktion in der Physik oder die Nutzenfunktion in der Ökonomie –, die selbst innerhalb eines Modells nicht messbar sind. Dies ändert jedoch nichts an unserem Urteil über die Messbarkeit der Merkmale, die in theoretischen Gesetzen definiert sind.

Häufig wird versucht, die mysteriöse Natur theoretischer Objekte hervorzuheben, indem man auf die Unmöglichkeit verweist, beispielsweise eine Molekülstruktur direkt zu sehen oder zu messen. Konkret lässt sich jedoch jedes einzelne Molekül vollständig vermessen; alle seine Merkmale sind messbar. Der Gattungsbegriff „Molekül“ dient lediglich zur Bezeichnung aller Moleküle vergangener, gegenwärtiger und zukünftiger Zeit. Alle gleichzeitig zu sehen, ist unmöglich, aber der Begriff bezeichnet schlichtweg alle Moleküle – ohne Abstraktion oder Idealisierung.

C. Hempel, ein weiterer Vertreter des Neopositivismus, formulierte die sogenannte Dilemma-These des Theoretikers: Wenn theoretische Begriffe und Prinzipien ihre Funktion erfüllen, wären sie nicht notwendig, das heißt, sie könnten durch Beobachtungsbegriffe ersetzt werden. Hempel zeigte jedoch überzeugend, dass eine vollständige Ersetzung unmöglich ist, da dies den konzeptuellen und heuristischen Wert wissenschaftlicher Theorien erheblich mindern würde.

Somit ist das Verhältnis zwischen den in Gesetzen verwendeten Begriffen und Beobachtungsbegriffen spezifisch: Sie sind einander näher, als oft angenommen, aber nicht identisch. Das einzige prinzipielle Unterscheidungsmerkmal lässt sich am Vergleich der Variablen xᵢ in einem Gesetz und xₙ in einem Modell zeigen: xᵢ bezeichnet alle möglichen Merkmale der Klasse, xₙ die messbaren Merkmale. In beiden Fällen handelt es sich um reale Merkmale, die weder durch Abstraktion noch Idealisierung erzeugt werden. Konkrete wissenschaftliche Merkmale, etwa die Masse eines physikalischen Objekts oder der Preis eines Produkts, werden im Rahmen einer theoretischen Konzeption festgelegt.

Die Tätigkeit des Theoretikers besteht nicht darin, geschickt aus vorhandenen Sinneseindrücken raffinierte Begriffe zu formen, sondern die Theorie zu verbessern, Widersprüche zu beseitigen und neue Konzepte zu entwickeln. Dabei können Abstraktionen und Idealisierungen vorkommen, aber sie spielen nicht die Hauptrolle.

Daraus folgt: Die Natur aller Begriffe und Konzepte zeigt sich im Inhalt der Theorie. Abstraktions- und Idealisierungsoperationen sind dabei nur von bescheidener Bedeutung. Die Definition von Begriffen als Abstraktionen oder Idealisierungen ist ein Relikt veralteter Erkenntnistheorie. Ihre typische Eigenschaft besteht darin, ständig über die Grenzen der Wissenschaft hinauszugehen, in dem Versuch, Begriffe aus sinnlichen Vorstellungen abzuleiten. Die Hinwendung zu Abstraktionen und Idealisierungen ist ein Versuch, Wissenschaft durch Metaphysik zu ersetzen, rhetorisch geschmückt. Der beste Weg, dieser Metaphysik zu begegnen, besteht darin, sich auf die Wissenschaft selbst zu konzentrieren. Dann wird sofort die Oberflächlichkeit endloser Appelle an das Abstrakte und Ideale deutlich.