Ein Leitfaden zur Philosophie: Ein Blick auf Schlüsselkonzepte und Ideen - 2024

Aufbau und Dynamik wissenschaftlichen Wissens

Besonderheiten des wissenschaftlichen Wissens

Wissen und Erkenntnis

Die moderne Wissenschaft ist disziplinär organisiert. Sie besteht aus verschiedenen Wissensbereichen, die miteinander interagieren und gleichzeitig eine relative Eigenständigkeit bewahren. In jedem Bereich der Wissenschaft (in den Subsystemen des sich entwickelnden wissenschaftlichen Wissens) — etwa in der Physik, Chemie, Biologie und so weiter — lässt sich eine Vielzahl von Wissensformen finden: empirische Fakten, Gesetze, Hypothesen, Theorien verschiedener Art und Generalität und vieles mehr.

In der Struktur des wissenschaftlichen Wissens unterscheidet man zunächst zwei Ebenen des Wissens — die empirische und die theoretische. Ihnen entsprechen zwei miteinander verbundene, aber zugleich spezifische Arten der Erkenntnistätigkeit: empirische und theoretische Forschung.

Bevor wir diese Ebenen näher betrachten, sei darauf hingewiesen, dass es hier um wissenschaftliche Erkenntnis geht und nicht um den Erkenntnisprozess im Allgemeinen. Wenn man den gesamten Erkenntnisprozess betrachtet, der nicht nur das wissenschaftliche Wissen, sondern auch alltägliche Erkenntnis, künstlerische Weltaneignung und Ähnliches umfasst, spricht man häufiger von sinnlicher und rationaler Stufe der Erkenntnis. Die Kategorien “sinnlich“ und “rational“ sind einerseits der Kategorie “empirisch“ und “theoretisch“ ähnlich, andererseits sollte man sie nicht miteinander verwechseln. Aber worin besteht der Unterschied zwischen den Kategorien “empirisch“ und “theoretisch“ einerseits und “sinnlich“ und “rational“ andererseits?

Erstens kann empirisches Wissen niemals auf pure Sinnlichkeit reduziert werden. Selbst der primäre Layer des empirischen Wissens — die Beobachtungsdaten — wird immer in einer bestimmten Sprache festgehalten. Diese Sprache verwendet nicht nur alltägliche Begriffe, sondern auch spezifische wissenschaftliche Termini.

Aber empirisches Wissen lässt sich nicht nur auf Beobachtungsdaten reduzieren. Es erfordert auch die Bildung eines besonderen Typs von Wissen auf der Grundlage dieser Beobachtungen — des wissenschaftlichen Fakts. Ein wissenschaftlicher Fakt entsteht als Ergebnis einer sehr komplexen rationalen Verarbeitung der Beobachtungsdaten: ihrer Deutung, Interpretation und Analyse. In diesem Sinne stellen alle wissenschaftlichen Fakten eine Wechselwirkung zwischen Sinnlichem und Rationalem dar.

Aber kann man über theoretisches Wissen sagen, dass es reine Rationalität darstellt? Auch hier begegnen wir einer Verflechtung von Sinnlichem und Rationalem. Die Formen des rationalen Wissens (Konzepte, Urteile, Schlussfolgerungen) dominieren im Prozess der theoretischen Weltaneignung. Doch auch bei der Konstruktion von Theorien werden anschauliche Modellvorstellungen verwendet, die Formen sinnlicher Erkenntnis sind, da Vorstellungen, wie Wahrnehmung, zu den Formen des lebendigen Schauens gehören. Selbst komplexe und hochmathematisierte Theorien beinhalten Modelle wie den idealen Pendel, den absolut festen Körper oder den idealen Tausch von Waren, bei dem eine Ware im Austausch exakt nach dem Gesetz des Werts getauscht wird. All diese idealisierten Objekte sind anschauliche Modellbilder (generalisierte Sinneserfahrungen), mit denen gedankliche Experimente durchgeführt werden. Das Ergebnis dieser Experimente ist die Aufklärung jener wesentlichen Verhältnisse und Beziehungen, die dann in Begriffen fixiert werden. So enthält jede Theorie immer auch sinnlich-anschauliche Komponenten. Man kann nur sagen, dass auf den niedrigeren Ebenen der empirischen Erkenntnis das Sinnliche dominiert, während auf der theoretischen Ebene das Rationale vorherrscht.

Die Unterscheidung zwischen empirischem und theoretischem Wissen sollte unter Berücksichtigung der Besonderheiten der Erkenntnistätigkeit auf jeder dieser Ebenen getroffen werden. Die wesentlichen Kriterien, nach denen diese Ebenen unterschieden werden, sind: 1) die Art des Forschungsgegenstands, 2) der Typ der angewandten Forschungsmethoden und 3) die Merkmale der Methodik.

Existieren Unterschiede zwischen dem Gegenstand der theoretischen und empirischen Forschung? Ja, die gibt es. Empirische und theoretische Forschungen können dieselbe objektive Realität erfassen, jedoch wird ihre Darstellung in den Erkenntnissen unterschiedlich sein. Empirische Forschung ist grundsätzlich auf die Untersuchung von Phänomenen und den Abhängigkeiten zwischen diesen Phänomenen ausgerichtet. Auf der Ebene der empirischen Erkenntnis werden die wesentlichen Beziehungen noch nicht in ihrer reinen Form herausgearbeitet, sondern erscheinen als eine Art von “Erscheinung“ durch die konkreten Hüllen der Phänomene.

Auf der Ebene des theoretischen Wissens hingegen wird das Wesentliche als reine Gesetzmäßigkeit herausgearbeitet. Das Wesen eines Objekts ist das Zusammenspiel verschiedener Gesetze, denen dieses Objekt unterliegt. Die Aufgabe der Theorie besteht darin, all diese Beziehungen zwischen den Gesetzen zu rekonstruieren und damit das Wesen des Objekts zu entfalten.

Man muss den Unterschied zwischen empirischer Abhängigkeit und theoretischem Gesetz verstehen. Eine empirische Abhängigkeit ist das Ergebnis einer induktiven Verallgemeinerung von Erfahrungen und stellt ein wahrscheinliches Wissen dar. Ein theoretisches Gesetz jedoch ist immer ein zuverlässiges Wissen. Um solches Wissen zu erlangen, sind besondere Forschungsprozesse erforderlich.

Ein Beispiel hierfür ist das Boyle-Mariotte-Gesetz, das die Korrelation zwischen Druck und Volumen eines Gases beschreibt:

PV = konstant,

wobei P der Druck und V das Volumen des Gases ist.

Zunächst wurde es von R. Boyle als induktive Verallgemeinerung der experimentellen Daten entdeckt, als im Experiment eine Abhängigkeit zwischen dem Volumen eines komprimierbaren Gases unter Druck und der Größe dieses Drucks festgestellt wurde.

In der ursprünglichen Formulierung hatte diese Abhängigkeit keinen Status als theoretisches Gesetz, obwohl sie in einer mathematischen Formel ausgedrückt war. Wäre Boyle zu Experimenten mit höheren Drücken übergegangen, hätte er entdeckt, dass diese Abhängigkeit verletzt wird. Physiker sagen, dass das Gesetz PV = const nur im Fall sehr dünner Gase gilt, wenn das System der Modellierung eines idealen Gases näherkommt und intermolekulare Wechselwirkungen vernachlässigt werden können. Bei höheren Drücken jedoch werden die Wechselwirkungen zwischen Molekülen (Van-der-Waals-Kräfte) signifikant, und das Boyle’sche Gesetz wird verletzt. Die von Boyle entdeckte Abhängigkeit war eine wahrscheinlich wahre Erkenntnis, eine Induktion in der Art von "Alle Schwäne sind weiß", was so lange zutraf, bis schwarze Schwäne entdeckt wurden. Das theoretische Gesetz PV = const wurde später gewonnen, als das Modell des idealen Gases entwickelt wurde, dessen Teilchen als elastisch kollidierende Billardkugeln beschrieben wurden.

So können wir, nachdem wir empirisches und theoretisches Wissen als zwei besondere Typen der Forschungstätigkeit herausgearbeitet haben, sagen, dass ihre Gegenstände verschieden sind, das heißt, Theorie und empirische Forschung befassen sich mit unterschiedlichen Ausschnitten derselben Realität. Empirische Forschung untersucht Phänomene und ihre Korrelationen; in diesen Korrelationen, in den Beziehungen zwischen den Phänomenen, kann sie das Gesetz aufspüren. Aber das Gesetz tritt nur im rein theoretischen Forschen zutage.

Es sei betont, dass eine Zunahme der Versuche an sich die empirische Abhängigkeit nicht zu einer gesicherten Tatsache macht, weil Induktion immer mit unvollständigem, unabschließendem Wissen arbeitet. So viele Versuche wir auch durchführen und zusammenfassen, bloße induktive Generalisierungen führen nicht zum theoretischen Wissen. Eine Theorie wird nicht durch induktive Verallgemeinerung des Erfahrungswissens aufgebaut. Diese Tatsache wurde in der Wissenschaft voll und ganz erkannt, als diese ein hohes Niveau an Theoretisierung erreicht hatte. A. Einstein betrachtete diesen Schluss als eine der wichtigsten erkenntnistheoretischen Lektionen der Entwicklung der Physik im 20. Jahrhundert.

Kommen wir nun von der Unterscheidung der empirischen und theoretischen Ebenen nach ihrem Gegenstand zu ihrer Unterscheidung nach den Mitteln. Empirische Forschung beruht auf der unmittelbaren praktischen Interaktion des Forschers mit dem zu untersuchenden Objekt. Sie erfordert Beobachtungen und experimentelle Tätigkeiten. Daher umfassen die Mittel der empirischen Forschung häufig Geräte, Apparaturen und andere Mittel der realen Beobachtung und des Experiments.

Im theoretischen Forschen hingegen fehlt diese unmittelbare praktische Interaktion mit den Objekten. Auf dieser Ebene kann das Objekt nur indirekt, im gedanklichen Experiment, und nicht in der realen Praxis untersucht werden.

Die besondere Rolle der Empirie in der Wissenschaft liegt darin, dass nur auf dieser Ebene der Forschung der Mensch direkt mit den zu untersuchenden natürlichen oder sozialen Objekten interagiert. In dieser Interaktion manifestiert sich die Natur des Objekts, seine objektiven, ihm eigenen Eigenschaften. Wir können im Geist zahlreiche Modelle und Theorien konstruieren, doch überprüfen, ob diese Modelle mit der Wirklichkeit übereinstimmen, können wir nur in der realen Praxis. Und diese Praxis begegnet uns gerade im Rahmen empirischer Forschung.

Neben den Mitteln, die unmittelbar mit der Organisation von Experimenten und Beobachtungen verbunden sind, werden in der empirischen Forschung auch konzeptionelle Mittel eingesetzt. Sie fungieren als eine besondere Sprache, die oft als empirische Sprache der Wissenschaft bezeichnet wird. Diese besitzt eine komplexe Organisation, in der empirische Begriffe und Begriffe der theoretischen Sprache miteinander interagieren.

Der Sinn empirischer Begriffe liegt in besonderen Abstraktionen — diese könnte man als empirische Objekte bezeichnen. Sie sind von den realen Objekten zu unterscheiden. Empirische Objekte sind Abstraktionen, die bestimmte Eigenschaften und Beziehungen von Dingen in der Realität hervorheben. Reale Objekte werden im empirischen Wissen als ideale Objekte dargestellt, die über einen strikt fixierten und begrenzten Satz von Merkmalen verfügen. Dem realen Objekt hingegen sind unzählige Eigenschaften eigen. Jedes solche Objekt ist in seinen Eigenschaften, Beziehungen und Verhältnissen unerschöpflich.

Nehmen wir zum Beispiel die Beschreibung der Experimente von Biot und Savart, in denen die magnetische Wirkung des elektrischen Stroms entdeckt wurde. Diese Wirkung wurde am Verhalten einer Magnetnadel gemessen, die sich in der Nähe eines geraden Drahts mit Strom befand. Sowohl der Draht als auch die Magnetnadel besaßen eine unendliche Anzahl von Merkmalen. Sie hatten eine bestimmte Länge, Dicke, Gewicht, Konfiguration, Farbe, befanden sich in einem bestimmten Abstand voneinander, von den Wänden des Raumes, in dem das Experiment durchgeführt wurde, von der Sonne, vom Zentrum der Galaxie usw. Aus diesem unendlichen Set von Eigenschaften und Beziehungen wurden im empirischen Begriff "Stromdurchflossener Draht", wie er in der Beschreibung des Experiments verwendet wird, nur folgende Merkmale hervorgehoben: 1) der Abstand zur Magnetnadel; 2) die Geradlinigkeit; 3) die Fähigkeit, einen elektrischen Strom bestimmter Stärke zu leiten. Alle anderen Eigenschaften spielen hier keine Rolle und werden im empirischen Begriff abstrahiert. Ebenso wird aus einem begrenzten Satz von Merkmalen das ideale empirische Objekt konstruiert, das den Sinn des Begriffs "Magnetnadel" bildet. Jedes Merkmal des empirischen Objekts kann im realen Objekt gefunden werden, aber nicht umgekehrt.

Im theoretischen Wissen jedoch werden andere Forschungsmittel angewendet. Wie bereits gesagt, fehlt hier das Mittel des materiellen, praktischen Eingriffs in das untersuchte Objekt. Aber auch die Sprache der theoretischen Forschung unterscheidet sich von der der empirischen Beschreibungen. Das Hauptmittel der theoretischen Forschung sind sogenannte theoretische ideale Objekte. Diese werden auch als idealisierte Objekte, abstrakte Objekte oder theoretische Konstrukte bezeichnet. Es handelt sich um besondere Abstraktionen, die den Sinn der theoretischen Begriffe enthalten. Keine Theorie wird ohne die Anwendung solcher Objekte aufgebaut. Was aber stellen sie dar?

Ein Beispiel für idealisierte theoretische Objekte sind die materielle Punktmasse, der vollkommen starre Körper oder der ideale Warenhandel, der den Austausch eines Gutes gegen ein anderes strikt nach dem Gesetz des Wertes vollzieht (wobei hier die Schwankungen der Marktpreise abstrahiert werden). In der Biologie ist es etwa die idealisierte Population, auf die das Hardy-Weinberg-Gesetz angewendet wird (eine unendlich große Population, in der alle Individuen mit gleicher Wahrscheinlichkeit kreuzen).

Im Unterschied zu den empirischen, besitzen idealisierte theoretische Objekte nicht nur jene Merkmale, die wir in der realen Wechselwirkung realer Objekte finden können, sondern auch Merkmale, die kein reales Objekt aufweist. So wird der materielle Punkt definiert als ein Körper, der keine Ausdehnung hat, aber die gesamte Masse eines Körpers konzentriert. Solche Körper gibt es in der Natur nicht. Sie sind das Ergebnis unserer geistigen Konstruktion, bei der wir uns von unwesentlichen (in einem bestimmten Zusammenhang) Beziehungen und Merkmalen des Objekts lösen und ein ideales Objekt erschaffen, das nur noch die wesentlichen Beziehungen in sich trägt. In der Wirklichkeit lässt sich die Essenz nicht vom Phänomen trennen; das eine wird durch das andere erkannt. Die Aufgabe der theoretischen Forschung besteht jedoch darin, die Essenz in ihrer reinsten Form zu erkennen. Die Einführung abstrakter, idealisierter Objekte in die Theorie ermöglicht genau diese Erkenntnis.

Entsprechend ihren Eigenschaften unterscheiden sich der empirische und der theoretische Erkenntnistyp sowohl in ihrem Gegenstand als auch in den Mitteln und Methoden der Forschung. Wie bereits erwähnt, beruhen die wesentlichen Methoden der empirischen Forschung auf realen Experimenten und Beobachtungen. Eine bedeutende Rolle spielen auch die Methoden der empirischen Beschreibung, die auf die möglichst objektive und von subjektiven Einschlüssen gereinigte Charakterisierung der untersuchten Phänomene abzielen.

Im Bereich der theoretischen Forschung kommen jedoch andere Methoden zum Einsatz: Idealisierung (die Methode des Aufbaus idealisierter Objekte), der gedachte Versuch mit idealisierten Objekten, der gewissermaßen den realen Versuch mit realen Objekten ersetzt, sowie Methoden des Theorieaufbaus (vom Abstrakten zum Konkreten, axiomatisch und hypothetisch-deduktiv) und Methoden der logischen und historischen Forschung.

So unterscheiden sich der empirische und der theoretische Wissensstand hinsichtlich des Gegenstands, der Mittel und der Methoden der Forschung. Allerdings stellt die isolierte Betrachtung jedes dieser Wissensarten eine Abstraktion dar. In der realen Welt interagieren diese beiden Wissensschichten immer miteinander. Die Herausstellung der Kategorien “empirisch“ und “theoretisch“ als Mittel der methodologischen Analyse ermöglicht es, zu ermitteln, wie wissenschaftliches Wissen strukturiert ist und sich entwickelt.

Der empirische und der theoretische Wissensstand sind in ihrer Organisation komplex. Innerhalb jedes Bereichs lassen sich spezifische Subebenen unterscheiden, die jeweils durch besondere kognitive Verfahren und spezielle Wissensarten charakterisiert sind.

Auf der empirischen Ebene lassen sich mindestens zwei Subebenen herauskristallisieren: Erstens die Beobachtungen und zweitens die empirischen Fakten.

Die Beobachtungsdaten enthalten primäre Informationen, die wir direkt durch die Beobachtung eines Objekts erhalten. Diese Informationen liegen in einer besonderen Form vor — der Form der sinnlichen Daten des Beobachters, die dann in Beobachtungsprotokollen festgehalten werden. Diese Protokolle drücken die Informationen aus, die der Beobachter in sprachlicher Form erhält.

In den Protokollen der Beobachtungen sind stets Angaben darüber enthalten, wer die Beobachtung durchführt und, falls die Beobachtung im Rahmen eines Experiments unter Einsatz von Geräten erfolgt, auch die grundlegenden Eigenschaften des verwendeten Geräts.

Dies ist nicht zufällig, da neben der objektiven Information über die Phänomene in den Beobachtungsdaten auch ein Teil subjektiver Informationen enthalten ist, die vom Zustand des Beobachters und den Aussagen seiner Sinnesorgane abhängen. Die objektive Information kann durch zufällige äußere Einflüsse, Messfehler des Geräts usw. verfälscht werden. Der Beobachter kann Fehler machen, wenn er die Messwerte abliest. Geräte können sowohl zufällige als auch systematische Fehler aufweisen. Daher sind die Beobachtungsdaten noch kein verlässliches Wissen, auf dem die Theorie basieren sollte. Die Grundlage der Theorie sind nicht die Beobachtungsdaten, sondern die empirischen Fakten. Im Gegensatz zu den Beobachtungsdaten sind Fakten immer verlässliche, objektive Informationen; es handelt sich um eine Beschreibung von Phänomenen und ihren Beziehungen, bei der subjektive Überlagerungen entfernt wurden. Daher ist der Übergang von den Beobachtungsdaten zum empirischen Fakt eine recht komplexe Prozedur. Häufig wird es so sein, dass Fakten mehrfach überprüft werden müssen, und der Forscher, der zuvor glaubte, es mit einem empirischen Fakt zu tun zu haben, stellt fest, dass sein Wissen noch nicht der Realität entspricht und somit kein Faktum ist.

Der Übergang von den Beobachtungsdaten zum empirischen Fakt setzt bestimmte kognitive Operationen voraus. Zunächst einmal ist eine rationale Verarbeitung der Beobachtungsdaten erforderlich, um in ihnen den stabilen, invarianten Inhalt zu finden. Für die Bildung eines Fakts muss eine Vielzahl von Beobachtungen miteinander verglichen, wiederkehrende Elemente herausgefiltert und zufällige Störungen sowie Fehler des Beobachters beseitigt werden. Wenn die Beobachtung so durchgeführt wird, dass eine Messung erfolgt, dann werden die Beobachtungsdaten in Form von Zahlen festgehalten. Um einen empirischen Fakt zu erhalten, ist eine bestimmte statistische Verarbeitung der Daten notwendig, die den invarianten Inhalt der Messungen aufdeckt.

Die Suche nach dem Invariantem als Methode zur Feststellung eines Fakts ist nicht nur dem naturwissenschaftlichen, sondern auch dem sozial-historischen Wissen eigen. So wird der Historiker, der die Chronologie vergangener Ereignisse bestimmt, immer versuchen, eine Vielzahl unabhängiger historischer Zeugnisse zu identifizieren und zu vergleichen, die für ihn in der Funktion von Beobachtungsdaten auftreten.

Um einen Fakt festzustellen, ist es in zweiter Linie notwendig, den in den Beobachtungen identifizierten invariantem Inhalt zu interpretieren. Bei diesem Interpretationsprozess werden weitgehend zuvor erworbene theoretische Kenntnisse herangezogen.

Ein charakteristisches Beispiel in dieser Hinsicht ist die Entdeckung des ungewöhnlichen astronomischen Objekts Pulsar. Im Sommer 1967 entdeckte die Doktorandin des berühmten englischen Radioastronomen E. Hewish, Miss Bell, zufällig eine Radioquelle am Himmel, die kurze Radiosignale aussendete. Wiederholte systematische Beobachtungen ergaben, dass diese Impulse in einem exakten Periodenrhythmus von 1,33 Sekunden wiederkehrten. Die erste Interpretation dieses invarianten Beobachtungsbefunds war mit der Hypothese verbunden, dass das Signal von einer übergeordneten Zivilisation gesendet werde. Aus diesem Grund wurde die Beobachtung geheim gehalten, und fast ein halbes Jahr lang wurde niemand darüber informiert.

Später wurde eine andere Hypothese aufgestellt, die das natürliche Entstehen der Quelle postulierte, gestützt auf neue Beobachtungsdaten (es wurden weitere ähnliche Strahlungsquellen entdeckt). Diese Hypothese nahm an, dass die Strahlung von einem kleinen, schnell rotierenden Körper ausging. Durch Anwendung mechanischer Gesetze konnten die Dimensionen dieses Körpers berechnet werden — es stellte sich heraus, dass er weit kleiner war als die Erde. Zudem wurde festgestellt, dass der Pulsar in dem Bereich lag, in dem vor über tausend Jahren eine Supernova-Explosion stattgefunden hatte. Schließlich wurde der Fakt festgestellt, dass es besondere Himmelskörper gibt — Pulsare, die das Überbleibsel einer Supernova-Explosion darstellen.

Wir sehen hier, dass die Feststellung eines empirischen Fakts die Anwendung einer Reihe theoretischer Annahmen erfordert (in diesem Fall aus der Mechanik, Elektrodynamik, Astrophysik usw.). Doch es ergibt sich eine sehr komplexe Frage, die derzeit in der methodologischen Literatur diskutiert wird: Es scheint, dass zur Feststellung eines Fakts Theorien notwendig sind, die, wie bekannt, wiederum durch Fakten überprüft werden müssen.

Fachleute und Methodologen formulieren dieses Problem als das Problem der theoretischen Belastung der Fakten, also als das Problem der Wechselwirkung von Theorie und Faktum. Sicherlich wurden bei der Feststellung des oben genannten empirischen Fakts viele bereits zuvor gewonnene theoretische Gesetze und Annahmen verwendet. Damit die Existenz von Pulsaren als wissenschaftlicher Fakt festgelegt werden konnte, mussten Keplersche Gesetze, Gesetze der Thermodynamik, Lichtausbreitungsgesetze — verlässliche theoretische Erkenntnisse, die durch andere Fakten untermauert wurden — angewendet werden. Sollte sich jedoch herausstellen, dass diese Gesetze falsch sind, müssten auch die auf diesen Gesetzen beruhenden Fakten neu bewertet werden.

Im Übrigen wurde nach der Entdeckung der Pulsare daran erinnert, dass das Vorhandensein dieser Objekte bereits theoretisch von dem sowjetischen Physiker L. D. Landau vorhergesagt worden war. So wurde die Entdeckung der Pulsare ein weiteres Bestätigungselement seiner Theorie, obwohl bei der Feststellung dieses Fakts seine Theorie nicht direkt zur Anwendung kam.

Somit sind theoretische Kenntnisse, die unabhängig vom Faktum überprüft wurden, an der Bildung des Fakts beteiligt, und die Fakten wiederum regen die Bildung neuer theoretischer Kenntnisse an, die, wenn sie korrekt sind, ihrerseits an der Bildung neuer Fakten mitwirken können — und so weiter.

Kommen wir nun zur Organisation der theoretischen Ebene des Wissens. Auch hier lassen sich zwei Unterebenen unterscheiden.

Die erste Unterebene umfasst die speziellen theoretischen Modelle und Gesetze. Sie treten als Theorien auf, die sich auf einen begrenzten Bereich von Phänomenen beziehen. Beispiele für solche speziellen theoretischen Gesetze sind das Gesetz der Pendelschwingung in der Physik oder das Gesetz der Bewegung von Körpern auf einer schiefen Ebene, die vor der Entwicklung der Newtonschen Mechanik entdeckt wurden.

In dieser Schicht des theoretischen Wissens finden sich auch solche miteinander verbundenen Gebilde wie das theoretische Modell, das Phänomene erklärt, und das Gesetz, das in Bezug auf dieses Modell formuliert wird. Ein Modell umfasst idealisierte Objekte und die Beziehungen zwischen ihnen. Zum Beispiel, wenn die Schwingungen realer Pendel untersucht werden, wird die Vorstellung von einem idealen Pendel als materiellen Punkt, der an einer nicht deformierbaren Schnur hängt, eingeführt, um die Gesetze ihrer Bewegung zu erfassen. Dann wird ein weiteres Objekt eingeführt — das Bezugssystem. Auch dies ist eine Idealisierung, nämlich die ideale Vorstellung eines realen physikalischen Labors, ausgestattet mit Uhren und Linealen. Schließlich wird ein weiterer idealer Begriff eingeführt — die Kraft, die das Pendel in Bewegung setzt. Die Kraft ist eine Abstraktion von einem Körper-Interaktionsprozess, der den Bewegungszustand der Körper verändert. Das System dieser idealisierten Objekte (das ideale Pendel, das Bezugssystem, die Kraft) bildet das Modell, das auf der theoretischen Ebene die wesentlichen Merkmale des realen Prozesses der Pendelschwingung jeglicher Pendel repräsentiert.

Somit beschreibt das Gesetz direkt die Beziehungen zwischen den idealisierten Objekten des theoretischen Modells, während es indirekt auf die Beschreibung der empirischen Realität angewendet wird.

Die zweite Unterebene des theoretischen Wissens umfasst die entwickelte Theorie. Hier werden alle speziellen theoretischen Modelle und Gesetze so generalisiert, dass sie als Folgerungen aus den fundamentalen Prinzipien und Gesetzen der Theorie erscheinen. Mit anderen Worten, es wird ein umfassendes theoretisches Modell konstruiert, das alle speziellen Fälle abdeckt, und in Bezug darauf wird eine Reihe von Gesetzen formuliert, die als verallgemeinerte Gesetze zu allen speziellen theoretischen Gesetzen gelten.

Ein Beispiel hierfür ist die newtonsche Mechanik. In der Formulierung, die sie durch L. Euler erhielt, führte sie das fundamentale Modell der mechanischen Bewegung mittels Idealisierungen wie dem Punktmasse-Modell ein, bei dem sich ein materieller Punkt im Raum-Zeit-Kontinuum eines Bezugssystems unter dem Einfluss einer allgemeinen Kraft bewegt. Die Natur dieser Kraft wird dabei nicht näher spezifiziert — sie kann eine quasi-elastische Kraft, eine Stoßkraft oder die Schwerkraft sein. Es handelt sich allgemein um eine Kraft. In Bezug auf dieses Modell werden die drei Gesetze von Newton formuliert, die in diesem Fall als Generalisierung vieler spezifischer Gesetze auftreten, welche die wesentlichen Beziehungen der einzelnen Arten mechanischer Bewegungen widerspiegeln (Schwingung, Rotation, Bewegung eines Körpers auf einer schiefen Ebene, freier Fall usw.). Auf der Grundlage solcher generalisierten Gesetze können wiederum neue spezifische Gesetze deduktiv vorhergesagt werden.

Die beiden betrachteten Typen der Organisation wissenschaftlichen Wissens — spezielle Theorien und umfassende entwickelte Theorien — stehen sowohl zueinander als auch zum empirischen Wissensniveau in Wechselbeziehung.

Wissenschaftliches Wissen in jeder Disziplin stellt also eine riesige Masse an miteinander interagierenden Wissensarten dar. Die Theorie beteiligt sich an der Formierung von Fakten; im Gegenzug erfordern Fakten den Aufbau neuer theoretischer Modelle, die zunächst als Hypothesen formuliert und dann begründet und zu Theorien erhoben werden. Es kommt auch vor, dass gleich eine entwickelte Theorie aufgestellt wird, die bekannte, aber zuvor unerklärte Fakten erklärt oder diese auf eine neue Weise interpretiert. Insgesamt existieren verschiedene und komplexe Verfahren der Wechselwirkung zwischen den verschiedenen Schichten wissenschaftlichen Wissens.

Es ist von Bedeutung, dass all diese Wissensarten in einer Ganzheit vereint sind. Diese Ganzheit wird nicht nur durch die Verknüpfungen zwischen dem theoretischen und empirischen Wissensniveau gewährleistet, die bereits angesprochen wurden. Vielmehr umfasst die Struktur wissenschaftlichen Wissens auch das, was man als die Grundlagen wissenschaftlichen Wissens bezeichnet. Durch diese Grundlagen wird nicht nur die Kohärenz des Wissens innerhalb einer wissenschaftlichen Disziplin erreicht. Sie bestimmen auch die Strategie der wissenschaftlichen Suche und sichern in weiten Teilen die Integration ihrer Ergebnisse in die Kultur der entsprechenden historischen Epoche. Gerade im Prozess der Formierung, Umstrukturierung und Funktion von Grundlagen lässt sich die soziokulturelle Dimension des wissenschaftlichen Wissens besonders deutlich nachverfolgen.

Die Grundlagen jeder einzelnen Wissenschaft wiederum weisen eine ziemlich komplexe Struktur auf. Man kann mindestens drei Hauptbestandteile der Grundlagen einer Wissenschaft unterscheiden: Ideale und Normen des Wissens, das wissenschaftliche Weltbild und die philosophischen Grundlagen.

Wie jede Tätigkeit wird auch das wissenschaftliche Erkennen durch bestimmte Ideale und Normen reguliert, die die Wertvorstellungen und Zielsetzungen der Wissenschaft widerspiegeln und die Fragen beantworten: Wozu sind bestimmte erkenntnistheoretische Handlungen erforderlich, welcher Typ von Produkt (Wissen) soll als Ergebnis dieser Handlungen erhalten werden und auf welche Weise soll dieses Wissen erlangt werden?

Dieser Block umfasst, erstens, die Ideale und Normen der Beweisführung und Begründung von Wissen, zweitens der Erklärung und Beschreibung sowie drittens der Konstruktion und Organisation von Wissen. Dies sind die wesentlichen Formen, in denen die Ideale und Normen wissenschaftlicher Forschung realisiert und funktionalisiert werden. Was ihren Inhalt betrifft, so lassen sich mehrere miteinander verbundene Ebenen erkennen. Die erste Ebene wird durch normative Strukturen gebildet, die für jedes wissenschaftliche Erkennen allgemein sind. Dies ist das Invariante, das die Wissenschaft von anderen Erkenntnisformen unterscheidet. Auf jedem historischen Entwicklungsstadium wird diese Ebene durch historische, zeitlich begrenzte Setzungen konkretisiert, die für die Wissenschaft der jeweiligen Epoche typisch sind. Das System solcher Setzungen (Vorstellungen über Normen der Erklärung, Beschreibung, Beweisführung, Organisation des Wissens usw.) spiegelt den Denkstil jener Epoche wider und bildet die zweite Ebene im Inhalt der Ideale und Normen der Forschung. Zum Beispiel unterscheiden sich die Ideale und Normen der Beschreibung, die in der Wissenschaft des Mittelalters akzeptiert wurden, radikal von denen, die die Wissenschaft der Neuzeit prägten. Die Normen der Erklärung und Begründung von Wissen, die in der Epoche der klassischen Naturwissenschaften vorherrschten, unterscheiden sich von den heutigen.

Schließlich lässt sich in den Idealen und Normen wissenschaftlicher Forschung eine dritte Ebene ausmachen. Auf dieser Ebene werden die Setzungen der zweiten Ebene im Hinblick auf die spezifische Fachrichtung jeder Wissenschaft (Physik, Biologie, Chemie usw.) konkretisiert.

In den Idealen und normativen Strukturen der Wissenschaft spiegelt sich ein gewisser allgemeiner Schemata des Methodenverständnisses wider. Daher beeinflusst die Spezifik des untersuchten Objekts immer auch die Art der Ideale und Normen wissenschaftlichen Erkennens, und jeder neue Typ der systemischen Organisation von Objekten, der in den Bereich der Forschung einbezogen wird, erfordert in der Regel eine Transformation der Ideale und Normen der wissenschaftlichen Disziplin. Doch nicht nur die Spezifik des Objekts bedingt das Funktionieren und die Entwicklung der Ideale und normativen Strukturen der Wissenschaft. In ihrem System manifestiert sich auch ein bestimmtes Bild von der Erkenntnistätigkeit, eine Vorstellung von den zwingend erforderlichen Verfahren, die die Wahrheitserkenntnis sichern. Dieses Bild ist immer sozial und kulturell bedingt. Es bildet sich in der Wissenschaft heraus und wird von weltanschaulichen Strukturen beeinflusst, die dem kulturellen Fundament der jeweiligen historischen Epoche zugrunde liegen.

Der zweite Block der Grundlagen der Wissenschaft besteht aus dem wissenschaftlichen Weltbild. Es entsteht als Ergebnis der Synthese des Wissens, das in verschiedenen Disziplinen gewonnen wird, und enthält die allgemeinen Vorstellungen über die Welt, die in den jeweiligen Phasen der historischen Entwicklung der Wissenschaft herausgebildet werden. In diesem Sinne wird es als das allgemeine wissenschaftliche Weltbild bezeichnet, das sowohl Vorstellungen über die Natur als auch über das Leben der Gesellschaft umfasst. Der Aspekt des allgemeinen wissenschaftlichen Weltbildes, der die Vorstellungen über die Struktur und Entwicklung der Natur betrifft, wird als das naturwissenschaftliche Weltbild bezeichnet.

Die Synthese des Wissens aus verschiedenen Wissenschaften ist ein äußerst komplexer Vorgang. Sie setzt die Herstellung von Verbindungen zwischen den Gegenständen der Wissenschaften voraus. Die Sichtweise des Gegenstandes der Wissenschaft, die Vorstellung über seine Hauptmerkmale im systemischen und strukturellen Sinne, ist in der Struktur jeder einzelnen Wissenschaft in Form eines ganzheitlichen Bildes der erforschten Realität ausgedrückt. Dieser Bestandteil des Wissens wird häufig als spezielle (lokale) wissenschaftliche Weltanschauung bezeichnet. In diesem Zusammenhang bezieht sich der Begriff “Welt“ nicht auf die Welt als Ganzes, sondern auf den Teil oder Aspekt der materiellen Welt, der in dieser speziellen Disziplin mit ihren Methoden untersucht wird. In diesem Sinne spricht man beispielsweise vom physikalischen oder biologischen Weltbild. Im Verhältnis zum allgemeinen wissenschaftlichen Weltbild kann man solche Weltanschauungen als relativ selbstständige Fragmente oder Aspekte dieses Weltbildes betrachten.

Die Wirklichkeitsdarstellung gewährleistet die Systematisierung des Wissens innerhalb einer bestimmten Wissenschaft. Sie ist mit verschiedenen Arten von Theorien der wissenschaftlichen Disziplin verbunden (grundlegende und angewandte Theorien) sowie mit empirischen Fakten, auf denen sie basiert und mit denen die Prinzipien der Wirklichkeitsdarstellung in Einklang gebracht werden müssen. Zugleich fungiert die wissenschaftliche Weltanschauung auch als Forschungsprogramm, das die Formulierung der Aufgaben des empirischen und theoretischen Suchens leitet und die Auswahl der Mittel zu ihrer Lösung trifft.

Der dritte Block der Grundlagen der Wissenschaft besteht aus philosophischen Ideen und Prinzipien. Sie begründen sowohl die Ideale und Normen der Wissenschaft als auch die inhaltlichen Vorstellungen der wissenschaftlichen Weltanschauung und sichern die Einbindung des wissenschaftlichen Wissens in die Kultur.

Jede neue Idee, um entweder als Postulat einer Weltanschauung oder als Prinzip, das einen neuen Ideal und eine Norm des wissenschaftlichen Wissens ausdrückt, anerkannt zu werden, muss einen Prozess der philosophischen Begründung durchlaufen. Ein Beispiel: Als M. Faraday in seinen Experimenten elektrische und magnetische Kraftlinien entdeckte und versuchte, auf dieser Grundlage die Vorstellung von elektrischen und magnetischen Feldern in die wissenschaftliche Weltanschauung einzuführen, stieß er sofort auf die Notwendigkeit, diese Ideen zu begründen. Die Annahme, dass sich Kräfte mit einer begrenzten Geschwindigkeit von Punkt zu Punkt im Raum ausbreiten, führte zu der Vorstellung, dass Kräfte unabhängig von ihren materiellen Quellen (Ladungen und Magnetquellen) existieren. Doch dies widersprach dem Prinzip, dass Kräfte immer mit Materie verbunden sind. Um diesen Widerspruch zu beseitigen, betrachtete Faraday die Kraftfelder als eine besondere materielle Substanz. Der philosophische Grundsatz der untrennbaren Verbindung von Materie und Kraft bildete hier die Grundlage für die Einführung des Postulats über die Existenz von elektrischen und magnetischen Feldern, die denselben Status der Materie wie der Stoff selbst besitzen.

Die philosophischen Grundlagen der Wissenschaft erfüllen neben der Funktion der Begründung bereits gewonnener Erkenntnisse auch eine heuristische Funktion. Sie wirken aktiv beim Aufbau neuer Theorien mit, indem sie die Umgestaltung der normativen Strukturen der Wissenschaft und der Weltanschauungen lenken. Die in diesem Prozess verwendeten philosophischen Ideen und Prinzipien können auch zur Begründung der erzielten Ergebnisse (neue Weltanschauungen und neue Vorstellungen vom methodischen Vorgehen) dienen. Doch die Übereinstimmung zwischen philosophischer Heuristik und philosophischer Begründung ist nicht zwingend. Es kann vorkommen, dass der Forscher im Prozess der Bildung neuer Vorstellungen zunächst eine Reihe philosophischer Ideen und Prinzipien verwendet, diese dann jedoch eine andere philosophische Interpretation erhalten, und erst auf dieser Grundlage werden sie anerkannt und in die Kultur aufgenommen.