Theoretische Grundlagen der Philosophie: Probleme, Konzepte, Prinzipien

Wissenschaft

Der Aufbau und die Dynamik des wissenschaftlichen Wissens

Die moderne Wissenschaft ist disziplinär organisiert. Sie besteht aus verschiedenen Wissensbereichen, die miteinander interagieren und gleichzeitig eine relative Eigenständigkeit besitzen. Betrachtet man die Wissenschaft als Ganzes, so gehört sie zu den Typen komplexer, sich entwickelnder Systeme, die im Verlauf ihrer Entwicklung immer neue, relativ autonome Teilsysteme und neue integrative Verbindungen hervorbringen, welche ihre Wechselwirkungen steuern.

In jedem Zweig der Wissenschaft (im Teilsystem des sich entwickelnden wissenschaftlichen Wissens) — sei es in der Physik, Chemie, Biologie und so weiter — lassen sich wiederum eine Vielzahl unterschiedlicher Wissensformen entdecken: empirische Fakten, Gesetze, Hypothesen, Theorien verschiedenster Art und Generalität und vieles mehr.

In der Struktur des wissenschaftlichen Wissens unterscheidet man vor allem zwei Wissensniveaus: das empirische und das theoretische. Jedes dieser Niveaus entspricht einer miteinander verbundenen, jedoch jeweils spezifischen Form der erkenntnistheoretischen Tätigkeit: der empirischen und der theoretischen Forschung.

Bevor wir über diese Niveaus sprechen, sei angemerkt, dass es hier um wissenschaftliches Wissen geht und nicht um den Erkenntnisprozess insgesamt. Letzterer umfasst nicht nur wissenschaftliches, sondern auch alltägliches Wissen, künstlerische und bildhafte Welterfahrung und dergleichen. Im Allgemeinen wird dabei von den sinnlichen und rationalen Stufen der Erkenntnis gesprochen. Die Kategorien “sinnlich“ und “rational“ sind einerseits den Kategorien “empirisch“ und “theoretisch“ sehr ähnlich. Andererseits sollten sie nicht miteinander identifiziert werden. Was unterscheidet also die Kategorien “empirisch“ und “theoretisch“ von den Kategorien “sinnlich“ und “rational“?

Das Verhältnis der Kategorien “empirisch“ und “theoretisch“ zu den Kategorien “sinnlich“ und “rational“

Zunächst einmal kann empirische Erkenntnis niemals nur auf reine Sinnlichkeit reduziert werden. Selbst die erste Schicht empirischen Wissens — die Beobachtungsdaten — wird immer in einer bestimmten Sprache fixiert. Diese Sprache verwendet nicht nur alltägliche Begriffe, sondern auch spezifische wissenschaftliche Fachtermini. Beobachtungsdaten können nicht nur auf die Formen der Sinnlichkeit — wie Empfindungen, Wahrnehmungen, Vorstellungen — zurückgeführt werden. Hier entsteht bereits eine komplexe Verknüpfung von Sinnlichem und Rationalem.

Doch empirische Erkenntnis ist mehr als nur die Daten von Beobachtungen. Sie beinhaltet auch die Bildung eines speziellen Wissens aus diesen Daten — des wissenschaftlichen Fakts. Der wissenschaftliche Fakt entsteht als Ergebnis einer sehr komplexen rationalen Bearbeitung der Beobachtungsdaten: ihrer Reflexion, ihres Verständnisses und ihrer Interpretation. In diesem Sinne stellen alle wissenschaftlichen Fakten eine Wechselwirkung zwischen Sinnlichem und Rationalem dar.

Kann man jedoch sagen, dass theoretisches Wissen eine reine Rationalität repräsentiert? Nein, auch hier begegnen wir der Verknüpfung von Sinnlichem und Rationalem. Die Formen des rationalen Wissens (Begriffe, Urteile, Schlüsse) dominieren den Prozess der theoretischen Erschließung der Wirklichkeit. Aber beim Aufbau von Theorien werden auch anschauliche, modellhafte Vorstellungen verwendet, die Formen des sinnlichen Wissens sind. Denn Vorstellungen, ebenso wie Wahrnehmungen, gehören zu den Formen des lebendigen Schauens. Selbst komplexe und hochgradig mathematisierte Theorien enthalten in ihrer Struktur Vorstellungen wie die des idealen Pendels, des absolut festen Körpers oder des idealen Warenaustauschs, bei dem Waren strikt gemäß dem Gesetz des Wertes gegen andere Waren getauscht werden, und so weiter. All diese idealisierten Objekte sind anschauliche Modellbilder (verallgemeinerte Empfindungen), mit denen gedankliche Experimente durchgeführt werden. Das Ergebnis dieser Experimente ist die Aufklärung jener wesentlichen Beziehungen und Verhältnisse, die dann in Begriffen fixiert werden. Somit 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 Rationalistische überwiegt.

Kriterien zur Unterscheidung zwischen theoretischem und empirischem Wissen

Die Unterscheidung der empirischen und theoretischen Ebenen muss unter Berücksichtigung der spezifischen Merkmale der Erkenntnistätigkeit auf jeder dieser Ebenen erfolgen. Die wesentlichen Kriterien, nach denen diese Ebenen differenziert werden, sind: 1) die Art des Forschungsobjekts, 2) der Typ der angewandten Forschungsmittel und 3) die Besonderheiten der Methode.

Gibt es Unterschiede zwischen dem Gegenstand der theoretischen und der empirischen Forschung? Ja, die gibt es. Empirische und theoretische Forschungen können dasselbe objektive Realitätsfeld erfassen, jedoch wird ihre Sichtweise, ihre Darstellung in den Kenntnissen unterschiedlich ausfallen. Die empirische Forschung ist grundsätzlich auf die Untersuchung von Phänomenen und deren Beziehungen untereinander ausgerichtet. Auf der Ebene der empirischen Erkenntnis werden die wesentlichen Verhältnisse noch nicht in ihrer reinen Form herausgearbeitet, sie treten vielmehr in den Phänomenen hervor und zeichnen sich durch deren konkrete Hülle ab.

Auf der Ebene des theoretischen Wissens hingegen werden die wesentlichen Verhältnisse in ihrer reinen Form hervorgehoben. Das Wesen eines Objekts ist das Zusammenspiel einer Reihe von Gesetzen, denen dieses Objekt unterliegt. Die Aufgabe der Theorie besteht gerade darin, all diese Beziehungen zwischen den Gesetzen nachzubilden und so das Wesen des Objekts zu enthüllen.

Es ist notwendig, zwischen empirischer Abhängigkeit und theoretischem Gesetz zu unterscheiden. Empirische Abhängigkeit ist das Ergebnis einer induktiven Verallgemeinerung von Erfahrungen und stellt ein wahrscheinlich wahres Wissen dar. Ein theoretisches Gesetz hingegen ist immer ein wahres Wissen. Der Erwerb dieses Wissens erfordert spezielle Forschungsprozesse.

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

PV = konstant, wobei P der Druck des Gases und V dessen Volumen ist.

Zunächst wurde es von Robert Boyle als induktive Verallgemeinerung der experimentellen Daten entdeckt, als ein Zusammenhang zwischen dem Volumen eines unter Druck stehenden Gases und dem Wert dieses Drucks festgestellt wurde.

In seiner ersten Formulierung hatte diese Abhängigkeit noch nicht den Status eines theoretischen Gesetzes, obwohl sie durch eine mathematische Formel ausgedrückt wurde. Hätte Boyle Experimente mit höheren Drücken durchgeführt, hätte er festgestellt, dass diese Abhängigkeit nicht mehr gilt. Physiker sagen, dass das Gesetz PV = konstant nur für sehr verdünnte Gase anwendbar ist, wenn das System dem Modell des idealen Gases nahekommt und intermolekulare Wechselwirkungen vernachlässigt werden können. Bei höheren Drücken hingegen werden Wechselwirkungen zwischen den Molekülen (Van-der-Waals-Kräfte) entscheidend, und dann wird das Boyle-Gesetz verletzt. Die von Boyle entdeckte Abhängigkeit war ein wahrscheinlich wahres Wissen, eine Verallgemeinerung, ähnlich der Aussage “Alle Schwäne sind weiß“, die wahr war, bis schwarze Schwäne entdeckt wurden. Das theoretische Gesetz PV = konstant wurde erst später formuliert, als das Modell des idealen Gases entwickelt wurde, bei dem die Teilchen wie elastisch zusammenstoßende Billardkugeln behandelt wurden.

Indem wir empirisches und theoretisches Wissen als zwei besondere Arten der Forschungstätigkeit unterscheiden, können wir sagen, dass sich ihre Gegenstände unterscheiden, das heißt, Theorie und empirische Forschung befassen sich mit verschiedenen Ausschnitten derselben Wirklichkeit. Die empirische Forschung untersucht Phänomene und deren Korrelationen; in diesen Korrelationen, in den Beziehungen zwischen den Phänomenen, kann sie das Erscheinen eines Gesetzes erfassen. Doch in reiner Form wird es nur durch theoretische Forschung zugänglich.

Es muss betont werden, dass eine Zunahme der Zahl der Experimente an sich eine empirische Abhängigkeit nicht zu einem gesicherten Faktum macht, da Induktion stets mit unvollständigen und unvollendeten Erfahrungen arbeitet.

Wie viele Experimente auch immer wir durchführen und wie oft wir ihre Ergebnisse verallgemeinern, einfache induktive Verallgemeinerung führt nicht zu theoretischem Wissen. Eine Theorie wird nicht durch induktive Verallgemeinerung von Erfahrungen aufgebaut. Diese Tatsache wurde in der Wissenschaft erst relativ kürzlich vollständig erkannt, als sie ein hohes Maß an Theoretisierung erreicht hatte. 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 anhand des Forschungsgegenstands zu ihrer Differenzierung anhand der Mittel. Empirische Forschung basiert auf der unmittelbaren praktischen Interaktion des Forschers mit dem untersuchten Objekt. Sie erfordert Beobachtungen und experimentelle Tätigkeiten. Daher müssen die Mittel der empirischen Forschung Instrumente, Vorrichtungen und andere Mittel des realen Beobachtens und Experimentierens umfassen.

In der theoretischen Forschung hingegen fehlt die unmittelbare praktische Interaktion mit den Objekten. Auf dieser Ebene kann das Objekt nur indirekt, im Gedankenexperiment, und nicht im realen Experiment untersucht werden.

Die besondere Rolle der Empirie in der Wissenschaft liegt darin, dass der Mensch auf diesem Forschungsebenen direkt mit den zu untersuchenden natürlichen oder sozialen Objekten interagiert. In dieser Interaktion offenbart das Objekt seine Natur, die ihm objektiv innewohnenden Merkmale. Wir können viele Modelle und Theorien im Geist konstruieren, doch überprüfen, ob diese Modelle mit der Realität übereinstimmen, können wir nur in der praktischen Anwendung. Und diese Praxis begegnet uns genau im Rahmen der empirischen Forschung.

Neben den Mitteln, die direkt mit der Organisation von Experimenten und Beobachtungen verbunden sind, kommen in der empirischen Forschung auch begriffliche Mittel zum Einsatz. Sie fungieren als eine besondere Sprache, die oft als die empirische Sprache der Wissenschaft bezeichnet wird. Diese Sprache weist eine komplexe Organisation auf, in der empirische Begriffe und Begriffe der theoretischen Sprache miteinander interagieren.

Der Sinn der empirischen Begriffe liegt in besonderen Abstraktionen, die als empirische Objekte bezeichnet werden könnten. Diese sind von den realen Objekten zu unterscheiden. Empirische Objekte sind Abstraktionen, die aus der Realität eine bestimmte Menge von Eigenschaften und Beziehungen von Dingen herausgreifen. Reale Objekte jedoch besitzen eine unendliche Anzahl von Merkmalen. Jedes solche Objekt ist in seinen Eigenschaften, Verbindungen und Beziehungen unerschöpflich.

Ein Beispiel lässt sich an den Experimenten von Bió und Savart anführen, in denen die magnetische Wirkung des elektrischen Stroms entdeckt wurde. Diese Wirkung wurde durch das Verhalten einer Magnetnadel in der Nähe eines geraden Drahts mit Strom beobachtet. Sowohl der Draht mit Strom 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 und so weiter. Aus diesem unendlichen Satz von Eigenschaften und Beziehungen wurden in dem empirischen Begriff “Draht mit Strom“, wie er bei der Beschreibung dieses Experiments verwendet wird, nur folgende Merkmale herausgegriffen: 1) der Draht befindet sich in einem bestimmten Abstand von der Magnetnadel; 2) der Draht ist gerade; 3) der Draht leitet einen Strom bestimmter Stärke. Alle anderen Eigenschaften sind hier irrelevant und werden in der empirischen Beschreibung abstrahiert. Ebenso wird der ideale empirische Begriff “Magnetnadel“ aus einem begrenzten Satz von Merkmalen konstruiert. Jedes Merkmal eines empirischen Objekts lässt sich im realen Objekt finden, aber nicht umgekehrt.

Was die theoretische Erkenntnis betrifft, so kommen hier andere Forschungsinstrumente zum Einsatz. Wie bereits gesagt, fehlt es hier an Mitteln für die materielle, praktische Interaktion mit dem untersuchten Objekt. Auch die Sprache der theoretischen Forschung unterscheidet sich von der Sprache empirischer Beschreibungen. Das Hauptmittel der theoretischen Forschung sind die sogenannten theoretischen Idealobjekte. Sie werden auch als idealisierte Objekte, abstrakte Objekte oder theoretische Konstruktionen bezeichnet. Es handelt sich um besondere Abstraktionen, in denen der Sinn theoretischer Begriffe zum Ausdruck kommt. Keine Theorie wird ohne den Einsatz solcher Objekte aufgebaut. Was stellen sie dar?

Beispiele für solche Objekte sind der Materiepunkt, der vollkommen starre Körper, das ideale Gut, das gegen ein anderes Gut gemäß dem Gesetz des Werts getauscht wird (hierbei erfolgt eine Abstraktion von Schwankungen der Marktpreise), die idealisierte Population in der Biologie, auf die das Hardy-Weinberg-Gesetz angewendet wird (eine unendliche Population, bei der alle Individuen mit gleicher Wahrscheinlichkeit miteinander kreuzen).

Im Gegensatz zu empirischen Objekten sind idealisierte theoretische Objekte nicht nur mit den Merkmalen ausgestattet, die wir in der realen Interaktion mit realen Objekten feststellen können, sondern auch mit Merkmalen, die kein reales Objekt besitzt. So wird der Materiepunkt als ein Körper definiert, der keine Ausdehnung hat, jedoch die gesamte Masse des Körpers in sich vereint. Solche Körper existieren in der Natur nicht. Sie stellen das Ergebnis unseres gedanklichen Konstruktionsprozesses dar, bei dem wir uns von nicht wesentlichen (in einem bestimmten Sinne) Beziehungen und Merkmalen des Objekts abstrahieren und ein ideales Objekt konstruieren, das nur wesentliche Beziehungen trägt. In der Realität kann das Wesen nicht vom Phänomen getrennt werden, das eine wird durch das andere erkannt. Die Aufgabe der theoretischen Forschung besteht darin, das Wesen in seiner reinen Form zu erkennen. Die Einführung abstrakter, idealisierter Objekte in die Theorie ermöglicht es, diese Aufgabe zu lösen.

Entsprechend ihrer Eigenheiten unterscheiden sich empirische und theoretische Erkenntnisarten auch in den Methoden der Forschungsarbeit. Wie bereits erwähnt, bestehen die Hauptmethoden der empirischen Forschung in realen Experimenten und realen Beobachtungen. Eine wichtige Rolle spielen auch Methoden der empirischen Beschreibung, die auf die möglichst reine und von subjektiven Überlagerungen befreite objektive Charakterisierung der untersuchten Phänomene ausgerichtet sind.

Für die theoretische Forschung hingegen werden spezielle Methoden angewendet: Idealisierung (die Methode der Konstruktion idealisierter Objekte); gedankliches Experiment mit idealisierten Objekten, das praktisch das reale Experiment mit realen Objekten ersetzt; Methoden des Theoriebaues (aufsteigende Abstraktion vom Allgemeinen zum Spezifischen, axiomatische und hypothetisch-deduktive Methoden); Methoden der logischen und historischen Forschung und weitere.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich empirische und theoretische Erkenntnisebenen hinsichtlich ihres Gegenstandes, ihrer Mittel und ihrer Methoden unterscheiden. Das Herausheben und selbständige Betrachten jedes dieser Elemente stellt jedoch eine Abstraktion dar. In der realen Welt interagieren diese beiden Schichten des Wissens immer miteinander. Die Unterscheidung der Kategorien “empirisch“ und “theoretisch“ als Mittel der methodologischen Analyse erlaubt es, zu verstehen, wie wissenschaftliches Wissen strukturiert ist und sich entwickelt.

Die Struktur der empirischen und theoretischen Ebenen des Wissens

Die empirische und die theoretische Ebene des Wissens besitzen eine komplexe Organisation. Innerhalb dieser Ebenen lassen sich besondere Unterebenen unterscheiden, von denen jede mit spezifischen kognitiven Verfahren und besonderen Typen des gewonnenen Wissens charakterisiert ist.

Auf der empirischen Ebene lassen sich mindestens zwei Unterebenen hervorheben: erstens, die Beobachtungen, zweitens, die empirischen Fakten.

Die Beobachtungsdaten enthalten die primären Informationen, die wir unmittelbar im Prozess der Beobachtung eines Objekts erhalten. Diese Informationen werden in einer besonderen Form übermittelt — in der Form unmittelbarer sinnlicher Daten des Subjekts der Beobachtung, die später in Form von Beobachtungsprotokollen fixiert werden. Die Protokolle der Beobachtung drücken die Informationen aus, die der Beobachter erhält, in sprachlicher Form aus.

In den Beobachtungsprotokollen sind stets Hinweise enthalten, wer die Beobachtung durchführt, und falls die Beobachtung im Rahmen eines Experiments unter Verwendung von Instrumenten erfolgt, werden auch die wesentlichen Merkmale des Instruments angegeben.

Dies ist nicht zufällig, da die Beobachtungsdaten neben der objektiven Information über Phänomene auch eine gewisse Schicht subjektiver Information enthalten, die vom Zustand des Beobachters und den Wahrnehmungen seiner Sinnesorgane abhängt. Die objektive Information kann durch zufällige äußere Einflüsse verzerrt werden, durch Fehler der Instrumente und so weiter. Der Beobachter kann Fehler machen, wenn er die Messwerte des Instruments abliest. Instrumente können sowohl zufällige als auch systematische Fehler aufweisen. Daher sind die Beobachtungsdaten noch kein verlässliches Wissen, auf dem eine Theorie beruhen kann. Die Grundlage der Theorie sind nicht die Beobachtungsdaten, sondern die empirischen Fakten. Im Unterschied zu den Beobachtungsdaten sind Fakten immer verlässliche, objektive Informationen; es handelt sich um eine Beschreibung von Phänomenen und deren Zusammenhängen, bei denen subjektive Schichten entfernt wurden. Der Übergang von den Beobachtungsdaten zu den empirischen Fakten ist daher ein recht komplexer Prozess. Es kommt häufig vor, dass Fakten mehrfach überprüft werden müssen, und der Forscher, der zunächst glaubte, es mit einem empirischen Faktum zu tun zu haben, erkennt, dass sein Wissen noch nicht mit der Realität übereinstimmt und daher kein Faktum darstellt.

Der Übergang von den Beobachtungsdaten zu den empirischen Fakten erfordert bestimmte kognitive Operationen. Erstens die rationale Verarbeitung der Beobachtungsdaten und die Suche nach stabilem, invariantem Inhalt. Um einen Faktum zu bilden, müssen viele Beobachtungen miteinander verglichen, wiederkehrende Elemente herausgefiltert und zufällige Störungen sowie Fehler des Beobachters eliminiert werden. Falls die Beobachtung in Form von Messungen erfolgt, werden die Beobachtungsdaten als Zahlen aufgezeichnet. Um einen empirischen Faktum zu erlangen, ist eine statistische Auswertung der Daten erforderlich, die es ermöglicht, den invariantem Inhalt der Messungen zu identifizieren.

Die Suche nach einem Invariantem als Methode der Feststellung eines Faktums ist nicht nur der Naturwissenschaft, sondern auch dem sozial-historischen Wissen eigen. Ein Historiker, der die Chronologie vergangener Ereignisse aufstellt, wird immer versuchen, eine Vielzahl von unabhängigen historischen Zeugenaussagen zu identifizieren und zu vergleichen, die für ihn die Funktion von Beobachtungsdaten übernehmen.

Zweitens ist für die Feststellung eines Faktums eine Interpretation des in den Beobachtungen identifizierten invarianten Inhalts erforderlich. In diesem Interpretationsprozess werden weitgehend bereits erlangte theoretische Kenntnisse verwendet.

Ein prägnantes Beispiel hierfür ist die Geschichte der Entdeckung eines ungewöhnlichen astronomischen Objekts, des Pulsars. Im Sommer 1967 entdeckte die Doktorandin der bekannten englischen Radioastronomin E. Hewish, Miss Bell, zufällig eine Radiostrahlung am Himmel, die kurze Radioimpulse aussendete. Wiederholte systematische Beobachtungen ergaben, dass diese Impulse streng periodisch wiederholt wurden, alle 1,33 Sekunden. Die anfängliche Interpretation dieses invarianten Beobachtungsresultats war mit der Hypothese verbunden, dass dieses Signal von einer überzivilisierten Kultur gesendet wurde. Aus diesem Grund wurde die Entdeckung geheim gehalten, und fast ein halbes Jahr lang wurde niemand darüber informiert.

Später wurde eine andere Hypothese aufgestellt — eine natürliche Herkunft des Signals, untermauert durch neue Beobachtungsdaten (es wurden weitere Quellen ähnlicher Strahlung entdeckt). Diese Hypothese nahm an, dass das Signal von einem kleinen, schnell rotierenden Körper stammt. Die Anwendung mechanischer Gesetze ermöglichte die Berechnung der Größe dieses Körpers — es stellte sich heraus, dass er viel kleiner als die Erde war. Außerdem wurde festgestellt, dass der Pulsationsquelle sich genau an dem Punkt befindet, an dem vor mehr als tausend Jahren eine Supernova-Explosion stattgefunden hatte. Schließlich konnte der Faktum festgestellt werden, dass es besondere Himmelskörper gibt — Pulsare, die ein Überbleibsel der Explosion einer Supernova sind.

Wir sehen, dass die Feststellung eines empirischen Fakts die Anwendung einer ganzen Reihe theoretischer Prinzipien erfordert (in diesem Fall aus den Bereichen Mechanik, Elektrodynamik, Astrophysik usw.), aber es entsteht ein sehr komplexes Problem, das derzeit in der methodologischen Literatur diskutiert wird: Es scheint, dass zur Feststellung eines Fakts Theorien notwendig sind, die jedoch, wie bekannt, durch Fakten überprüft werden müssen. Methodologen formulieren dieses Problem als Problem der theoretischen Belastung der Fakten, also als Problem der Wechselwirkung von Theorie und Faktum. Es stimmt, dass bei der Feststellung des obigen empirischen Fakts viele zuvor erlangte theoretische Gesetze und Prinzipien angewendet wurden. In diesem Sinne ist der empirische Fakt theoretisch belastet und nicht unabhängig von unserem vorherigen theoretischen Wissen. Um das Vorhandensein von Pulsaren als wissenschaftlichen Fakt zu etablieren, war es notwendig, die Gesetze von Kepler, die Gesetze der Thermodynamik und die Gesetze der Lichtausbreitung anzuwenden — verlässliches theoretisches Wissen, das durch andere Fakten bereits untermauert worden war. Wenn sich jedoch diese Gesetze als falsch herausstellen sollten, müssten auch die auf ihnen basierenden Fakten neu überdacht werden.

Im Anschluss an die Entdeckung der Pulsare wurde daran erinnert, dass das Vorhandensein dieser Objekte theoretisch bereits vom sowjetischen Physiker L. D. Landau vorhergesagt worden war, sodass die Entdeckung selbst zu einer weiteren Bestätigung seiner Theorie wurde, obwohl seine Theorie beim unmittelbaren Nachweis des Faktums nicht direkt angewendet wurde.

So sind beim Formulieren eines Faktes bereits überprüfte Wissensbestände beteiligt, die unabhängig von Theorien sind, und Fakten geben Anstoß zur Bildung neuer theoretischer Erkenntnisse, die wiederum, sofern sie zuverlässig sind, wieder zur Bildung neuer Fakten beitragen können und so weiter.

Wenden wir uns nun der Organisation der theoretischen Ebene des Wissens zu. Auch hier lassen sich zwei Unterebenen unterscheiden.

Die erste sind spezielle theoretische Modelle und Gesetze. Diese fungieren als Theorien, die sich auf einen relativ begrenzten Bereich von Phänomenen beziehen. Beispiele für solche spezifischen theoretischen Gesetze sind das Gesetz der Pendelschwingung in der Physik oder das Gesetz der Bewegung von Körpern auf einer schiefen Ebene, die gefunden wurden, bevor die Newtonsche Mechanik entwickelt wurde.

In dieser Schicht des theoretischen Wissens stoßen wir auf miteinander verbundene Gebilde wie das theoretische Modell, das Phänomene erklärt, und das Gesetz, das relativ zu diesem Modell formuliert wird. Ein Modell umfasst idealisierte Objekte und die Beziehungen zwischen ihnen. So wird zum Beispiel bei der Untersuchung der Schwingungen realer Pendel das Modell des idealen Pendels eingeführt, das als materieller Punkt an einem unverformbaren Faden schwingt. Ein weiteres Element wird hinzugefügt: das Bezugssystem, eine Idealisierung, die das ideale Bild eines realen physikalischen Labors darstellt, das mit einer Uhr und einem Lineal ausgestattet ist. Schließlich wird für die Ableitung des Gesetzes der Schwingung eine weitere idealisierte Größe eingeführt — die Kraft, die das Pendel in Bewegung setzt. Die Kraft ist eine Abstraktion des Wechselspiels von Körpern, das ihre Bewegung verändert. Das System dieser idealisierten Objekte (ideales Pendel, Bezugssystem, Kraft) bildet das Modell, das auf der theoretischen Ebene die wesentlichen Merkmale des realen Schwingungsprozesses aller Pendel repräsentiert.

Das Gesetz selbst beschreibt also direkt die Beziehungen zwischen den idealisierten Objekten des theoretischen Modells, und indirekt wird es auf die Beschreibung der empirischen Realität angewendet.

Die zweite Unterebene des theoretischen Wissens sind entwickelte Theorien. Hier werden alle speziellen theoretischen Modelle und Gesetze so verallgemeinert, dass sie als Folgerungen fundamentaler Prinzipien und Gesetze der Theorie auftreten. Mit anderen Worten, es wird ein übergeordnetes theoretisches Modell aufgebaut, das alle speziellen Fälle umfasst, und in Bezug auf dieses Modell wird eine Reihe von Gesetzen formuliert, die als Verallgemeinerungen gegenüber allen speziellen theoretischen Gesetzen fungieren.

Ein Beispiel hierfür ist die Newtonsche Mechanik. In der Formulierung von L. Euler führte sie ein grundlegendes Modell der mechanischen Bewegung durch Idealisierungen wie die materielle Punktmasse ein, die sich im Raum-Zeit-Kontinuum eines Bezugssystems unter dem Einfluss einer verallgemeinerten Kraft bewegt. Die Natur dieser Kraft wird dabei nicht weiter spezifiziert — sie kann eine quasi-elastische Kraft, eine Stoßkraft oder eine Anziehungskraft sein. Es geht also um eine Kraft im Allgemeinen. In Bezug auf dieses Modell werden dann die drei Gesetze von Newton formuliert, die in diesem Fall als Verallgemeinerung zahlreicher spezifischer Gesetze auftreten, die die wesentlichen Beziehungen einzelner Arten mechanischer Bewegungen widerspiegeln (Schwingung, Rotation, Bewegung eines Körpers auf einer schiefen Ebene, freier Fall usw.). Auf der Grundlage dieser verallgemeinerten Gesetze können wiederum neue spezifische Gesetze deduktiv vorhergesagt werden.

Die beiden untersuchten Typen der Organisation wissenschaftlichen Wissens — spezielle Theorien und verallgemeinerte, entwickelte Theorien — interagieren sowohl miteinander als auch mit der empirischen Ebene des Wissens.

Wissenschaftliches Wissen in jedem Bereich der Wissenschaft stellt also eine enorme Menge interagierender Wissensarten dar. Die Theorie spielt eine Rolle bei der Bildung von Fakten; im Gegenzug erfordern die Fakten den Aufbau neuer theoretischer Modelle, die zunächst als Hypothesen formuliert werden, dann aber begründet und zu Theorien werden. Es kommt auch vor, dass direkt eine entwickelte Theorie aufgebaut wird, die bekannte, aber zuvor unerklärte Fakten erklärt oder dazu führt, dass bekannte Fakten in einem neuen Licht interpretiert werden. Insgesamt gibt es eine Vielzahl von komplexen Verfahren, durch die verschiedene Schichten des wissenschaftlichen Wissens miteinander interagieren.

Die Grundlagen des wissenschaftlichen Wissens

Es ist entscheidend, dass all diese Vielfalt des Wissens zu einer Einheit zusammengeführt wird. Diese Einheit wird nicht nur durch die bereits angesprochenen Verbindungen zwischen dem theoretischen und empirischen Wissensniveau gewährleistet. Die Struktur des wissenschaftlichen Wissens erschöpft sich nicht in diesen Ebenen — sie umfasst auch das, was als Grundlage des wissenschaftlichen Wissens bezeichnet wird. Diese Grundlagen sorgen nicht nur für die Kohärenz des Gegenstandsbereichs, sondern bestimmen auch die Strategie der wissenschaftlichen Suche und sichern in vieler Hinsicht die Integration ihrer Ergebnisse in die Kultur der jeweiligen historischen Epoche. Gerade im Prozess der Bildung, Umgestaltung und Funktion von Grundlagen lässt sich die soziokulturelle Dimension des wissenschaftlichen Wissens am deutlichsten nachzeichnen.

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

Ideale und Normen wissenschaftlichen Wissens

Wie jede menschliche Tätigkeit wird auch das wissenschaftliche Wissen durch bestimmte Ideale und Normen reguliert, die die Wertvorstellungen und Zielsetzungen der Wissenschaft ausdrücken. Sie beantworten Fragen wie: Warum sind bestimmte kognitive Handlungen notwendig? Welcher Typ von Produkt (Wissen) soll als Ergebnis dieser Handlungen erzielt werden? Und auf welche Weise soll dieses Wissen gewonnen werden?

Dieser Block umfasst die Ideale und Normen, erstens der Beweisführung und Rechtfertigung des Wissens, zweitens der Erklärung und Beschreibung, drittens des Aufbaus und der Organisation des Wissens. Dies sind die grundlegenden Formen, in denen sich die Ideale und Normen wissenschaftlicher Forschung verwirklichen und funktionieren. Was deren Inhalt betrifft, so lassen sich mehrere miteinander verbundene Ebenen ausmachen. Die erste Ebene wird durch normative Strukturen gebildet, die für jedes wissenschaftliche Erkenntnis einzigartig sind. Es handelt sich um einen Invariant, der die Wissenschaft von anderen Formen des Wissens unterscheidet. Auf jeder Etappe der historischen Entwicklung wird diese Ebene durch die historisch vorübergehenden Haltungen konkretisiert, die der Wissenschaft der jeweiligen Epoche eigen sind. Das System solcher Haltungen (Vorstellungen von Normen der Erklärung, Beschreibung, Beweisführung, Organisation von Wissen usw.) drückt den Denkstil der jeweiligen Epoche aus 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. Auch die Normen der Erklärung und Begründung von Wissen, die in der Zeit der klassischen Naturwissenschaften galten, unterscheiden sich von denen der modernen Zeit.

Schließlich kann im Inhalt der Ideale und Normen der wissenschaftlichen Forschung eine dritte Ebene unterschieden werden. Hier werden die Haltungen der zweiten Ebene spezifisch auf die Eigenheiten des Gegenstandsbereichs jeder Wissenschaft (Physik, Biologie, Chemie usw.) angewendet.

In den Idealen und normativen Strukturen der Wissenschaft spiegelt sich eine verallgemeinerte Methode wider, und die Spezifik der untersuchten Objekte wirkt sich zwangsläufig auf den Charakter der Ideale und Normen wissenschaftlichen Wissens aus. Jeder neue Typ der systematischen Organisation von Objekten, der in den Bereich der Forschung eintritt, erfordert in der Regel eine Transformation der Ideale und Normen der wissenschaftlichen Disziplin. Doch nicht nur die Spezifik des Objekts bestimmt das Funktionieren und die Entwicklung der Ideale und normativen Strukturen der Wissenschaft. In ihrem System wird auch ein bestimmtes Bild der Erkenntnistätigkeit und eine Vorstellung von den notwendigen Verfahren ausgedrückt, die das Erkennen der Wahrheit gewährleisten. Dieses Bild ist stets durch soziokulturelle Faktoren geprägt. Es formt sich in der Wissenschaft unter dem Einfluss der weltanschaulichen Strukturen, die den Grundstein der Kultur jeder historischen Epoche bilden.

Die wissenschaftliche Weltanschauung

Der zweite Block der Grundlagen der Wissenschaft wird durch die wissenschaftliche Weltanschauung gebildet. Sie entsteht als Ergebnis der Synthese von Wissen, das in verschiedenen Wissenschaften gewonnen wird, und enthält allgemeine Vorstellungen über die Welt, die in den entsprechenden Phasen der historischen Entwicklung der Wissenschaft entwickelt wurden. In diesem Sinne wird sie als allgemeine wissenschaftliche Weltanschauung bezeichnet, die sowohl Vorstellungen über die Natur als auch über das Leben der Gesellschaft umfasst. Der Aspekt der allgemeinen wissenschaftlichen Weltanschauung, der sich mit Vorstellungen über die Struktur und Entwicklung der Natur befasst, wird als naturwissenschaftliche Weltanschauung bezeichnet.

Die Synthese von Wissen aus verschiedenen Wissenschaften ist ein äußerst komplexer Prozess. Sie erfordert die Herstellung von Verbindungen zwischen den Gegenständen der Wissenschaften. Die Sichtweise des Gegenstandes der Wissenschaften, die Vorstellung von seinen wesentlichen systematisch-strukturellen Merkmalen, ist in der Struktur jeder Wissenschaft in Form eines kohärenten Bildes der untersuchten Realität ausgedrückt. Dieser Bestandteil des Wissens wird oft als spezielle (lokale) wissenschaftliche Weltanschauung bezeichnet. Hier wird der Begriff “Welt“ bereits in einem besonderen Sinn verwendet. Er bezeichnet nicht die Welt im Ganzen, sondern jenes Fragment oder jenes Element der materiellen Welt, das in einer bestimmten Wissenschaft mit ihren Methoden untersucht wird. In diesem Sinne spricht man zum Beispiel vom physischen oder biologischen Weltbild.

Im Verhältnis zur allgemeinen wissenschaftlichen Weltanschauung können solche Realitätsbilder als relativ selbständige Fragmente oder Aspekte davon betrachtet werden.

Das Bild der Realität sorgt für die Systematisierung des Wissens im Rahmen der entsprechenden Wissenschaft. Es ist mit verschiedenen Typen von Theorien der wissenschaftlichen Disziplin verbunden (fundamentale und angewandte), sowie mit empirischen Fakten, auf denen es basiert und mit denen die Prinzipien des Bildes der Realität in Einklang gebracht werden müssen. Gleichzeitig 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.

Philosophische Grundlagen der Wissenschaft

Der dritte Block der Grundlagen der Wissenschaft bilden die philosophischen Ideen und Prinzipien, die sowohl die Ideale und Normen der Wissenschaft als auch die inhaltlichen Vorstellungen der wissenschaftlichen Weltanschauung begründen und zudem die Integration des wissenschaftlichen Wissens in die Kultur sicherstellen.

Jede neue Idee, um entweder als Postulat einer Weltanschauung oder als Prinzip, das einen neuen Ideal und eine neue Norm des wissenschaftlichen Wissens ausdrückt, anerkannt zu werden, muss den Prozess der philosophischen Begründung durchlaufen. Zum Beispiel, als Michael Faraday in seinen Experimenten elektrische und magnetische Feldlinien entdeckte und versuchte, auf dieser Grundlage Vorstellungen über das elektrische und magnetische Feld in die wissenschaftliche Weltanschauung einzuführen, stieß er sofort auf die Notwendigkeit, diese Ideen zu begründen. Die Annahme, dass Kräfte sich im Raum mit endlicher Geschwindigkeit von Punkt zu Punkt ausbreiten, führte zu der Vorstellung von Kräften, die losgelöst von ihren materiellen Quellen (Ladungen und Magnetquellen) existieren. Dies widersprach jedoch dem Prinzip, dass Kräfte immer mit Materie verbunden sind. Um diesen Widerspruch zu lösen, betrachtete Faraday die Felder der Kräfte als eine besondere materielle Substanz. Der philosophische Grundsatz der untrennbaren Verbindung von Materie und Kraft war hier die Grundlage für die Einführung des Postulats in das Weltbild, dass es elektrische und magnetische Felder gibt, die denselben materiellen Status wie Stoffe besitzen.

Die philosophischen Grundlagen der Wissenschaft erfüllen neben der Funktion der Begründung bereits gewonnenen Wissens auch eine heuristische Funktion. Sie spielen eine aktive Rolle bei der Entwicklung neuer Theorien, indem sie die Umgestaltung der normativen Strukturen der Wissenschaft und der Bilder der Realität lenken. Die in diesem Prozess verwendeten philosophischen Ideen und Prinzipien können auch zur Begründung der gewonnenen Ergebnisse (neue Bilder der Realität und neue Vorstellungen von der Methode) herangezogen werden. Doch ist die Übereinstimmung zwischen philosophischer Heuristik und philosophischer Begründung nicht zwingend. Es kann passieren, dass der Forscher bei der Bildung neuer Vorstellungen zunächst bestimmte philosophische Ideen und Prinzipien verwendet, die dann, nachdem sie weiterentwickelt wurden, eine andere philosophische Interpretation erhalten und erst auf dieser Grundlage Anerkennung finden und in die Kultur integriert werden.