Theoretische Grundlagen der Philosophie: Probleme, Konzepte, Prinzipien

Wissenschaft

Logik, Methodologie und Methoden der wissenschaftlichen Erkenntnis

Das bewusste, zielgerichtete Handeln zur Formung und Entwicklung von Wissen wird durch Normen und Regeln geregelt und folgt bestimmten Methoden und Verfahren. Die Entdeckung und Entwicklung dieser Normen, Regeln, Methoden und Verfahren, die nichts anderes darstellen als das Apparatus des bewussten Kontrols und der Regulierung des Wissensbildungsprozesses, ist Gegenstand der Logik und Methodologie der wissenschaftlichen Erkenntnis. Der Begriff “Logik“ wird traditionell mit der Entdeckung und Formulierung von Schlussfolgerungsregeln und der Bestimmung von Begriffen in Verbindung gebracht, was seit der Antike das Thema der formalen Logik ausmachte. Heutzutage wird die Entwicklung der logischen Normen des Schließens, der Beweisführung und der Definition als Regeln für den Umgang mit Sätzen und Begriffen der Sprache der Wissenschaft auf der Grundlage der modernen mathematischen Logik durchgeführt. Der Gegenstand der Methodologie der Wissenschaft, ihrer methodologischen Analyse, ist jedoch weiter gefasst und umfasst eine Vielzahl von Methoden, Techniken und Operationen der wissenschaftlichen Forschung, ihre Normen und Ideale sowie die Formen der Organisation wissenschaftlichen Wissens. Die moderne Methodologie der Wissenschaft nutzt intensiv Materialien aus der Wissenschaftsgeschichte und ist eng verbunden mit dem gesamten Komplex der Wissenschaften, die den Menschen, die Gesellschaft und die Kultur untersuchen.

In der Systematik der logisch-methodologischen Mittel, mit denen die wissenschaftliche Erkenntnis analysiert wird, können verschiedene Ebenen unterschieden werden.

Die theoretische Grundlage aller Formen der methodologischen Forschung wissenschaftlicher Erkenntnis im Allgemeinen bildet die philosophisch-gnoseologische Ebene der Analyse der Wissenschaft. Ihre Besonderheit besteht darin, dass wissenschaftliche Erkenntnis hier als Teil eines größeren Systems betrachtet wird — der erkenntnistheoretischen Aktivität im Verhältnis zur objektiven Welt und ihrer Einbettung in die praktisch-transformierende Tätigkeit des Menschen. Erkenntnistheorie ist nicht nur eine allgemeine Wissenschaft des Wissens, sondern eine philosophische Lehre über die Natur des Wissens.

Die Gnoseologie tritt als theoretische Grundlage für verschiedene speziell-wissenschaftliche Formen der methodologischen Analyse auf, in denen die Untersuchung wissenschaftlicher Erkenntnis mit nicht-philosophischen Mitteln durchgeführt wird. Sie zeigt, dass nur durch das Verständnis von Erkenntnis als der Formung und Entwicklung eines idealen Plans menschlicher praktisch-transformierender Tätigkeit die grundlegenden Eigenschaften des Erkenntnisprozesses sowie die Essenz des Wissens allgemein und in seinen verschiedenen Formen, einschließlich des wissenschaftlichen Wissens, analysiert werden können. Gleichzeitig ist es heute nicht nur die wissenschaftliche Erkenntnis selbst, sondern auch ihre philosophisch-gnoseologische Problematik, die nicht ohne die Berücksichtigung speziellerer Abschnitte der Methodologie der Wissenschaft analysiert werden kann. Zum Beispiel erfordert die philosophische Analyse des Problems der Wahrheit in der Wissenschaft die Betrachtung der Mittel und Methoden der empirischen Begründung wissenschaftlichen Wissens, der spezifischen Merkmale und Formen der Aktivität des Subjekts der wissenschaftlichen Erkenntnis, der Rolle und des Status theoretischer idealisierter Konstruktionen und so weiter.

Jede Form der Untersuchung wissenschaftlichen Wissens (selbst wenn sie sich direkt mit den inneren Problemen einer speziellen Wissenschaft befasst) enthält potenziell den Keim philosophischer Problematik. Sie stützt sich implizit auf Annahmen, die bei ihrer Bewusstwerdung und ihrer Umwandlung in den Gegenstand der Analyse letztlich bestimmte philosophische Positionen voraussetzen.

Eine der Hauptaufgaben der methodologischen Analyse besteht darin, die Methoden der erkenntnistheoretischen Tätigkeit, die in der Wissenschaft angewendet werden, zu identifizieren und zu untersuchen sowie die Möglichkeiten und Grenzen ihrer Anwendbarkeit zu bestimmen. In ihrer erkenntnistheoretischen Tätigkeit, einschließlich der wissenschaftlichen, wenden Menschen bewusst oder unbewusst die verschiedensten Methoden an. Es ist klar, dass das bewusste Anwenden von Methoden, das auf einem Verständnis ihrer Möglichkeiten und Grenzen basiert, unter gleichen Bedingungen die Tätigkeit des Menschen rationaler und effektiver macht.

Die methodologische Analyse des wissenschaftlichen Erkenntnisprozesses erlaubt es, zwei Arten von Techniken und Methoden der Forschung zu unterscheiden. Erstens die Techniken und Methoden, die dem menschlichen Erkenntnisprozess insgesamt eigen sind, auf deren Grundlage sowohl wissenschaftliches als auch alltägliches Wissen aufgebaut wird. Hierzu zählen Analyse und Synthese, Induktion und Deduktion, Abstraktion und Verallgemeinerung und so weiter. Wir nennen sie bedingt allgemeinlogische Methoden. Zweitens gibt es besondere Techniken, die nur für die wissenschaftliche Erkenntnis typisch sind — wissenschaftliche Methoden der Forschung. Diese wiederum lassen sich in zwei Hauptgruppen unterteilen: Methoden zum Aufbau empirischen Wissens und Methoden zum Aufbau theoretischen Wissens.

Allgemeinlogische Methoden der Erkenntnis

Mit Hilfe der allgemeinlogischen Methoden erschließt das Wissen schrittweise die inneren wesentlichen Merkmale eines Objekts, die Verbindungen seiner Elemente und deren Wechselwirkungen. Um diese Schritte zu vollziehen, muss der ganze Gegenstand (gedanklich oder praktisch) in seine Bestandteile zerlegt und diese dann untersucht werden, wobei ihre Eigenschaften und Merkmale hervorgehoben, ihre Beziehungen und Verhältnisse nachverfolgt und ihre Rolle im System des Ganzen aufgedeckt werden. Nachdem diese erkenntnistheoretische Aufgabe gelöst ist, können die Teile wieder zu einem einheitlichen Gegenstand zusammengefügt werden, um eine konkret-allgemeine Vorstellung zu entwickeln, das heißt eine Vorstellung, die auf einem tiefen Verständnis der inneren Natur des Objekts beruht. Dieses Ziel wird mit Hilfe von Operationen wie Analyse und Synthese erreicht.

Die Analyse ist die Zerlegung eines einheitlichen Objekts in seine Bestandteile (Seiten, Merkmale, Eigenschaften oder Beziehungen) mit dem Ziel, diese umfassend zu untersuchen.

Die Synthese ist das Zusammenfügen der zuvor herausgehobenen Teile (Seiten, Merkmale, Eigenschaften oder Beziehungen) des Objekts zu einem einheitlichen Ganzen.

Die objektive Voraussetzung dieser erkenntnistheoretischen Operationen ist die Strukturierung materieller Objekte, die Fähigkeit ihrer Elemente, sich neu zu gruppieren, zu vereinen und auseinanderzubrechen.

Analyse und Synthese sind die elementarsten und einfachsten Erkenntnismethoden, die dem Fundament menschlichen Denkens zugrunde liegen. Gleichzeitig sind sie auch die universellsten Methoden, die allen Ebenen und Formen des Denkens eigen sind.

Eine weitere allgemeinlogische Methode der Erkenntnis ist die Abstraktion. Abstraktion ist eine spezielle Denkweise, bei der von einer Reihe von Eigenschaften und Beziehungen eines untersuchten Phänomens abstrahiert wird, während gleichzeitig diejenigen Eigenschaften und Beziehungen hervorgehoben werden, die uns interessieren. Das Ergebnis der abstraktiven Denkaktivität ist die Bildung verschiedener Arten von Abstraktionen, die sowohl einzelne Begriffe und Kategorien als auch deren Systeme umfassen.

Gegenstände der objektiven Realität besitzen unzählige Mengen verschiedener Eigenschaften, Verbindungen und Beziehungen. Einige dieser Eigenschaften ähneln einander und bedingen sich gegenseitig, während andere unterschiedlich und relativ unabhängig sind. Zum Beispiel ist das Merkmal der fünf Finger einer menschlichen Hand, dass sie eindeutig den fünf Bäumen, fünf Steinen oder fünf Schafen entsprechen, unabhängig von der Größe der Objekte, ihrer Farbe, ihrer Zugehörigkeit zu lebenden oder nicht lebenden Körpern usw. Im Prozess des Wissens und der Praxis wird zunächst diese relative Unabhängigkeit der einzelnen Eigenschaften festgestellt, und es werden diejenigen herausgegriffen, deren Verbindung für das Verständnis des Gegenstands und dessen Wesen von Bedeutung ist.

Der Prozess dieser Heraushebung setzt voraus, dass diese Eigenschaften und Beziehungen durch besondere ersetzende Zeichen bezeichnet werden, wodurch sie im Bewusstsein als Abstraktionen verankert werden. Zum Beispiel wird das genannte Merkmal der fünf Finger, die eindeutig den fünf anderen Objekten entsprechen, durch ein besonderes Zeichen — das Wort “fünf“ oder die Zahl — ausgedrückt, die die Abstraktion der entsprechenden Zahl darstellen.

Wenn wir eine bestimmte Eigenschaft oder Beziehung einer Reihe von Objekten abstrahieren, schaffen wir damit die Grundlage für deren Vereinigung zu einer einheitlichen Klasse. In Bezug auf die individuellen Merkmale jedes der Objekte, die zu dieser Klasse gehören, tritt das vereinigende Merkmal als das gemeinsame auf. Verallgemeinerung ist eine Denkweise, durch die allgemeine Eigenschaften und Merkmale von Objekten festgestellt werden.

Die Operation der Verallgemeinerung erfolgt als Übergang von einem spezifischen oder weniger allgemeinen Begriff und Urteil zu einem allgemeineren Begriff oder Urteil. Zum Beispiel sind Begriffe wie “Ahorn“, “Linde“, “Birke“ usw. primäre Verallgemeinerungen, von denen man zu dem allgemeineren Begriff “Laubbaum“ übergehen kann. Indem man die Klasse der Objekte erweitert und die gemeinsamen Eigenschaften dieser Klasse herausstellt, kann man ständig breitere Begriffe bilden, insbesondere in diesem Fall zu Begriffen wie “Baum“, “Pflanze“, “lebender Organismus“.

Im Forschungsprozess muss man häufig, gestützt auf bereits vorhandenes Wissen, Schlussfolgerungen über Unbekanntes ziehen. Beim Übergang vom Bekannten zum Unbekannten können wir entweder Wissen über einzelne Fakten nutzen, um allgemeine Prinzipien zu entdecken, oder im Gegenteil, auf allgemeine Prinzipien zurückgreifen, um Schlussfolgerungen über spezielle Phänomene zu ziehen. Ein solcher Übergang erfolgt durch logische Operationen wie Induktion und Deduktion.

Induktion ist eine Forschungsmethode und ein Denkverfahren, bei dem eine allgemeine Schlussfolgerung auf der Grundlage spezieller Prämissen gezogen wird. Deduktion ist ein Denkverfahren, bei dem aus allgemeinen Prämissen notwendigerweise eine Schlussfolgerung von spezifischer Natur folgt.

Die Grundlage der Induktion bilden Erfahrung, Experiment und Beobachtung, bei denen einzelne Fakten gesammelt werden. Durch das Studium dieser Fakten und deren Analyse erkennen wir die gemeinsamen und wiederkehrenden Merkmale einer Reihe von Phänomenen, die zu einer bestimmten Klasse gehören. Auf dieser Basis wird das induktive Schlussfolgern aufgebaut, bei dem die Prämissen Urteile über Einzelobjekte und Phänomene sind, die deren wiederkehrendes Merkmal angeben, sowie ein Urteil über die Klasse, die diese Objekte und Phänomene umfasst. Als Schlussfolgerung erhält man das Urteil, dass das Merkmal auf die gesamte Klasse angewendet wird. So wird beispielsweise, wenn man die Eigenschaften von Wasser, Alkoholen und flüssigen Ölen untersucht, festgestellt, dass alle diese Substanzen die Eigenschaft der Elastizität besitzen. Wenn man nun weiß, dass Wasser, Alkohole und flüssige Öle zur Klasse der Flüssigkeiten gehören, kann man den Schluss ziehen, dass Flüssigkeiten elastisch sind.

Die Deduktion unterscheidet sich von der Induktion durch einen vollkommen entgegengesetzten Denkprozess. In der Deduktion, wie aus der Definition ersichtlich, wird unter Rückgriff auf allgemeines Wissen ein Schluss über das Besondere gezogen. Eine der Prämissen der Deduktion ist immer ein allgemeines Urteil. Wenn dieses Urteil durch induktives Schließen gewonnen wurde, ergänzt die Deduktion die Induktion, indem sie den Umfang unseres Wissens erweitert. Wenn wir zum Beispiel wissen, dass alle Metalle elektrisch leitfähig sind, und feststellen, dass Kupfer zur Gruppe der Metalle gehört, folgt aus diesen beiden Prämissen notwendigerweise der Schluss, dass Kupfer elektrisch leitfähig ist.

Das besonders große erkenntnistheoretische Potenzial der Deduktion zeigt sich, wenn die allgemeine Prämisse nicht einfach eine induktive Verallgemeinerung ist, sondern eine hypothetische Annahme, etwa eine neue wissenschaftliche Idee. In diesem Fall bildet die Deduktion den Ausgangspunkt für die Entstehung eines neuen theoretischen Systems. Das auf diese Weise geschaffene theoretische Wissen bestimmt den weiteren Verlauf empirischer Forschungen und lenkt die Entwicklung neuer induktiver Verallgemeinerungen.

Beim Studium der Eigenschaften und Merkmale von Phänomenen der uns umgebenden Realität können wir diese nicht sofort in ihrer Gesamtheit und in vollem Umfang erfassen, sondern wir nähern uns ihrer schrittweise, indem wir nach und nach immer neue Eigenschaften aufdecken. Nachdem wir einige Eigenschaften eines Gegenstandes untersucht haben, stellen wir vielleicht fest, dass sie mit denen eines anderen, bereits gut bekannten Gegenstandes übereinstimmen. Wenn wir eine solche Ähnlichkeit feststellen und genügend übereinstimmende Merkmale finden, können wir vermuten, dass auch andere Eigenschaften dieser Gegenstände übereinstimmen. Der Denkprozess dieser Art bildet die Grundlage der Analogie.

Analogie ist ein Erkenntnismuster, bei dem aufgrund der Ähnlichkeit von Objekten in bestimmten Merkmalen auf ihre Ähnlichkeit in anderen Merkmalen geschlossen wird. So wurde bei der Untersuchung des Lichts Phänomene wie Beugung und Interferenz festgestellt. Diese Eigenschaften waren bereits bei Schall entdeckt worden und ergaben sich aus seiner wellenartigen Natur. Auf Grundlage dieser Ähnlichkeit schloss Huygens, dass auch Licht eine wellenartige Natur hat. Ähnlich vermutete de Broglie, dass es eine Ähnlichkeit zwischen den Teilchen der Materie und dem Feld gibt, und kam zu dem Schluss, dass die Teilchen der Materie ebenfalls wellenartige Eigenschaften besitzen.

Erkenntnisschlüsse auf Basis von Analogie, im weitesten Sinne verstanden als der Transfer von Informationen über ein Objekt auf ein anderes, bilden die erkenntnistheoretische Grundlage der Modellierung.

Modellierung ist die Untersuchung eines Objekts (Originals) durch die Schaffung und Untersuchung einer Kopie (Modell), die das Original in bestimmten für die Erkenntnis interessanten Aspekten ersetzt.

Ein Modell entspricht immer dem Objekt — dem Original — in denjenigen Eigenschaften, die untersucht werden, unterscheidet sich jedoch in einer Reihe anderer Merkmale, was das Modell für die Forschung des interessierenden Objekts nützlich macht.

Der Einsatz von Modellierung wird durch die Notwendigkeit bestimmt, solche Seiten eines Objekts zu erschließen, die entweder nicht durch direkte Untersuchung erfasst werden können oder deren Untersuchung aus rein wirtschaftlichen Gründen ungünstig wäre. Der Mensch kann zum Beispiel den Prozess der natürlichen Diamantenbildung, die Entstehung und Entwicklung des Lebens auf der Erde oder eine Reihe von Phänomenen des Mikro- und Makrokosmos nicht unmittelbar beobachten. Daher muss er auf die künstliche Reproduktion solcher Phänomene in einer für Beobachtungen und Untersuchungen geeigneten Form zurückgreifen. In manchen Fällen ist es auch weitaus vorteilhafter und wirtschaftlicher, anstelle der direkten Experimentierung mit dem Objekt ein Modell zu bauen und dieses zu untersuchen.

Modelle, die sowohl in alltäglichem als auch in wissenschaftlichem Wissen verwendet werden, lassen sich in zwei große Klassen unterteilen: materielle und ideale. Erstere sind natürliche Objekte, die den natürlichen Gesetzen in ihrer Funktionsweise unterliegen. Letztere stellen ideale Gebilde dar, die in entsprechender Zeichenform fixiert sind und nach den Gesetzen der Logik funktionieren, die die Welt widerspiegeln.

In der modernen Ära des wissenschaftlich-technischen Fortschritts hat die Computer-Modellierung in der Wissenschaft und in verschiedenen Praxisbereichen große Verbreitung gefunden. Ein Computer, der mit einem speziellen Programm arbeitet, ist in der Lage, eine Vielzahl realer Prozesse zu modellieren (zum Beispiel die Schwankungen von Marktpreisen, das Wachstum der Bevölkerung, den Start und den Eintritt eines künstlichen Satelliten in die Erdumlaufbahn, chemische Reaktionen usw.). Die Untersuchung eines solchen Prozesses erfolgt durch das entsprechende Computermodell.

Wissenschaftliche Etappen der empirischen Forschung

Wie bereits erwähnt, unterscheiden sich die Methoden wissenschaftlicher Forschung je nach dem empirischen oder theoretischen Forschungsniveau. Allgemeinlogische Methoden werden auf beiden Ebenen angewendet, doch sie durchlaufen jeweils die spezifischen Methoden und Ansätze, die für jede Ebene charakteristisch sind.

Eine der wichtigsten Methoden des empirischen Wissens ist die Beobachtung. Unter Beobachtung versteht man die zielgerichtete Wahrnehmung von Phänomenen der objektiven Realität, im Rahmen derer wir Wissen über die äußeren Eigenschaften und Beziehungen der untersuchten Objekte gewinnen.

Der Prozess der wissenschaftlichen Beobachtung ist kein passives Betrachten der Welt, sondern eine besondere Art von Aktivität, die als Elemente den Beobachter, das Objekt der Beobachtung und die Mittel der Beobachtung umfasst. Letztere beinhalten Instrumente und das materielle Medium, durch das Informationen vom Objekt zum Beobachter übertragen werden (zum Beispiel Licht).

Eine der entscheidendsten Eigenschaften der Beobachtung ist ihr zielgerichteter Charakter. Diese Zielgerichtetheit ist bedingt durch vorläufige Ideen und Hypothesen, die dem Beobachtungsprozess Aufgaben stellen. Wissenschaftliche Beobachtungen sind im Unterschied zu gewöhnlichem Schauen immer von einer bestimmten wissenschaftlichen Idee durchdrungen und werden durch bereits vorhandenes Wissen vermittelt, das aufzeigt, was und wie beobachtet werden soll.

Beobachtung als Methode empirischer Forschung ist stets mit der Beschreibung verbunden, die die Ergebnisse der Beobachtung mittels bestimmter Zeichenmittel festhält und überträgt. Empirische Beschreibung ist die Festhaltung von Informationen über Objekte, die in der Beobachtung erfasst wurden, durch natürliche oder künstliche Sprache.

Durch die Beschreibung wird die sinnliche Information in eine Form überführt, die für die weitere rationale Bearbeitung (Systematisierung, Klassifikation und Verallgemeinerung) geeignet ist, indem sie in Begriffe, Zeichen, Diagramme, Grafiken und Zahlen übersetzt wird.

Die Beschreibung unterteilt sich in zwei Hauptarten — qualitative und quantitative.

Quantitative Beschreibung erfolgt unter Anwendung der mathematischen Sprache und beinhaltet verschiedene Messverfahren. Im engeren Sinne kann sie als Festhaltung der Messdaten betrachtet werden. Im weiteren Sinne umfasst sie auch die Entdeckung empirischer Zusammenhänge zwischen den Messergebnissen. Erst mit der Einführung der Messmethode verwandelt sich die Naturwissenschaft in eine exakte Wissenschaft. Die Grundlage der Messoperation ist der Vergleich von Objekten nach bestimmten ähnlichen Eigenschaften oder Aspekten. Um einen solchen Vergleich anzustellen, müssen bestimmte Maßeinheiten vorhanden sein, deren Vorhandensein es ermöglicht, die untersuchten Eigenschaften hinsichtlich ihrer quantitativen Merkmale auszudrücken. Dies wiederum erlaubt es, mathematische Mittel in der Wissenschaft weitgehend zu nutzen und schafft die Voraussetzungen für die mathematische Darstellung empirischer Abhängigkeiten. Der Vergleich wird nicht nur im Zusammenhang mit Messungen verwendet. In mehreren Disziplinen der Wissenschaft (zum Beispiel in der Biologie oder Linguistik) finden vergleichende Methoden breite Anwendung.

Beobachtung und Vergleich können sowohl weitgehend unabhängig voneinander als auch in enger Verbindung mit dem Experiment durchgeführt werden. Im Unterschied zur gewöhnlichen Beobachtung greift der Forscher im Experiment aktiv in den Verlauf des untersuchten Prozesses ein, um bestimmte Erkenntnisse darüber zu gewinnen. Das untersuchte Phänomen wird hier unter speziell geschaffenen und kontrollierten Bedingungen beobachtet, was es ermöglicht, den Ablauf des Phänomens bei Wiederholung der Bedingungen jedes Mal zu rekonstruieren.

Das aktive Eingreifen des Forschers in den natürlichen Prozess, die künstliche Schaffung von Bedingungen der Wechselwirkung bedeutet keineswegs, dass der Experimentator die Eigenschaften der Objekte selbst nach Belieben erschafft oder der Natur zuschreibt. Weder Radioaktivität noch Lichtdruck noch bedingte Reflexe sind Eigenschaften, die von den Forschern erfunden oder ausgedacht wurden, sondern sie wurden in experimentellen Situationen entdeckt, die der Mensch selbst geschaffen hat. Die kreative Fähigkeit des Forschers zeigt sich lediglich in der Schaffung neuer Kombinationen natürlicher Objekte, infolge derer verborgene, aber objektive Eigenschaften der Natur aufgedeckt werden.

Das Wechselspiel von Objekten in experimentellen Untersuchungen kann gleichzeitig aus zwei Perspektiven betrachtet werden: sowohl als menschliche Tätigkeit als auch als Wechselwirkung der Natur selbst. Die Fragen stellt der Forscher der Natur, die Antworten gibt die Natur selbst.

Die erkenntnistheoretische Bedeutung des Experiments ist nicht nur in der Tatsache zu finden, dass es Antworten auf zuvor gestellte Fragen liefert, sondern auch darin, dass im Verlauf des Experiments neue Probleme aufgeworfen werden, deren Lösung neue Experimente und die Schaffung neuer experimenteller Apparaturen erfordert.

Wissenschaftliche Methoden der theoretischen Forschung

Eine der wesentlichen Methoden der theoretischen Forschung ist die zunehmend in der Wissenschaft angewandte Technik der Formalisierung (im Zusammenhang mit ihrer Mathematikalisierung).

Diese Technik besteht im Aufbau abstrakt-mathematischer Modelle, die die Essenz der untersuchten Prozesse der Realität offenbaren. Bei der Formalisierung werden Überlegungen über Objekte in die Ebene der Manipulation mit Zeichen (Formeln) übertragen. Die Beziehungen zwischen den Zeichen ersetzen dabei Aussagen über die Eigenschaften der Beziehungen zwischen den Objekten. Auf diese Weise entsteht ein verallgemeinertes Zeichenmodell eines bestimmten Sachbereichs, das es ermöglicht, die Struktur verschiedener Phänomene und Prozesse zu entdecken, indem von den qualitativen Merkmalen der letzten abstrahiert wird. Das Ableiten einer Formel aus einer anderen nach den strengen Regeln der Logik und Mathematik stellt eine formale Untersuchung der grundlegenden Merkmale der Struktur unterschiedlicher, oft sehr unterschiedlicher Phänomene dar.

Insbesondere in der Mathematik, der Logik und der modernen Linguistik wird die Formalisierung breit angewendet.

Ein spezifisches Verfahren zum Aufbau einer entwickelten Theorie ist die axiomatische Methode. Sie wurde erstmals in der Mathematik beim Aufbau der Geometrie des Euklid angewendet und fand im Laufe der historischen Entwicklung des Wissens auch in den empirischen Wissenschaften Anwendung. In diesen jedoch tritt die axiomatische Methode in einer besonderen Form als hypothetisch-deduktive Methode des Theorieaufbaus auf. Betrachten wir, worin die Essenz der genannten Methoden besteht.

Bei der axiomatischen Konstruktion theoretischen Wissens wird zunächst eine Reihe von Ausgangsannahmen festgelegt, die keinen Beweis erfordern (zumindest im Rahmen dieses Wissenssystems). Diese Annahmen nennt man Axiome oder Postulate. Dann wird aus diesen gemäß bestimmten Regeln eine Systematik von abgeleiteten Sätzen aufgebaut. Die Gesamtheit der Ausgangsaxiome und der auf deren Grundlage abgeleiteten Sätze bildet die axiomatisch aufgebaute Theorie.

Axiome sind Aussagen, deren Wahrheit nicht bewiesen werden muss. Der logische Schluss ermöglicht es, die Wahrheit der Axiome auf die aus ihnen abgeleiteten Konsequenzen zu übertragen. Das Befolgen bestimmter, eindeutig festgelegter Ableitungsregeln ordnet den Denkprozess bei der Ausarbeitung des axiomatischen Systems und macht ihn strenger und korrekter.

Die axiomatische Methode hat sich mit der Entwicklung der Wissenschaft weiterentwickelt. Die “Elemente“ des Euklid stellten die erste Stufe ihrer Anwendung dar, die als inhaltliche Axiomatik bezeichnet wurde. Hier wurden die Axiome auf der Grundlage bereits bestehenden Wissens eingeführt und als intuitiv offensichtliche Annahmen ausgewählt. Auch die Ableitungsregeln wurden in diesem System als intuitiv offensichtlich betrachtet und nicht speziell festgelegt. Dies setzte der inhaltlichen Axiomatik bestimmte Grenzen.

Diese Einschränkungen des inhaltlich-axiomatischen Ansatzes wurden mit der weiteren Entwicklung der axiomatischen Methode überwunden, als der Übergang von der inhaltlichen zur formalen und dann zur formalisierten Axiomatik vollzogen wurde.

Bei der formalen Konstruktion eines axiomatischen Systems wird nicht mehr verlangt, nur intuitiv offensichtliche Axiome auszuwählen, für die bereits das Gebiet der durch sie beschriebenen Objekte vorgegeben ist. Axiome werden formell eingeführt, als Beschreibung eines Systems von Beziehungen: Die Begriffe, die in den Axiomen auftreten, werden anfänglich nur durch ihre Beziehungen zueinander definiert. Damit werden Axiome im formalen System als eine Art Definition der Ausgangskonzepte (Begriffe) betrachtet. Andere, unabhängige Definitionen der genannten Begriffe existieren zu diesem Zeitpunkt nicht.

Die weitere Entwicklung der axiomatischen Methode führte zur dritten Stufe — dem Aufbau formalisierten axiomatischen Systeme.

Das formale Betrachten von Axiomen wird in dieser Phase ergänzt durch die Anwendung mathematischer Logik als Mittel, um deren Konsequenzen strikt abzuleiten. Infolgedessen beginnt das axiomatische System, als eine besondere formalisierte Sprache (Rechnung) aufgebaut zu werden. Es werden Ausgangszeichen — Begriffe — eingeführt, dann werden Regeln zu ihrer Kombination in Formeln angegeben, eine Liste von Ausgangsformeln, die ohne Beweis akzeptiert werden, wird festgelegt und schließlich Regeln zur Ableitung abgeleiteter Formeln aus den Hauptformeln definiert. So entsteht ein abstraktes Zeichenmodell, das dann auf die unterschiedlichsten Objektsysteme interpretiert wird.

Der Aufbau formalisierten axiomatischen Systeme führte zunächst zu großen Erfolgen, vor allem in der Mathematik, und erweckte sogar die Vorstellung von der Möglichkeit, deren Entwicklung rein formal zu gestalten. Doch bald wurde die Begrenztheit dieser Vorstellungen deutlich. Insbesondere zeigte Kurt Gödel 1931 mit seinen Unvollständigkeitssätzen, dass es unmöglich ist, ein solches formales System zu schaffen, dessen Menge an abgeleiteten (beweisbaren) Formeln das gesamte Spektrum der inhaltlich wahren Aussagen einer Theorie abdeckt, für deren Formalisierung das System aufgebaut wird. Ein weiteres wichtiges Ergebnis von Gödel's Theoremen ist, dass die Frage der Widerspruchsfreiheit solcher Systeme nicht mit den eigenen Mitteln des Systems gelöst werden kann. Gödel's Theoreme und eine Reihe weiterer Untersuchungen zur Fundierung der Mathematik zeigten, dass die axiomatische Methode ihre Anwendungsgrenzen hat. Es ist beispielsweise nicht möglich, die gesamte Mathematik als ein einziges axiomatisch aufgebautes System zu präsentieren, was jedoch den erfolgreichen Aufbau einzelner Teilgebiete der Mathematik auf axiomatischem Wege nicht ausschließt.

Im Gegensatz zur Mathematik und Logik muss in den empirischen Wissenschaften die Theorie nicht nur widerspruchsfrei sein, sondern auch durch Erfahrung gestützt werden. Daher entstehen in den empirischen Wissenschaften Besonderheiten beim Aufbau theoretischen Wissens. Ein spezifisches Verfahren dieses Aufbaus ist die hypothetisch-deduktive Methode, deren Wesen im Erstellen eines Systems deduktiv miteinander verbundener Hypothesen besteht, aus denen schließlich Aussagen über empirische Tatsachen abgeleitet werden.

Dieser Methode wurde in der genauen Naturwissenschaft bereits im 17. Jahrhundert verwendet, aber als Gegenstand methodologischer Analyse trat sie erst relativ kürzlich in den Fokus, als die Spezifik des theoretischen Wissens im Vergleich zur empirischen Forschung deutlicher wurde.

Entwickeltes theoretisches Wissen wird nicht “von unten“ durch induktive Verallgemeinerungen wissenschaftlicher Fakten aufgebaut, sondern entfaltet sich gewissermaßen “von oben“ im Verhältnis zu den empirischen Daten. Die Methode zum Aufbau dieses Wissens besteht darin, dass zunächst eine hypothetische Konstruktion geschaffen wird, die dann deduktiv entfaltet wird und ein ganzes System von Hypothesen bildet, das anschließend einer experimentellen Überprüfung unterzogen wird, bei der es verfeinert und konkretisiert wird. Dies ist das Wesen der hypothetisch-deduktiven Entfaltung einer Theorie.

Das deduktive System der Hypothesen hat eine hierarchische Struktur. Zunächst gibt es darin die Hypothese (oder Hypothesen) der oberen Ebene und die Hypothesen der unteren Ebenen, die Ableitungen der oberen Hypothesen sind.

Die Theorie, die mit der hypothetisch-deduktiven Methode aufgebaut wird, kann schrittweise durch neue Hypothesen ergänzt werden, doch nur bis zu einem bestimmten Punkt, an dem Schwierigkeiten bei ihrer weiteren Entwicklung auftreten. In solchen Perioden wird eine Umstrukturierung des Kerns der theoretischen Konstruktion notwendig, eine neue hypothetisch-deduktive Systematik, die die untersuchten Fakten ohne zusätzliche Hypothesen erklären und darüber hinaus neue Fakten vorhersagen kann. Häufig werden in solchen Phasen nicht nur eine, sondern mehrere konkurrierende hypothetisch-deduktive Systeme vorgeschlagen. So konkurrierten im Zeitraum der Umstrukturierung der Elektrodynamik die Systeme von Hendrik Lorentz, Albert Einstein und die nahe an Einsteins System stehende Hypothese von Henri Poincaré. Im Prozess der Entwicklung der Quantenmechanik standen sich die Wellenmechanik von Louis de Broglie - Erwin Schrödinger und die Matrix-Wellenmechanik von Werner Heisenberg gegenüber.

Jedes hypothetisch-deduktive System verfolgt ein spezifisches Forschungsprogramm, dessen Wesen durch die Hypothese der obersten Ebene ausgedrückt wird. Daher ist der Wettbewerb zwischen hypothetisch-deduktiven Systemen ein Wettkampf verschiedener Forschungsprogramme. So formulierten zum Beispiel Lorentz' Postulate das Programm für den Aufbau einer Theorie der elektromagnetischen Prozesse basierend auf Vorstellungen vom Wechselspiel zwischen Elektronen und elektromagnetischen Feldern im absoluten Raum-Zeit-Kontinuum. Das Kernstück des hypothetisch-deduktiven Systems, das Einstein zur Beschreibung derselben Prozesse vorschlug, beinhaltete ein Programm, das mit den relativistischen Vorstellungen von Raum und Zeit verbunden war.

Im Wettstreit konkurrierender Forschungsprogramme siegt dasjenige, das die empirischen Daten am besten integriert und Vorhersagen trifft, die aus der Perspektive der anderen Programme unerwartet sind.

Die Aufgabe der theoretischen Erkenntnis besteht darin, ein vollständiges Bild des untersuchten Phänomens zu liefern. Jedes Phänomen der Realität kann als konkrete Verknüpfung der unterschiedlichsten Beziehungen dargestellt werden. Die theoretische Forschung hebt diese Beziehungen hervor und spiegelt sie mit Hilfe bestimmter wissenschaftlicher Abstraktionen wider. Doch eine bloße Ansammlung dieser Abstraktionen reicht noch nicht aus, um ein Verständnis der Natur des Phänomens, seiner Funktionsweise und seiner Entwicklung zu vermitteln. Um solch ein Verständnis zu erlangen, ist es notwendig, das Objekt in seiner vollen Komplexität der Beziehungen und Verhältnisse gedanklich zu reproduzieren.

Diese Forschungsmethode wird als der Aufstieg vom Abstrakten zum Konkreten bezeichnet. Bei ihrer Anwendung findet der Forscher zunächst die wesentliche Verbindung (das Verhältnis) des untersuchten Objekts und verfolgt dann schrittweise, wie sich diese unter verschiedenen Bedingungen verändert, entdeckt neue Verknüpfungen, stellt ihre Wechselwirkungen her und spiegelt so die gesamte Wesenheit des Objekts in seiner vollen Komplexität wider.

Der Aufstieg vom Abstrakten zum Konkreten wird beim Aufbau verschiedener wissenschaftlicher Theorien angewendet und kann sowohl in den Sozialwissenschaften als auch in den Naturwissenschaften verwendet werden. Zum Beispiel in der Gastheorie: Nachdem die grundlegenden Gesetze des idealen Gases — wie das Gesetz von Clapeyron, das Avogadro-Gesetz und so weiter — identifiziert wurden, geht der Forscher zu den konkreten Wechselwirkungen und Eigenschaften realer Gase über, indem er ihre wesentlichen Merkmale und Eigenschaften beschreibt. Mit der Vertiefung in das Konkrete werden immer neue Abstraktionen eingeführt, die ein tieferes Verständnis der Wesenheit des Objekts ermöglichen. So wurde im Verlauf der Entwicklung der Gasteorie festgestellt, dass die Gesetze des idealen Gases das Verhalten realer Gase nur bei niedrigen Drücken beschreiben. Dies war darauf zurückzuführen, dass die Abstraktion des idealen Gases die Anziehungskräfte zwischen den Molekülen vernachlässigt. Die Berücksichtigung dieser Kräfte führte zur Formulierung des Van-der-Waals-Gesetzes. Im Vergleich zum Gesetz von Clapeyron drückte dieses Gesetz die Essenz des Verhaltens der Gase konkreter und tiefer aus.

Alle beschriebenen Erkenntnismethoden wirken in der realen wissenschaftlichen Forschung immer miteinander. Ihre konkrete systematische Organisation wird durch die Besonderheiten des untersuchten Objekts sowie durch die Spezifik des jeweiligen Forschungsstadiums bestimmt. Mit der Entwicklung der Wissenschaft entwickelt sich auch das System ihrer Methoden, es entstehen neue Verfahren und Methoden der Forschungsarbeit. Die Aufgabe der Wissenschaftsmetodologie besteht nicht nur darin, bereits etablierte Verfahren und Methoden der Forschungsarbeit zu identifizieren und zu fixieren, sondern auch darin, die Tendenzen ihrer Weiterentwicklung zu ermitteln.