Philosophie der Technologie und der Technischen Wissenschaften

Der Prozess der Herausbildung der technischen Sphäre. Stufen rationaler Verallgemeinerung in der Technik

Technik und Handwerk sind wesentlich älter als die Naturwissenschaften. Bis ins 19. Jahrhundert hinein entwickelten sich Wissenschaft und Technik weitgehend auf unabhängigen Bahnen und waren im Wesentlichen eigenständige soziale Organismen – jeder mit seinen eigenen Wertsystemen.

In der Antike umfasst der Begriff „techne“ sowohl Technik, technisches Wissen als auch Kunst, schließt jedoch die Theorie nicht ein. Daher existieren bei antiken griechischen Philosophen, etwa bei Aristoteles, keine speziellen Werke über „techne“. In der antiken Kultur wurden Wissenschaft und Technik als grundsätzlich verschiedene Tätigkeitsformen betrachtet. Techne hatte keinen theoretischen Unterbau; antike Technik war stets auf Routine, Fertigkeit und Können ausgerichtet; technisches Wissen wurde von Vater zu Sohn, von Mutter zu Tochter, vom Meister zum Lehrling weitergegeben. Die Alten Griechen unterschieden klar zwischen theoretischem Wissen und praktischer Handwerkskunst.

Im Mittelalter stützten sich Architekten und Handwerker vorwiegend auf traditionelles Wissen, das geheim gehalten wurde und sich im Laufe der Zeit nur geringfügig veränderte. Entscheidende Impulse für die Annahme eines neuen, praktisch orientierten Theorieansatzes kamen von Ingenieuren, Künstlern und praktischen Mathematikern der Renaissance. Auch der soziale Status der Handwerker änderte sich, da sie in ihrer Tätigkeit die höchsten Stufen der Renaissance-Kultur erreichten. Die bereits im frühen Mittelalter erkennbare Tendenz zur umfassenden Betrachtung und Untersuchung eines Gegenstandes äußerte sich in der Renaissance unter anderem in der Formung des Ideals einer enzyklopädisch gebildeten Persönlichkeit – eines Gelehrten oder Ingenieurs, der gleichermaßen in verschiedenen Bereichen von Wissenschaft und Technik bewandert war.

In der Wissenschaft der Neuzeit lässt sich eine andere Tendenz beobachten – das Streben nach Spezialisierung und Herausarbeitung einzelner Aspekte und Facetten eines Gegenstandes, die systematisch mit experimentellen und mathematischen Methoden untersucht werden. Gleichzeitig entstand das Ideal einer neuen Wissenschaft, die theoretisch ingenieurtechnische Aufgaben lösen kann, und einer neuen, auf Wissenschaft basierenden Technik. Dieses Ideal führte letztlich zur disziplinären Organisation von Wissenschaft und Technik. Solcher Wert entstand im Zuge der Industrialisierung, um den Bedürfnissen der sich entwickelnden Industrie zu dienen.

Sozial betrachtet war dies mit der Herausbildung der Berufe des Wissenschaftlers und Ingenieurs sowie der Erhöhung ihres gesellschaftlichen Status verbunden. Zunächst übernahm die Wissenschaft vieles von den Ingenieurmeistern der Renaissance, und im 19.–20. Jahrhundert orientierte sich die berufliche Organisation der Ingenieurtätigkeit zunehmend an der Struktur wissenschaftlicher Gemeinschaften. Spezialisierung und Professionalisierung von Wissenschaft und Technik, zusammen mit der Technisierung der Wissenschaft und der Wissenschaftlichkeit der Technik, führten zur Entstehung zahlreicher wissenschaftlicher und technischer Disziplinen, die sich im 19.–20. Jahrhundert zu einem mehr oder weniger kohärenten, disziplinär organisierten System von Wissenschaft und Technik formierten.

Dieser Prozess war eng mit der Entstehung und Entwicklung einer wissenschaftlich fundierten Ingenieurausbildung verbunden. So entstanden die Stufen rationaler Verallgemeinerung der Technik. In der Antike und im Mittelalter war die technische Ausbildung individuell und branchenspezifisch.

Die erste Stufe der rationalen Verallgemeinerung im handwerklichen Bereich war branchenspezifisch innerhalb einzelner Handwerkstechnologien, aber bereits nicht mehr individuell. In der Gesellschaft der Renaissance erkannte man die Notwendigkeit, ein System regelmäßiger handwerklicher Ausbildung zu schaffen, wofür spezielle Handbücher und Lehrwerke veröffentlicht wurden. Diese Werke waren noch nicht streng wissenschaftlich, überschritten jedoch bereits die Grenzen der mythologischen Weltanschauung. Ein Beispiel ist das grundlegende Werk des deutschen Wissenschaftlers und Ingenieurs Georg Agricola „De re metallica“ (1556), das im Wesentlichen die erste industriell-technische Enzyklopädie darstellt und praktische Kenntnisse und Rezepte sowohl aus der handwerklichen Praxis als auch aus eigener umfangreicher Ingenieurerfahrung enthält – Kenntnisse und Rezepte zur Metall- und Legierungsherstellung, zum Bergbau und zur Rohstoffgewinnung und vieles mehr. Spätere technische Literatur, wie die „Maschinen- und Mühlen-Theater“ (z. B. Jacob Leupolds „Theatrum Machinarum“ in neun Bänden), kann ebenfalls dieser Gattung zugerechnet werden und diente praktisch als erste Lehrbuchform.

Obwohl in den Lehrplänen der aufkommenden Ingenieurschulen bereits eine Orientierung auf die wissenschaftliche Ausbildung zukünftiger Ingenieure erkennbar war, waren diese technischen Schulen stärker auf praktische Ausbildung ausgerichtet, und die wissenschaftliche Ausbildung hinkte der Entwicklung der Wissenschaft deutlich hinterher. Ein Beispiel hierfür war die 1773 in St. Petersburg gegründete Bergschule. Die Lehrmethoden an Ingenieurschulen jener Zeit waren eher handwerklich: Praxisingenieure erklärten einzelnen Studenten oder kleinen Gruppen, wie bestimmte Bauwerke oder Maschinen errichtet werden sollten, und neue theoretische Kenntnisse wurden lediglich im Verlauf dieser Erklärungen vermittelt. Selbst die besten im 18. Jahrhundert veröffentlichten Ingenieurlehrbücher sind überwiegend beschreibend; mathematische Berechnungen finden sich nur selten. Dennoch kann gesagt werden, dass die ersten wirklich wissenschaftlichen technischen Lehrwerke die Lehrbücher für höhere technische Schulen darstellen.

Die zweite Stufe der rationalen Verallgemeinerung der Technik bestand in der Zusammenfassung aller bestehenden Bereiche des Handwerks. Dies wurde in der sogenannten „Allgemeinen Technologie“ (1777) von Johann Beckmann und seiner Schule umgesetzt, die den Versuch darstellte, die Techniken verschiedener Tätigkeitsfelder zu systematisieren, sowie in der französischen „Enzyklopädie“ – einem Kompendium aller bis dahin bekannten Wissenschaften und Handwerke. In seinem Werk „Einleitung in die Technologie oder über das Wissen der Zünfte, Fabriken und Manufakturen...“ versuchte Johann Beckmann, nicht so sehr die Maschinen und Werkzeuge als Produkte technischer Tätigkeit zu beschreiben, sondern die Tätigkeit selbst, also alle damals existierenden Technologien (Handwerke, Produktionen, Aufbau von Fabriken sowie die darin verwendeten Maschinen, Werkzeuge, Materialien etc.).

Während die einzelne Technologie jedes Handwerk isoliert betrachtete, versuchte Beckmanns „Allgemeine Technologie“, die unterschiedlichen Produktionen in den technischen Handwerken zu systematisieren, um ihr Studium zu erleichtern. Ein klassischer Ausdruck dieses Strebens nach einer synthetischen Beschreibung ist die französische „Enzyklopädie“, die nach den Vorstellungen ihrer Schöpfer das Ziel hatte, alle „über die Erde verstreuten“ Kenntnisse zu sammeln, allen Menschen zugänglich zu machen und an die nächste Generation weiterzugeben. Dieses Projekt, so Diderot, sollte die Barrieren zwischen Handwerk und Wissenschaft aufheben und ihnen Freiheit verschaffen.

Unabhängig von ihrem Anspruch auf Wissenschaftlichkeit waren all diese Versuche im Kern lediglich rationalisierte Verallgemeinerungen des angesammelten technischen Wissens auf Basis gesunden Menschenverstandes.

Dritte Stufe der rationalen Verallgemeinerung der Technik

Die dritte Stufe der rationalen Verallgemeinerung der Technik zeigt sich in der Entstehung der technischen Wissenschaften (technischen Theorien). Eine solche theoretische Verallgemeinerung einzelner Bereiche technischen Wissens in verschiedenen Technikfeldern dient vor allem der wissenschaftlichen Ausbildung von Ingenieuren unter Orientierung an einem naturwissenschaftlichen Weltbild. Wissenschaftliche Technik bedeutete zunächst lediglich die Anwendung der Naturwissenschaften auf die Technik. Mit der Zeit wurde Technik jedoch selbst wissenschaftlich, im Sinne der Entwicklung spezieller technischer Wissenschaften.

Die technischen Wissenschaften, die zunächst vor allem die Anwendung verschiedener Naturwissenschaften auf bestimmte Klassen ingenieurtechnischer Aufgaben waren, bildeten Mitte des 20. Jahrhunderts einen eigenen Typ wissenschaftlicher Disziplinen, die sich sowohl im Gegenstand als auch in der inneren Struktur von den Naturwissenschaften unterschieden, dabei jedoch ebenfalls disziplinarisch organisiert waren.

Höchste Stufe der rationalen Verallgemeinerung: Systemtechnik

Die heute höchste Stufe der rationalen Verallgemeinerung in der Technik stellt die Systemtechnik dar, die versucht, alle Zweige der modernen Technik und der technischen Wissenschaften theoretisch zu integrieren, und dabei nicht nur auf naturwissenschaftliche, sondern auch auf geisteswissenschaftliche Bildung der Ingenieure abzielt, also auf ein systemisches Weltbild.

Systemtechnik ist eine besondere Tätigkeit zur Schaffung komplexer technischer Systeme und stellt damit zunächst eine moderne Form der ingenieurtechnischen Tätigkeit dar, zugleich beinhaltet sie eine wissenschaftliche Komponente, da sie nicht nur ein Anwendungsfeld wissenschaftlicher Erkenntnisse ist, sondern auch zur Gewinnung neuen Wissens beiträgt. Somit durchläuft wissenschaftliches Wissen in der Systemtechnik einen vollständigen Zyklus – von seiner Erzeugung bis zur Nutzung in der Ingenieurpraxis.

Ein Systemingenieur muss Talent als Wissenschaftler, Konstrukteur und Manager vereinen und in der Lage sein, Spezialisten verschiedener Profile zur Zusammenarbeit zu koordinieren. Dazu muss er sich in vielen Fachfragen auskennen. In den US-amerikanischen Hochschulen beeindruckt daher das Spektrum der für angehende Systemingenieure vorgesehenen Disziplinen durch seine Vielfalt und Mehrdimensionalität: Allgemeine Systemtheorie, lineare Algebra und Matrizen, Topologie, Funktionentheorie, Integraltransformationen, Vektoranalysis, Differentialgleichungen, mathematische Logik, Graphentheorie, Schaltungstheorie, Zuverlässigkeitstheorie, mathematische Statistik, Wahrscheinlichkeitstheorie, lineare, nichtlineare und dynamische Programmierung, Regelungstheorie, Informationstheorie, Kybernetik, Methoden der Modellierung und Optimierung, Systementwurfsmethodik, Anwendung ingenieurtechnischer Modelle, Entwurf, Analyse und Synthese von Schaltungen, Computertechnik, biologische, sozioökonomische, ökologische und informationsverarbeitende Systeme, Prognoseverfahren, Operations Research u. v. m.

Aus dieser Aufstellung wird deutlich, wie umfassend die Ausbildung des modernen Systemingenieurs ist. Doch das Wesentliche für ihn besteht darin, zu lernen, alle erworbenen Kenntnisse für die Lösung von zwei zentralen systemtechnischen Aufgaben anzuwenden: die Integration der Teile eines komplexen Systems zu einem einheitlichen Ganzen und die Steuerung des Prozesses seiner Entstehung.

Daher nimmt in dieser Liste ein beträchtlicher Raum die systemischen und kybernetischen Disziplinen ein, die es dem angehenden Ingenieur ermöglichen, allgemeine Methoden zur Erforschung und Planung komplexer technischer Systeme zu beherrschen – unabhängig von deren konkreter Umsetzung oder materieller Form. In diesem Bereich ist er der Fachmann.

Der Prozess der Wissenschaftlichwerdung der Technik wäre ohne die wissenschaftliche Ausbildung von Ingenieuren und die Disziplinierung des wissenschaftlich-technischen Wissens nach dem Vorbild der Naturwissenschaften undenkbar. Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts hatte sich die Differenzierung in den wissenschaftlich-technischen Disziplinen und in der ingenieurtechnischen Praxis jedoch so weit entwickelt, dass eine weitere Entfaltung ohne interdisziplinäre technische Forschung und systemische Integration der Ingenieurtätigkeit selbst unmöglich geworden wäre. Selbstverständlich spiegeln sich diese systemisch-integrativen Tendenzen auch im Bereich der Ingenieurausbildung wider.

Genau dann, wenn interdisziplinäre, systemische Probleme in der Technik auftreten, gewinnt die Philosophie der Technik erheblich an Bedeutung, da diese Probleme nicht innerhalb einer einzelnen, bereits etablierten wissenschaftlichen Paradigmen gelöst werden können. So muss die im 20. Jahrhundert zur Tradition gewordene disziplinäre Organisation von Wissenschaft und Technik durch interdisziplinäre Forschung auf einem völlig neuen Niveau ergänzt werden. Und da die zukünftige Entwicklung von Wissenschaft und Technik im Prozess der Ausbildung und Erziehung von Fachkräften begründet wird, entsteht die Notwendigkeit, einen neuen Stil des ingenieurwissenschaftlichen Denkens gerade im Rahmen der Ingenieurausbildung zu entwickeln.