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Einführung in die Methodenlehre WS 07/08 Martin Carrier Di 9:30 – 12:00, T8–200 1. Einleitung 1.1 Methodenlehre als Wissenschaftsreflexion 1.2 Wissenschaftsphilosophie im Spektrum der Wissenschaftsforschung

2. Empirische Prüfung und Bestätigung in der methodologischen Tradition 2.1 Induktive Wissensgewinnung I: Bacons Projekt einer authentischen Wissenschaft 2.1.1 Die Ermittlung der Tatsachenbasis: Vorurteilsfreiheit 2.1.2 Die Verallgemeinerung von Beobachtungen: Inductio vera2.1.3 Die empirische Prüfung von Prinzipien: Experimenta crucis2.1.4 Die Bindung der Hypothesenbildung an die Erfahrung 2.2 Induktive Wissensgewinnung II: Der Schluss auf Ursachen 2.2.1 Verwickelte Verursachungsbeziehungen 2.2.2 Mills Methoden zur Ermittlung von Kausalbeziehungen 2.3 Hypothetisch-deduktive Prüfung 2.3.1 Die Freiheit der Hypothesenbildung 2.3.2 Praxis und Prinzipien des Hypothetico-Deduktivismus 2.4 Grenzen hypothetisch-deduktiver Prüfung: Duhems Argument 2.4.1 Grenzen empirischer Bestätigung 2.4.2 Grenzen empirischer Widerlegung

3. Die Theoriebeladenheit der Beobachtung 3.1 Hypothesen und die Strukturierung von Daten 3.2 Beobachtung, operationale Verfahren und theoretische Begriffe 3.3 Semantische Theoriebeladenheit der Beobachtung 3.4 Mensurelle Theoriebeladenheit der Beobachtung 3.5 Die Prüfung von Theorien durch theoriebeladene Beobachtungen

4. Wissenschaftliche Bestätigung 4.1 Hypothetisch-deduktive Prüfung, Unterbestimmtheit und nicht-empirische

Exzellenzmaßstäbe 4.2 Listenmodelle der Bestätigungstheorie und Kuhn-Unterbestimmtheit 4.3 Systematische Bestätigungstheorie: Der Bayesianismus4.3.1 Der Begriff der Wahrscheinlichkeit und seine Interpretation 4.3.2 Grundzüge des Bayesianismus 4.3.3 Bestätigungsrelevante Einflussfaktoren4.3.4 Die Kontinentalverschiebung als Beispiel Bayesianischer Bestätigung 4.3.5 Duhems Problem im Bayesianismus 4.3.6 Zur Rolle und Tragweite des Bayesianismus in der Bestätigungstheorie

5. Wissenschaftlicher Wandel – Wissenschaft im Wandel 5.1 Methodologische Prägungen in der Wissenschaftlichen Revolution 5.1.1 Die Suche nach Naturgesetzen 5.1.2 Mathematik und Erfahrung als Quelle der Naturbeschreibung 5.1.3 Das Experiment als Mittel der Naturerkenntnis 5.2 Der Theorienwandel in der Wissenschaftsgeschichte 5.2.1 Die Akkumulationstheorie der Wissenschaftsgeschichte 5.2.2 Kuhns Paradigmentheorie 5.3 Wissenschaft im Anwendungszusammenhang

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6. Wissenschaft im gesellschaftlichen Kontext: Erkenntnis, Werte und Interessen6.1 Wissenschaft und Werte 6.2 Epistemische, ethische und soziale Werte im Erkenntnisprozess 6.3 Wissenschaft zwischen Erkenntnisstreben und sozialer Verantwortung

Basisliteratur Carrier 2006

Kap. 2 Empirische Prüfung und Bestätigung in der methodologischen TraditionBacon 1620, Buch I, § 1-62, § 68-69, § 97-106, § 129; Buch II, § 1-6, § 10-20, § 36 (bis S. 451); Mill 1881, Buch III.VII, p. 211-233; Losee 1972, 64-72 (Kap. VII.B), 140-150 (Kap. X.a); Duhem 1906, Kap. 10;Gillies 1993, Chap. 5.

Kap. 3 Die Theoriebeladenheit der Beobachtung Gillies 1993, Chap. 2-3; Hanson 1958, Chap. I-III. Kuhn 1962, Kap. VIII-X; Duhem 1906, Kap. VIII.3; Lakatos 1970, Abs. 2; Kosso 1992, 113-158; Carrier 1994, 5-19, 212-217. Collins 1985, Chap. 4; Couvalis 1997, sec. 1.Carrier 2000

Kap. 4 Wissenschaftliche Bestätigung Quine & Ullian 1978, Chap. VI, VIII;Kuhn 1977;Earman & Salmon 1992, 74-100;Howson & Urbach 1989, Chap. 1, Chap. 2.a–e, Chap. 3.a–b, Chap. 4.a–j, Chap. 11; Worrall 1993.

Kap. 5 Wissenschaftlicher Wandel – Wissenschaft im WandelPopper 1957 Popper 1935, Kap. 1-4, 10;Kuhn 1962;Kuhn 1970a; Carrier 2004a;Carrier 2004c.

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Kap. 6. Wissenschaft im gesellschaftlichen Kontext: Erkenntnis, Werte und Inte-ressen McMullin 1983; Kitcher 2001, Part II;Kitcher 2004; Brown 2001, Chap. 8-9; Longino 2002, Chap. 6; Kourany 2003.

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Einführung in die Methodenlehre

1. Einleitung

1.1 Methodenlehre als WissenschaftsreflexionWissenschaftliche Methode: Verfahren und Kriterien, die für die Überprüfung und Bestätigung von Geltungsansprüchen in der Wissenschaft herangezogen werden.

Methodenlehre: Welche dieser Verfahren und Kriterien sind in der Wissenschaft akzeptiert, und in welchem Zusammenhang stehen sie mit dem wissenschaftlichen Erkenntnisanspruch?

Methodenlehre als Teil der Wissenschaftsphilosophie. Wissenschaftsphilosophie, -geschichte, -soziologie als wissenschaftsreflexive Disziplinen.

Philosophische Reflexion: Schwerpunkt bei der Analyse von Befunden, die aus anderen Quellen stammen.

Datenquellen der Philosophie: – Alltagserfahrungen und Allerweltsbeobachtungen.– Normative Intuitionen über das Wahre, Gute und Schöne. – Datenimport aus den empirischen Wissenschaften.

Die Betonung der Reflexion gewinnt ein erstes Profil durch den Kontrast zur Datengewinnung. Gegenleistung der Philosophie: Herstellung von Klarheit und Verstehen.

Die Philosophie ist nicht einfach Reflexionsdisziplin; sie ist Reflexionsdisziplin und nichts sonst.

Wissenschaftsphilosophie zielt auf Klärung wissenschaftlicher Begriffe, Theorien, Praktiken und Methoden.

=> Deskriptiver Anspruch: Ziel aufzuklären, wie Wissenschaft eigentlich funktioniert oder wie wissenschaftliches Wissen erzeugt wird.

„Epistemisch“: auf Erkenntnis bezogen; „pragmatisch“: auf den Menschen und sein Handeln bezogen,„sozial“: auf gesellschaftliche Interessen bezogen, „ästhetisch“: auf Schönheit oder Eleganz bezogen.

Epistemische Orientierung der Wissenschaftsphilosophie: Auffassung von Wissenschaft als Bei-trag zur Erkenntnis der Erfahrungswelt.=> Theorieinhalte, Erklärungsleistungen, Geltungsgründe.

Deskriptiver Anspruch der Wissenschaftsphilosophie: Explikation der Praxis der Wissenschaften.

Jedoch: keine Verpflichtung auf das Selbstvertändnis der Wissenschaftler.Stattdessen Anliegen: Anpassung der Worte an die Taten.

1.2 Wissenschaftsphilosophie im Spektrum der WissenschaftsforschungErgänzende Beiträge der wissenschaftsreflexiven Teildisziplinen Wissenschaftsphilosophie, Wis-senschaftssoziologie und Wissenschaftsgeschichte zum besseren Verständnis der Wissenschaft.

Analyse angewandter Forschung als Beispiel für das fruchtbare Zusammenwirken dieser Teildis-ziplinen.Anwendungsdruck auf die Wissenschaft als wissenschaftssoziologisch diagnostiziertes Phänomen, das wissenschaftsphilosophische Fragen aufwirft.

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Analog: doppelte Bestimmbarkeit von „Kuhnschen Paradigmen“ über soziale Indikatoren oder epistemische Charakteristika.

Die Vielfalt von epistemischen und nicht-epistemischen Einflussfaktoren auf die Wissenschaft begründet die Komplementarität der wissenschaftsreflexiven Teildisziplinen.

Alleinstellungsmerkmal der Wissenschaftsphilosophie: Anspruch eines Urteils über die Berechti-gung wissenschaftlicher Behauptungen.

Basis: normative Intuitionen über das richtige Erkennen und ein Verständnis dessen, was für eine Art von Wissen wir eigentlich anstreben.

Voraussetzung: Wissenschaft ist zur Erkenntnisgewinnung fähig.Wissenschaftsphilosophie als Klärung des Funktionierens von Wissenschaft in epistemischer Hin-sicht: Ausbuchstabieren von Geltungsansprüchen und Urteile über deren Berechtigung.

Konflikt nur dann, wenn beide Zugangsweisen jeweils mit einem Exklusivitätsanspruch ausgestat-tet werden.

2. Empirische Prüfung und Bestätigung in der methodologischen Tradition Historische Skizze: „induktive“ und „hypothetisch-deduktive“ Prüfung.Induktive Methoden: Hypothesen sollten von den Daten nahe gelegt sein. Hypothetisch-deduktive Methoden: Freizügigkeit der Bildung von Hypothesen und Orientierung ihrer Beurteilung ausschließlich an ihren beobachtbaren Folgen.

5.1 Induktive Wissensgewinnung I: Bacons Projekt einer authentischen Wissen-schaft

FRANCIS BACON (1561-1626): Novum organon scientiarum 1620.

Bacon zur Philosophie der Wissenschaften.(1) Sytematische Organisation der Wissenschaft: Steigerung der Dynamik der Erkenntnisgewin-nung durch Arbeitsteilung und zentrale Steuerung. (2) Technik als angewandte Wissenschaft: Man besiegt die Natur, indem man ihren Gesetzen ge-horcht („natura parendo vincitur“) (1620, I.3). (3) Bewusstsein des Fortschritts: Der Gedanke des wissenschaftlichen und technischen Fortschritts gewinnt erstmals klare Gestalt.

Bacons Methodenlehre: (1) Alles Wissen fußt auf der unvoreingenommenen Betrachtung der Tatsachen.(2) Alle legitimen Hypothesen beruhen auf gewissenhaften Verallgemeinerungen solcher Beo-bachtungen. (3) Zusätzliche Prüfung von Verallgemeinerungen durch Ableitung und Untersuchung weiterer Sachverhalte: Experimenta crucis.

Kennzeichnend: Bereits die Bildung von Hypothesen unterliegt der Bindung an die Erfahrung.

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2.1.1 Die Ermittlung der Tatsachenbasis: Bacons Idola-LehreDie Erkenntnis wird durch Vorurteile behindert und und setzt die Beseitigung dieser Vorurteile voraus.

(1) Idola tribus (Vorurteil der Gattung): Störungen durch die menschliche Natur. Beispiel: Neigung, der Bestätigung vorgefasster Meinungen weit mehr Aufmerksamkeit zu schenken als der Erschütterung.=> Maxime, auf mögliche Gegenbeispiele besonders zu achten.

(2) Idola specus (Vorurteil der Höhle): Verzerrungen aufgrund der individuellen Natur besonderer Menschen. Beispiel: Einige suchen nach der Bewahrung der Tradition, andere nach Neuerungen.

(3) Idola fori (Vorurteil des Marktes): Verzerrungen durch sprachliche Verwirrung und systemati-sche Fehler der Bezeichnungsweise. Ausdrücke für nicht-existierende Dinge („Planetensphären“) und verworrene Bezeichnungen für existierende Dinge.

(4) Idola theatri (Vorurteil des Theaters): Verzerrungen durch sachunangemessene Denkweisen. Beispiel: Aristotelische Naturlehre oder der Aberglaube der Pythagoreer und Platoniker.

Wissenschaft verlangt die Absage an alle diese Vorurteile.

Darüber hinaus:– Systematik der Beobachtungen – Experiment

Experiment:

Bacon: Die Zwangsbedingungen des Experiments fordern die Natur heraus, ihre Finessen offenzu-legen und auf diese Weise ihr Wesen zu entschleiern.

Modern: Experiment als gezielter Eingriff in ein System zum Zweck der Erkenntnisgewinnung über dieses System.

Vorzug: Kontrolle der Situationsumstände. – Vollständigkeit: Umfassende und systematische Variation von Parametern.– Isolation: Gezielte Veränderung einzelner Einflussfaktoren.

2.1.2 Die Verallgemeinerung von Beobachtungen: Bacons Inductio vera Herkömmlich: Antizipation des Geistes (Anticipatio mentis): „Vorwegnahme durch den Geist“: Man springt vom Einzelnen unvermittelt zum Allgemeinen. Bacon: Auslegung der Natur (Interpretatio naturae): Allmählicheund stufenweise Bewegung vom Besonderen zum Allgemeinen.

(a) Korrelationstabellen (Tabulae) zum gemeinsamen oder getrennten Auftreten von Phänomenen oder Eigenschaften. Angestrebt ist jeweils ein Dreischritt aus Präsenz, Absenz und Intensität.(b) Exklusionsanalyse (Exclusiva) als Aussonderung der unwesentlichen Eigenschaften.(c) Auslegung der Phänomene: Angabe von Bestimmungsmerkmalen der wesentlichen Eigen-schaften.

Bacons Projekt einer authentischen Deutung der Naturphänomene: Nicht der Mensch darf der Na-tur seine Begriffe auferlegen; vielmehr müssen diese dem empirischen Material entnommen sein.

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2.1.3 Die empirische Prüfung von Prinzipien: Experimenta crucisErgänzung des induktiven Aufstiegs zu den Grundsätzen durch den deduktiven Abstieg zu Beo-bachtungskonsequenzen.

Insbesondere: „Experimenta crucis“, engl. Crucial Experiments, Bacon: „Instantiae crucis“.

Kreuzinstanzen sind auf die Ermittlung von Ursachen gerichtet und sollen eine Sache endgültig entscheiden. Entwerfen zweier Alternativen und Widerlegung einer von diesen durch die Erfahrung: Beweis der anderen.

h1 h2

h1 => e; h2 => ee <=> (e) => h2 (Modus tollens) (h1 h2) h2 => h1 (Disjunktiver Syllogismus)

2.1.4 Die Bindung der Hypothesenbildung an die Erfahrung Spezifikum induktiver Ansätze in der Methodenlehre: Formulierung von Regeln für die Hypothe-senbildung.

Daneben auch Prüfung einer Hypothese durch Erfahrungskonsequenzen vorgesehen. Aber Beschränkung solcher deduktiver Prüfung auf induktiv gestützte Hypothesen.

Hintergrund dieser Einschränkung bei Bacon: Eindruck der Voreiligkeit der antiken und mittelal-terlichen Wissenschaft.

2.2 Induktive Wissensgewinnung II: Der Schluss auf Ursachen

2.2.1 Verwickelte VerursachungsbeziehungenHumes Regularitätstheorie der Kausalität

DAVID HUME (1711-1776): Regularitätstheorie der Kausalität. Kennzeichnung der Kausalbeziehung durch die Merkmale: (1) Kontiguität: Räumliche Nachbarschaft von Ursache und Wirkung. (2) Asymmetrie: Zeitliche Priorität der Ursache vor der Wirkung. (3) Regularität: Beständiges gemeinsames Auftreten von Ursache und Wirkung.

Kontiguität: Beschränkung von Kausalprozessen auf Nahewirkungen.Asymmetrie: Unterscheidung zwischen Ursache und Wirkung anhand der Zeitfolge.Regularität: Kausalität allein als anhaltend korreliertes Eintreten von Ursache und Wirkung,.

=> Primärer Bezug von Kausalurteilen auf Ereignistypen.=> Kausalturteile unterstellen implizit, dass gleiche Ursachen gleiche Wirkungen haben.

In vielen Fällen stützt sich die Ermittlung von Verursachungsbeziehungen auf Humes Bedingun-gen.Schwierigkeiten der Identifikation kausaler Beziehungen wurzeln darin, dass diese nicht direkt wahrnehmbar sind, sondern aus anderen Indizien erschlossen werden müssen.

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=> Kausale Fehlschlüsse.

Post hoc, ergo propter hoc

Wenn ein Ereignis auf ein anderes folgt, gilt das spätere als Wirkung des früheren.Fehldeutung eines zufälligen Zusammentreffens als ein Kausalzusammenhang.

Verwechslung von Ursache und Wirkung

Bei Bestehen eines kausalen Zusammenhang wird fälschlich die Ursache für die Wirkung und die Wirkung für die Ursache gehalten.

Fehlschluss der gemeinsamen Ursache

Ereignisse können auch dann gemeinsam auftreten, wenn kein direkter kausaler Zusammenhang zwischen ihnen besteht, sondern beide von einer gemeinsamen Ursache erzeugt werden.

Es ist dann nicht das eine Ereignis die Ursache des anderen, sondern beide sind Wirkungen eines dritten Ereignisses.

Das korrelierte Eintreten zweier Ereignisse ergibt sich aus deren gemeinsamer Anbindung an die-selbe Ursache.

Kausale Netzwerke

Unterscheidung zwischen proximater Ursache und kausalem Hintergrund oder zwischen Auslöse-Ursachen („triggering causes“) und Struktur-Ursachen („structuring causes“) (Dretske). Auslöse-Ursache als hervorstechendes Ereignis eines kausalen Gefüges, das erst in seiner Gesamt-heit zur Erzeugung der Wirkung hinreicht. Die Struktur-Ursache macht es dem Auslöse-Ereignis möglich, die betreffende Wirkung hervorzu-bringen.

Explikation von Kausalbeziehungen durch die INUS-Bedingung (Mackie 1974): Ursachen sind „insufficient but non-redundant parts of unnecessary but sufficient conditions“, „nicht-hinreichen-de und nicht-überflüssige Teile von nicht-notwendigen, aber hinreichenden Bedingungen“.

Ursachen als Teile eines kausalen Netzwerks, das eine Mehrzahl von Verursachungsketten um-fasst, die erst in ihrer Gesamtheit das Eintreten der Wirkung garantieren.

2.2.2 Mills Methoden zur Ermittlung von Kausalbeziehungen John Stuart Mill (1806–1873), A System of Logic (1843): Angabe von drei Methoden für das Er-schließen von Ursachen aus Erfahrungsbefunden.

Die Methode der Übereinstimmung (method of agreement):

Schematische Datenlage:

Fall Vorangehende Umstände Phänomen 1 A B C D E P2 A B C D E P3 A B C D E P

Wenn die Situationsumstände, unter denen ein Phänomen eintritt, nur in einem Umstand überein-stimmen, dann ist dieser die Ursache des Phänomens.

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Schwäche der Übereinstimmungsmethode: Eine Gruppe von Sachverhalten kann unübersehbar viele Gemeinsamkeiten besitzen.=> Ein geteilter Umstand muss nicht die einzige Gemeinsamkeit und damit nicht die Ursache des Phänomens sein.

Die Methode der Unterschiede (method of difference)

Vergleich der Umstände, unter denen ein Phänomen in Erscheinung tritt, mit Umständen, unter denen es sich nicht manifestiert.

Fall Vorangehende Umstände Phänomen 1 A B C D P2 A B C D P3 A B C D P

Ein Faktor, dessen Fehlen das Auftreten eines Phänomens ausschließt, ist Teil seiner Ursache.

Die Methode der Unterschiede liegt Kausalurteilen in Experimenten zugrunde.Grund: Die zuverlässige Anwendung der Unterschiedsmethode verlangt die Isolierbarkeit einzel-ner Faktoren, wie sie nur unter den kontrollierten Bedingungen des Experiments gewährleistet ist.

Besondere Eignung der Unterschiedsmethode zur Enthüllung kausaler Fehlschlüsse.Bei Zufallskorrelationen, vertauschten Kausalrelationen oder gemeinsamer Verursachung hat eine isolierte Veränderung der vermeintlichen Ursache, nicht die erwartete Wirkung.

Anschluss von David Lewis’ „kontrafaktischer Theorie“ (1986) an Mills Differenzmethode: Ein Ereignis C zählt als Ursache eines Ereignisses E, wenn bei Ausbleiben von C auch die E nicht eingetreten wäre.

Die Methode der begleitenden Veränderungen (method of concomitant variations)

Ausrichtung auf graduell veränderliche Größen, bei denen sich negative Fälle schwer aufweisen lassen. Grundlage der Identifikation sind Korrelationen in der Ausprägung der Größen.

Fall Vorangehende Umstände Phänomen 1 V+ P+2 V0 P03 V– P–

Gemeinsamkeit der Variation als Anzeichen für Verursachung.

Verlässlichkeitssicherung: Mill: Verknüpfung mit anderen Methoden. Modern: Bezug auf Testsituationen, bei denen nur eine einzige unabhängige Kenngröße variiert.

Weiterführung: Theorien probabilistischer Kausalität, insbes. „Bayessche Netzwerke“.Schluss von aus der Beschaffenheit der Korrelationen zwischen dem Eintreten von Ereignissen auf die kausalen Beziehungen zwischen diesen Ereignissen.

2.3 Hypothetisch-deduktive Prüfung

2.3.1 Die Freiheit der Hypothesenbildung Methodologische Umorientierung vom induktiven zum hypothetisch-deduktiven Ansatz in der 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts.

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Provisorisches Voraussetzen der Gültigkeit einer Hypothese, Untersuchung ihrer Erfahrungsfolgen und Beurteilung der Hypothese im Licht der Resultate.

Duhem (1906): Auszeichnung der hypothetisch-deduktiven Methode als einzig angemessene Me-thode der Wissenschaft.

Wissenschaftliche Theorien als freie Schöpfungen des menschlichen Geistes.Insbesondere enthalten sie Begriffe, die nicht dem Bereich der Beobachtungen entstammen.

=> Methodische Liberalisierung: Akzeptable Begriffe müssen keine unmittelbaren Gegenstücke in der Erfahrung besitzen.

Reichenbach (1938): Unterscheidung zwischen Entdeckungs- und Rechtfertigungszusammenhang aus (context of discovery, context of justification). Unabhängigkeit von Genese und Geltung.

2.3.2 Praxis und Prinzipien des Hypothetico-DeduktivismusHypothetische-deduktive Prüfungen: Zwei Experimente Lavoisiers (1743–1794).

(1) Beobachtung: Gewichtszunahme einiger Metalle beim Rösten im Feuer („Kalzination“).

Erklärungsansatz Boyles (1627–1691): Bindung von Feuerteilchen.

Lavoisier: Das Metall nimmt beim Rösten Luft aus der Atmosphäre auf, und es ist dieser zusätzli-che Bestandteil, der für das erhöhte Gewicht der Metallkalke verantwortlich ist.

Hypothetisch-deduktive Prüfung: Konsequenz aus Boyles Auffassung: Gewichtszunahme der verschlossenen Retorte. Konsequenz aus Lavoisiers Ansicht: Keine Veränderung des Gesamtgewichts des Gefäßes.

=> Zwei unterschiedliche Voraussetzungen können auf gegenteilige Konsequenzen führen, von denen sich eine in der Erfahrung bestätigt.

(2) Hauptgegner Lavoisiers: Phlogistontheorie.

Stahl (1660-1734): Verbrennung als Zerlegung: Entweichen von Phlogiston aus dem brennenden Körper; Zurückbleiben unbrennbarer Asche.

Umwandelbarkeit von Metallkalken in die zugehörigen Metalle durch Zufuhr von Phlogiston.

=> Glühen von Bleiglätte (PbO) mit Holzkohle: Entstehen metallischen Bleis.

Erwiderung Lavoisiers: „Rotes Präzipitat“ (HgO) kann durch bloßes Erhitzen mit dem Brennglas zu metallischem Quecksilber reduziert werden.

Erster Schritt: Rotes Präzipitat als regulärer Quecksilberkalk. Argument: wenn rotes Präzipitat ein Quecksilberkalk ist, dann sollte seine Reduktion mit Holzkoh-le zu den gleichen Ergebnissen führen wie die Reduktion anderer Metallkalke.Die Bestätigung dieser Schlussfolgerung in der Erfahrung stützt hypothetisch-deduktiv die Prämis-se.

Zweiter Schritt: Reduktion eines Kalks ohne materielle Phlogistonquelle als Gegenbeispiel zur Phlogistontheorie.

Lavoisier: Kalke als Sauerstoffverbindungen; Reduktion auch ohne äußere Quelle möglich. => Einklang mit Lavoisiers Auffassung.

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=> Überzeugungskraft hypothetisch-deduktiver Argumentation bei wissenschaftshistorisch realen Fällen.

Bacon versus Popper

Popper (1902–1994) als markanter Vertreter der hypothetisch-deduktiven Zugangsweise: Genaues Gegenbild zur Bacons Bestimmung der wissenschaftlichen Methode.

Bacon: Induktiv aufsteigender Ast der Hypothesenbildung und deduktiv absteigender Ast der Hypothesenprüfung.Popper: Allein der deduktive Schritt kennzeichnet die wissenschaftliche Methode.

Popper: Die von Bacon verworfene Hypothesenbildung durch „Antizipation des Geistes“ ist ein Kernbestandteil der wissenschaftlichen Methode.

Popper: Verpflichtung der Wissenschaft auf die Formulierung kühner Vermutungen. Bacon: Orientierung der Bildung von Hypothesen an den Erfahrungen; Zurückhaltung bei der For-mulierung von Behauptungen.

Popper: Methodologisch qualifizierte Wissenschaft zeichnet sich nicht durch Vermeidung von Vorurteilen aus, sondern durch deren Kontrolle.

=> Kontrastive Bestimmung wissenschaftlicher Objektivität. Bacon: Bestimmung als Sachadäquatheit: Keine sachfremden Einflussfaktoren auf die Ermittlung der Sachverhalten oder ihre Beurteilung. Popper: Bestimmung durch Pluralismus: wechselseitige Kontrolle und Kritik: Keine Vermeidung von Bindungen und Interessen, sondern Ausbalancieren durch entgegengesetzte Bindungen und Interessen.

2.4 Grenzen hypothetisch-deduktiver Prüfung: Duhems ArgumentDuhem: Hypothetisch-deduktiv weder schlüssige Bestätigung noch schlüssige Widerlegung theo-retischer Hypothesen möglich.

2.4.1 Grenzen empirischer Bestätigung Hypothese h, Beobachtung e;(h => e) e => h: Fehlschluss der Affirmatio consequentis.

Grund der Ungültigkeit: Die gleichen Konsequenzen können aus wahren wie aus falschen Prämis-sen folgen.

=> Ableitbarkeit eines Beobachtungsbefunds aus allgemeinen Prinzipien kein Beweis dieser Prin-zipien.

=> Keine schlüssige Bestätigung von Hypothesen auf hypothetisch-deduktivem Wege.

Empirisch äquivalente Erklärungsansätze in der geozentrischen Astronomie

APOLLONIUS VON PERGE (200 v. Chr.): Zwei verschiedenartige theoretische Annahmen über den Verlauf der Sonnenbahn führen zu den gleichen beobachteten Sonnenpositionen.

Hintergrund: Geozentrische Astronomie: KLAUDIOS PTOLEMAIOS, CLAUDIUS PTOLEMAEUS Almagest (150 n. Chr).

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Erde im Mittelpunkt des Kosmos. Rotation aller Planeten (im heutigen Sinne) sowie Sonne und Mond gleichförmig-kreisförmig um die Erde.

Konzentrischer Kreis mit Korrekturepizykel gleiche Beobachtungskonsequenzen wie exzentrischer Hauptkreis. => Empirisch äquivalente Erklärungsansätze, sodass sich zwischen ihnen nicht durch Erfahrung entscheiden lässt.

Wegen der Möglichkeit theoretisch unverträglicher, aber empirisch äquivalenter Hypothesen-systeme keine schlüssige Bestätigbarkeit von von Theorien.=> Spielraum der Wissenschaft gegenüber der Natur: Unterbestimmtheit der Theorie gegenüber der Erfahrung.

2.4.2 Grenzen empirischer WiderlegungWiderlegung einer Hypothese durch Gegenbeispiele anscheinend erreichbar nach Modus tollens: Hypothese h, Randbedingung Rb: h Rb => e; e Rb = h.

Jedoch: Beobachtbare Konsequenzen von Hypothesen ergeben sich in der Regel erst bei deren Einbettung in einen theoretischen Kontext.

Bei der Prüfung Rückgriff auf Hypothesengeflecht aus Hintergrundwissen, Beobachtungstheorien und anderen Annahmen.Bei e keine eindeutige Auszeichnung der irrtümlichen Annahme.

Empirische Erschütterung: Zwar gültiges Schlussschema, das aber nicht die Widerlegung einzelner Hypothesen erlaubt.

=> Keine schlüssige Prüfbarkeit spezifischer Hypothesen.

Theoretische Systeme bieten stets einen Spielraum bei der Einpassung einer Anomalie.

Beispiel: Verpflichtung der astronomischen Theorie seit PLATON (428/427-347 v. Chr.) auf das Prinzip der gleichförmigen Kreisbewegung.

Ungleiche Länge der Jahresezeiten: Konflikt mit Gleichförmigkeit der Sonnenbewegung. Auftreten von Retrogression: Konflikt mit Kreisförmigkeit der Planetenbewegung.

Jedoch: Keine Aufgabe der Prinzipien der Gleichförmigkeit und Kreisförmigkeit, sondern Einfüh-rung der Hilfskonstruktionen von Exzentern und Epizykeln.

Bestätigungsholismus oder Duhems Problem: Die Tragweite einer empirischen Schwierigkeit für die einzelnen Hypothesen eines theoretischen Netzwerks ist nicht durch Logik und Erfahrung allein ermitteln.

Duhems Ausschluss von Experimenta crucis

Bacon: Experimenta crucis als eindeutige Entscheidung zwischen zwei rivalisierenden Hypothe-sen.

Duhem: Ein solcher Beweis verlangte, dass beide Erklärungen den Spielraum der Möglichkeiten ausschöpfen. Dessen aber kann man sich niemals gewiss sein.

=> Mehrfache Ausdeutbarkeit empirischer Befunde.

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Lavoisiers Experimente als Versuche, durch Experimenta crucis die eigenen Erklärungsansätze zu beweisen. Allerdings: nur begrenzte Beweiskraft.

Gewichtszunahme von Metallen bei der Kalzination in verschlossenen Gefäßen: Optionen der Einbindung in die Boylesche Lehre und die Phlogistontheorie: Die zentralen Prinzi-pien wurden für nicht betroffen erklärt und den widrigen Befunden durch Abänderung randständi-ger Annahmen Rechnung getragen.

Tragweite von Duhems Bestätigungsholismus: – Logik und Erfahrung reichen nicht hin, um einzelne Hypothesen als erschüttert oder bestätigt auszuzeichnen. – Der Bedrohung zentraler Prinzipien lässt sich nicht selten durch Abänderung von eher margina-len Hypothesen begegnen.– Die bloße Forderung des Einklangs mit der Erfahrung lässt Hypothesen einen großen Spielraum.

3. Die Theoriebeladenheit der Beobachtung

3.1 Hypothesen und die Strukturierung von DatenZweite Bestimmung des Induktivismus: Kein Einfluss von Theorien auf die Gewinnung von Tat-sachen.Einseitige Abhängigkeit: Verallgemeinerungen werden aus Tatsachen gebildet, aber Tatsachen sind von Verallgemeinerungen unabhängig.

Einwand: Die Ermittlung des wissenschaftlichen Datenbestands ist auf Hypothesen und Theorien angewiesen. Beobachtungen werden auch durch Theorien geprägt.

Popper: „Scheinwerfertheorie der Beobachtung“: Auswahl von Gesichtspunkten nach Maßgabe theoretischer Vorstellungen.Die Phänomene sind zu reichhaltig, als dass die Gesichtspunkte ihrer Ordnung den Phänomenen entnommen sein könnten. => Hypothesen strukturieren die Daten.

Hempel: Beurteilung der Relevanz von Tatsachen allein in Bezug auf eine Hypothese möglich. => Inadäquatheit der Forderung, Hypothesen erst nach Sammeln der Daten einzuführen.

Identifikation relevanter Kenngrößen durch übergreifende Erklärungsansätze. => Konstituierung des begrifflichen Raums für die Formulierung sinnvoller Untersuchungsfragen.

Strukturierungsleistungen von Hypothesen: Nicht Bestätigung von Erwartungen, sondern deren Untersuchung.

Wissenschaftshistorische Beispiele: Erst als die theoretische Analyse Abhängigkeiten zwischen Beobachtungsgrößen in den Blickpunkt rückte, wurden sie empirisch gefunden. Aber die theoretische Auszeichnung von empirischen Zusammenhängen kann deren Überprüfung anhand der Erfahrung nicht ersetzen.

3.2 Beobachtung, operationale Verfahren und theoretische Begriffe Übereinstimmung mit der Erfahrung als wichtigste Quelle der Autorität der Wissenschaften.

Auszeichnung von Beobachtungen durch Stabilität, Kohärenz und Intersubjektivität.

=> Widerständigkeit von Beobachtungen.

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=> Verlässlichkeitsvermutung: Beobachtungen geben Aufschluss über die Beschaffenheit der Er-fahrungswelt.

Beobachtungen als sinnliche Wahrnehmungen nicht-inferentieller Beschaffenheit.

Der Operationalismus

Bindung der wissenschaftlichen Begrifflichkeit an die Ergebnisse von Beobachtungs- und Mess-verfahren.

Jeder legitime wissenschaftliche Begriff schließt sich an ein Beobachtungs- oder Messverfahren an, das seine Anwendung auf die Erfahrung regelt.

Operationale Definition: Vollständige Festlegung der Begriffsverwendung durch intersubjektiv anwendbare und präzise Verfahren.

Motiv für die Auszeichnung operationaler Definitionen: Gewährleistung objektiver Überprüfbar-keit wissenschaftlicher Aussagen.

Die Forderung klarer Anwendungskriterien im Operationalismus hatte eine Stärkung der Prüfbar-keit und eine Steigerung der Objektivität der Prüfung zur Folge.

Jedoch: Objektivität der Tests und Eindeutigkeit der Resultate machen allein noch keine adäquaten Beobachtungs- und Messverfahren aus.

Vielmehr: Adäquate Begriffe in der Wissenschaft verlangen nicht allein Bindungen an die Erfah-rung, sondern auch theoretische Tragweite.

Die Zweistufenkonzeption der Wissenschaftssprache

Logischer Empirismus der 1950er Jahre (Carnap, Hempel): Wissenschaftliche Theorie enthalten Beobachtungsbegriffe und theoretische Begriffe.

Beobachtungsbegriffe: Anwendbarkeit auf der Grundlage einiger weniger Wahrnehmungen.

Theoretische Begriffe: – Mehrzahl empirischer Indikatoren; – Beschreibung der Anzeigeinstrumente durch Naturgesetze; – Änderungen der empirischen Indikatoren durch den wissenschaftlichen Fortschritt; – Unvollständigkeit der Indikatorenzuordnung.

Beschränkung der Begriffsbildung in der Wissenschaft durch Bedingungen von zweierlei Art: – Zuordnung empirischer Merkmale; – Eignung für aussagekräftige Theorien.

Die operationale Bestimmung ist eher kennzeichnend für die Frühstadien einer Disziplin, während die theoretische Vernetzung die Begriffsbildung in fortgeschrittenen Stadien prägt.

3.3 Semantische Theoriebeladenheit der BeobachtungKontexttheorie der Bedeutung: Hanson, Kuhn, Feyerabend, ca. 1960.

Ausgangspunkt: später Wittgenstein: Die in einer Sprachgemeinschaft („Lebensform“) vorherr-schenden Regeln der Verwendung von Wörtern und Sätzen konstituieren deren Bedeutung.

Die Bedeutung wissenschaftlicher Begriffe wird durch den theoretischen Kontext fixiert.Die Naturgesetze stellen die einschlägigen Verwendungsregeln dar.

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=> Klärung der Bedeutung durch Rekonstruktion der theoretischen Einbettung. Ein Begriff wird durch das Studium der zugehörigen Theorie verstanden.

=> Sprachphilosophischer Holismus: Begriffliche Systeme sind nur als Ganze zu verstehen.

Semantische Theoriebeladenheit der Beobachtung: Auch die Bedeutung von Beobachtungsbegrif-fen und –aussagen ist durch das Netzwerk der zugehörigen Theorien festgelegt.

Hervortreten des Einflusses einer Theorie auf die Bedeutung von Beobachtungsbegriffen bei Theo-rienwandel: Revision der zugehörigen Beobachtungsaussagen.

Semantische Theoriebeladenheit und empirische Prüfbarkeit

Semantische Theoriebeladenheit in aller Regel ohne nachteilige Folgen für empirische Prüfbarkeit.

Kontexttheorie: Rückgriff auf ein Netzwerk von Beziehungen zu anderen Begriffen für die Bedeu-tungsbestimmung.Aber dass sich diese Beziehungen empirisch finden und dass ein solcher Begriff adäquat auf die Beobachtungen angewendet werden kann, lässt sich nicht durch linguistische Konvention ent-scheiden.

Die Bedeutungsverschiedenheit von Begriffen in rivalisierenden Theorieansätzen eröffnet einen Deutungsspielraum, der den empirischen Vergleich solcher Theorieansätze zwar nicht generell ausschließt, ihn im Einzelfall aber begrenzen kann.

3.4 Mensurelle Theoriebeladenheit der BeobachtungGewinnung von Daten durch Beobachtungsinstrumente und Messgeräte.

Beobachtungs- oder Messtheorien stellen Verknüpfungen zwischen zwischen Naturgrößen und direkt wahrnehmbaren Indikatorphänomenen her. Typischerweise beschreiben solche Theorien die Funktionsweise der Beobachtungs- und Messin-strumente.

Mensurelle Theoriebeladenheit: Einfluss von Theorien auf Gewinnung und Beschaffenheit wis-senschaftlich relevanter Erfahrungsbefunde.

Radiokarbondatierung als Beispiel theoriebeladener Messungen

Altersbestimmung organischer Materialien durch Radiokarbonmethode: Willard F. Libby (1947).

Kritische Größe: Verhältnis zweier Kohlenstoffisotope, des stabilen C12 und des radioaktiven C14,in organischen Materialien. Kalibrierung des Verfahrens durch Dendrochronologie: liefert organisches Material bekannten Alters.

Rückgriff auf vier Theoriengruppen bei der Radiokarbondatierung: (1) Biologische Theorie des Stoffwechsels. (2) Kernphysikalische Theorie der Radioaktivität. (3) Physik der Gasentladungen als Grundlage des Geigerzählers. (4) Eichung durch Dendrochronologie.

=> Gewinnung der Datengrundlage durch Anwendung wissenschaftlicher Theorien.

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Die Korrektur von Störungen

Beeinträchtigung der Aussagekraft oder die Zuverlässigkeit von Beobachtungen und Messungen durch Störfaktoren. Möglichkeit der Korrektur von Störungen durch Beobachtungstheorien.

Verfahren: Ableitung der Ausprägung der Störgröße durch Anwendung von Beobachtungstheorien aus den Beobachtungen, Herausrechnen ihres Einflusses auf die Messgröße.

Unerlässlichkeit von Beobachtungstheorien jedenfalls dann, wenn Störungen im Registrierungs-prozess erst durch Anwendung von Korrekturverfahren zu beseitigen sind.

Regelfall: Herstellung der Verknüpfung zwischen Beobachtungsobjekt und Messresultat durch Beobachtungstheorien.

Änderungen der Beobachtungstheorien und Wandel der Daten

Wandel in der Beschaffenheit der Datengrundlage durch Änderung von Beobachtungstheorien.Zwar bleiben die Sinneswahrnehmungen unverändert; aber sie repräsentieren unter Umständen andersartige Naturgrößen.

Beobachtungsgröße: Maximaler Winkelabstand zwischen Venus und Sonne: Ptolemäische Astronomie: Größenverhältnis von Venusepizykel und Venusdeferent. Heliozentrische Theorie: Verhältnis der Sonnenabstände von Venus und Erde.

3.5 Die Prüfung von Theorien durch theoriebeladene BeobachtungenMensurelle Theoriebeladenheit: Was als Prüfung der Korrespondenz zwischen Theorie und Tatsa-che erscheint, ist wesentlich Prüfung der Kohärenz zwischen verschiedenen Theorien.

Duhemsche Prüfprobleme

Falsche Beobachtungstheorien bringen irreführende Befunde hervor und können der Grund für die Diskrepanz zwischen Theorie und Erfahrung sein.

=> Duhemsche Prüfprobleme: Lokalisierung des theoretischen Grunds einer Anomalie.

Konflikt zwischen Theorie und theoriebeladenen Daten als Konflikt zwischen erklärender Theorie und Beobachtungstheorie.

Wissenschaftshistorische Beispiele, bei denen eine Anomalie durch Anwendung einer falschen Beobachtungstheorie entsteht und daher die Gültigkeit der erklärenden Theorie nicht beeinträch-tigt.

Systematische Fehler in der Datengrundlage als Resultat der korrekten Anwendung einer falschen Beobachtungstheorie.

Bei theoriebeladenen Beobachtungen zeigt sich die Widerständigkeit des Faktischen im Auftreten von Anomalien.Die Unsicherheiten betreffen die Lokalisierung fehlerhafter Annahmen.

Der Regress des Experimentators

Collins: Zumindest bei neuartigen Beobachtungen, Messungen oder Experimenten kann keine un-abhängige Sachgrundlage ihrer Vertrauenswürdigkeit angegeben werden.

Vielmehr: Wechselseitige Abhängigkeit zwischen der Annahme der Adäquatheit der Theorie und der Zuverlässigkeit des empirischen Verfahrens.

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=> „Regress des Experimentators“: Übereinstimmung mit der Theorie als Auswahlkriterium ver-lässlicher Erfahrungsbefunde.

Prägung der Datenlage durch die zugehörige erklärende Theorie als schwer wiegende Begrenzun-gen der empirischen Prüfbarkeit.

Der Regress des Experimentators geht über Duhemsche Probleme einer Lokalisierung theoreti-scher Irrtümer hinaus. Unerwartete Erfahrungsbefunde werden nicht als mögliche Gegenbeispiele ernst genommen: Aus-schluss eines Konflikts zwischen Theorie und Erfahrung.

Die Aussagekraft theoriebeladener Prüfungen

Jedoch: Selbst neuartige Beobachtungs- und Messverfahren vermögen herkömmliche Theoriean-sätze herauszufordern und einen theoretischen Wandel einzuleiten.

=> Zwei Verfahren zur Untersuchung der Aussagekraft theoriebeladener empirischer Prüfungen: –Unabhängige Prüfung von Beobachtungstheorien – Wegunabhängigkeit der Beobachtungsresulta-te.

Unabhängige Prüfbarkeit: Prüfung der Beobachtungstheorien auch in solchen Zusammenhängen, in denen die betreffende erklärende Theorie keine Rolle spielt.=> Aufbrechen der Abhängigkeit der Datengewinnung von der Datenerklärung.

Wegunabhängigkeit der Beobachtungsresultate: Übereinstimmung der Ergebnisse einer Mehrzahl von Verfahren, die jeweils unterschiedliche Prozesse oder verschiedene theoretische Vorausset-zungen zum Tragen bringen.Keine Untersuchung der naturgesetzlichen Einzelheiten der jeweiligen Verfahren, sondern Beur-teilung durch wechselseitige Stützung der Ergebnisse.

Hacking (1983): Wegunabhängkeitskriterium als Grundlage der Einschätzung der Verlässlichkeit von Beobachtungsverfahren hinreichend. => Sicherung der Vertrauenswürdigkeit von Beobachtungsverfahren auf ausschließlich empiri-schem Wege und ohne theoretische Analyse.

Jedoch: Die Aussagekraft einer solchen Übereinstimmung der Ergebnisse unterschiedlicher Beo-bachtungsverfahren hängt von der Verschiedenartigkeit dieser Verfahren ab – welche nur durch theoretische Analyse gesichert werden kann.

Die Prüfung der Radiokarbondatierung

Unabhängige Prüfbarkeit: Prüfung der Beobachtungstheorien möglich ohne Voraussetzung ein-schlägiger Altersangaben.Wegunabhängigkeit der Resultate: Prüfung der Zuverlässigkeit durch Abgleich mit anderen Datie-rungsmethoden (wie Thermoluminiszenz für die Altersbestimmung von Keramik).

=> Mensurelle Theoriebeladenheit unterminiert nicht die Prüfbarkeit von wissenschaftlichen The-orien.Die Prüfung von Theorien gegen andere Theorien lässt häufig keinen Spielraum für willkürliche Anpassungen und begründet daher aussagekräftige Bestätigungen.

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4. Wissenschaftliche Bestätigung

4.1 Hypothetisch-deduktive Prüfung, Unterbestimmtheit und nicht-empirische Exzellenzmaßstäbe

Übergang zur hypothetisch-deduktiven Bestätigung: Die Theoriebildung gewinnt einen größeren Freiraum für begriffliche und inhaltliche Innovationen.

Nachteil: Stärkere Akzentuierung der Unterbestimmtheit der Theorie durch die Erfahrung.=> Einklang mit den Beobachtungen als alleiniges Auszeichnungsmerkmal für wissenschaftlich annehmbare Grundsätze ungeeignet.

Unterbestimmtheit: „Duhem-Quine-These”: Für jede Klasse von Phänomenen gibt es inhaltlich miteinander unverträgliche, aber empirisch äquivalente Erklärungen.

Scheinbestätigung: Trügerische Stützung von Hypothesen durch zutreffende, aber irrelevante Beobachtungskonse-quenzen. Scheinbestätigung als Folge der Unterbestimmtheit. => Empirische Adäquatheit als Kriterium der Bestätigung nicht hinreichend.

Die Forderung des Einklangs mit der Erfahrung ist als Auszeichnungsmerkmal für Hypothesen zugleich zu schwach und zu stark.

Nicht-empirische Exzellenzmaßstäbe

=> Abschätzung der Tragweite von Erfahrungen auf Hypothesen durch Kriterien oder Werte, die auf nicht-empirische Merkmale Bezug nehmen.

Urteilspraxis der Wissenschaft: Verpflichtung auf nicht-empirische Qualifikationsmaßstäbe durch unterschiedliche Beurteilung von gleichermaßen empirisch adäquaten Hypothesensätzen.

Gleichartige Zurückweisung empirisch adäquater Annahmen bei Ad-hoc-Hypothesen. Hilfsannahmen, die zum Zweck der Behebung eines empirischen Fehlschlags eingeführt werden und keine unabhängige empirische oder theoretische Stützung besitzen. Trotz Einklang mit der Erfahrung kaum Akzeptanz.

=> Wissenschaftlich akzeptable Hypothesen müssen Vorzüge jenseits der empirischen Adäquat-heit besitzen.

4.2 Listenmodelle der Bestätigungstheorie und Kuhn-UnterbestimmtheitListenmodelle der methodologischen Beurteilung: Neben die empirische Adäquatheit tritt eine Liste nicht-empirischer, epistemischer Anforderungen.Beurteilung von Theorien nach ihre Abschneiden auf dieser mehrteiligen Skala.

Kuhn (1977): Fünf Bedingungen für die Beurteilung einer Theorie: Empirische Adäquatheit, Wi-derspruchsfreiheit und Kohärenz mit dem Hintergrundwissen, Größe des Anwendungsbereichs, Einfachheit unter Einschluss der Vereinheitlichungsleistung, Vorhersagekraft.Bestimmung der Qualifikation einer Theorie dadurch, dass sie möglichst vielen dieser Anforde-rungen möglichst deutlich genügt.

Quine & Ullian (1978): Exzellenzmerkmale einer Hypothese: Kohärenz mit dem Hintergrundwis-sen, Zurückhaltung bei der Einführung neuer Größen, Einfachheit unter Einschluss der Vereinheit-lichungsleistung, Größe des Anwendungsbereichs, empirische Prüfbarkeit.

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Kosso (1992): Methodologische Tugenden: Empirische Prüfbarkeit (gesteigert durch Kohärenz mit dem Hintergrundwissen, Präzision und Universalität), Einfachheit.

=> Vielfach Verbindung dieser Kriterien mit der Erkenntniskraft einer Theorie herstellbar. => Epistemische Signifikanz solcher Auszeichnungsmerkmale.

Eignung von Listenmodellen zur Rekonstruktion methodologischer Urteile: Diskreditierung auch empirisch adäquater Theorien.

Kuhn-Unterbestimmtheit

Kuhn-Unterbestimmtheit, auch: methodologische Inkommensurabilität: Keine eindeutige Beurteilbarkeit der Leistungsfähigkeit alternativer Theorien wegen der Mehrzahl und Mehrdeutigkeit methodologischer Kriterien. => Beurteilung verlangt Gewichtungen und Präzisierungen der Kriterien, über die ein begründeter Konsens kaum erreichbar ist. => Kein eindeutiges Urteil über Hypothesen und Theorien selbst wenn nicht-empirische, epistemi-sche Leistungsmerkmale hinzutreten.

Bei Kuhn-Unterbestimmtheit im Unterschied zur Duhem-Quine-Unterbestimmtheit keine Behaup-tung empirischer Äquivalenz. Sondern: Wegen unterschiedlicher Stärken und Schwächen konkurrierender Theorien bleibt ein Leistungsvergleich unter Einschluss nicht-empirischer, epistemische Vorzüge ohne eindeutiges Ergebnis.

Kuhn-Unterbestimmtheit:(1) Keine klare Favorisierung einer der rivalisierenden Konzeptionen durch die Datenlage, da bei-de mit verschiedenen Bereichen oder Aspekten der Daten unterschiedlich gut zurecht kommen. (2) Auch nicht-empirische, epistemische Vorzüge legen die Theoriewahl nicht eindeutig fest.

Schluss

Unterbestimmtheit und Bestätigungsmodelle zeigen, dass alle akzeptablen Theorien auch nicht-empirischen Ansprüchen genügen müssen.

Wissenschaftliche Exzellenz drückt sich wesentlich in nicht-empirischen Auszeichnungsmerkma-len aus.

Nicht-empirische Beurteilungsmaßstäbe bringen zum Ausdruck, worum es für uns in der Wissen-schaft eigentlich geht und welche Art von Erkenntnis wir von der Wissenschaft erwarten.

4.3 Systematische Bestätigungstheorie: Der BayesianismusOrientierung der Beurteilung von Hypothesen an der Wahrscheinlichkeitstheorie: Eine Hypothese ist dann gut bestätigt, wenn sie im Lichte der verfügbaren Daten eine hohe Wahrscheinlichkeit besitzt.

4.3.1 Der Begriff der Wahrscheinlichkeit und seine InterpretationA. N. KOLMOGOROV (1903-1987): Kolmogorov-Axiome (1933): Fixierung der Wahrscheinlichkeiten im mathematischen Sinn: Wahrscheinlichkeiten als diejenigen Größen, die den Kolmogorov-Axiomen genügen.

Interpretation der abstrakten Größe „p“ in den Axiomen durch Zuweisung eines Gegenstandsbe-zugs; Angabe eines Anwendungsbereichs für die Axiome.

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Zwei Möglichkeiten: Bezug von Wahrscheinlichkeiten auf Ereignisse oder Aussagen.

Ereignisse: „Statistische Wahrscheinlichkeit“. R. VON MISES (1919) Häufigkeitsinterpretation: Wahrscheinlichkeiten als relative Häufigkeiten auf lange Sicht von Ereignissen in einer Referenzklasse.

Bedingte Wahrscheinlichkeit p(a/b): Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Ereignisses a, wenn das Ereignis b bereits vorliegt.

p(a/b) = p(a b) : p(b), mit p(b) 0.

Multiplikationsregel für Wahrscheinlichkeiten: Wenn zwei Ereignisse unabhängig voneinander sind, dann ist die Wahrscheinlichkeit für ihr gemeinsames Auftreten gleich dem Produkt der Wahrscheinlichkeiten ihres separaten Auftretens.

p(a b) = p(b) p(a), falls a und b statistisch voneinander unabhängig sind (p(a) = p(a/b)).

Aussagen: J. M. KEYNES (1921), R. CARNAP (1950): „Logische“ oder „induktive“ Wahrscheinlich-keit: rationale Glaubwürdigkeit einer Aussage im Licht anderer Aussagen.

Unterschiedlichkeit: Statistische Wahrscheinlichkeiten als physikalische oder empirische Größen.Logische Wahrscheinlichkeiten als Beziehungen der Stützung zwischen Aussagen. Grund für übereinstimmende Deutung als „Wahrscheinlichkeiten“: beide genügen den Kolmogo-rov-Axiomen.

Bei Bezug auf Aussagen: Axiom der bedingten Wahrscheinlichkeit: Glaubwürdigkeit einer Aussage unter der Vorausset-zung der Wahrheit einer anderen Aussage.Multiplikationstheorem: Zusammenhang zwischen der gemeinsamen Glaubwürdigkeit zweier un-abhängiger Aussagen und ihrer separaten Plausibilität.

4.3.2 Grundzüge des BayesianismusVerknüpfung zweier (im Grundsatz unabhängiger) Annahmen: (1) Rückgriff auf Bayes’ Theorem als Grundlage der Bestätigungsbeziehung.(2) Subjektive Interpretation der Aussagenwahrscheinlichkeiten.

Bayes’ Theorem

THOMAS BAYES (1763): Verknüpfung bedingter Wahrscheinlichkeiten.

p(b/a) p(a) p(a/b) = ---------------.

p(b)

Beweis:

Axiom der bedingten Wahrscheinlichkeit:p(a b)

p(a/b) = -----------. p(b)

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Vertauschung der Ereignisse a und b: p(a b)

p(b/a) = ------------.p(a)

=> p(a b) = p(b/a) p(a).

p(b/a)p(a) p(a/b) = --------------.

p(b)

Begriffszuordnung für die Verwendung in der Bestätigungstheorie:

a Hypothese h, b Daten e.

p(e/h) p(h) p(h/e) = ---------------.

p(e)

Bayes’ Theorem als zentrale Grundlage der empirischen Bestätigung von Hypothesen in der Wis-senschaft: Angabe der logischen Wahrscheinlichkeit oder Glaubwürdigkeit der Hypothese h im Lichte der Datenbeschreibung e.

p(h/e) <=> Hypothesenwahrscheinlichkeit: Glaubwürdigkeit von h bei gegebenen Daten e: Bestätigungsgrad (degree of confirmation).

p(h) <=> Anfangswahrscheinlichkeit von h:Wahrscheinlichkeit der Hypothese vor der Gewinnung der Daten e.

p(e/h) <=> Erwartbarkeit (Likelihood) von e:Wahrscheinlichkeit der Daten e im Lichte der Hypothese h.

p(e) <=> Datenwahrscheinlichkeit von e:Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von e, unabhängig davon, ob h zutrifft.

Subjektive Interpretation der Wahrscheinlichkeiten

Aussagenwahrscheinlichkeiten als subjektives Maß der Glaubwürdigkeit.Verzicht auf deren sachhaltige Grundlegung.

Subjektiver Spielraum bei der Bestimmung der Anfangswahrscheinlichkeiten: Maß der Glaubwür-digkeit einer Hypothese, bevor relevante Daten verfügbar sind. “Personalismus“: Ramsey (1920er Jahre), de Finetti (1930er Jahre). Keine Vorgaben für die Bestimmung der Anfangswahrscheinlichkeiten aus den Daten. Einzige Beschränkung der Zuschreibung durch die Regeln der Wahrscheinlichkeitsrechnung.

Aber objektive Bestimmung des Übergangs von den Anfangswahrscheinlichkeiten zu den Hypo-thesenwahrscheinlichkeiten.

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Zusätzliche Präzisierungen

Abschätzung aller Wahrscheinlichkeitswerte auf der Grundlage des jeweiligen Hintergrundwis-sens.

p(e/h K) p(h/K)p(h/e K) = ------------------------.

p(e/K)

Prinzip: Je höher die Wahrscheinlichkeit der Hypothese ist, desto besser bestätigt ist diese Hypo-these.

Mögliche Explikation der „Annahme einer Hypothese“ durch Einführung eines Schwellenwerts für die Bestätigung, etwa p(h/e) > 0,5.

Inkrementaler Bestätigungsbegriff: empirische Stützung (support): Steigerung der Wahrschein-lichkeit einer Hypothese durch einen Befund.

=> e stützt h, wenn die Hypothesenwahrscheinlichkeit von h größer ist als die Anfangswahrschein-lichkeit.

=> Stützung S von h durch e: S(h,e) = p(h/e) – p(h) > 0.

Prinzip der Konditionalisierung (Principle of Conditionalization): Übergang von den „Prä-Test-Wahrscheinlichkeiten“ zur „Post-Test-Hypothesenwahrscheinlichkeit“ durch Bayes’ Theorem.

Die heutige Hypothesenwahrscheinlichkeit ist die morgige Anfangswahrscheinlichkeit: pneu (h) = palt (h/e).

Konditionalisierungsprinzip als Update-Regel, die die Wahrscheinlichkeiten an neue Erfahrungen anpasst.

Die Zweite Form von Bayes’ Theorem

Präzisierung der „Datenwahrscheinlichkeit“ durch das Theorem der totalen Wahrscheinlichkeit: => Zweite Form von Bayes’ Theorem (Laplace).

Bedingung b, deren Vorliegen oder Nicht-Vorliegen die Gesamtheit der Möglichkeiten erfasst. Reihenentwicklung: p(a) = p(a/b) p(b) + p(a/b)p(b).

Übertragung auf Aussagen: Die alternativen Bedingungen sind die Wahrheit und die Falschheit der Hypothese.

p(e) = p(e/h) p(h) + p(e/h) p(h)

=> Zweite Form von Bayes’ Theorem:

p(e/h) p(h) p(h/e) = -------------------------------------

p(e/h) p(h) + p(e/h) p(h)

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Ein Anwendungsbeispiel für Bayes’ Theorem

Einschätzung der Tragweite eines Zeugenberichts: Nächtliche Identifikation eines Unfallverursachers: blaues Taxi. Treffsicherheit des Zeugen: 0.8.

Inzidenzrate: 25 grüne Taxen, 5 blaue Taxen.

Gesucht: p(h/e).

Hypothese: der Unfall wurde von einem blauen Taxi verursacht. Befund: entsprechender Bericht des Zeugen.

p(e/h): Wahrscheinlichkeit, dass ein in Wirklichkeit blaues Taxi auch als blau identifiziert wird. <=> Verlässlichkeit der Zeugenaussage: 0.8.

p(h): Wahrscheinlichkeit, dass überhaupt ein blaues Taxi vorliegt: 5/30.

p(e): Wahrscheinlichkeit, dass eine Identifikation eines Taxis als blau vorgenommen wird.

=> p(e/h): Wahrscheinlichkeit, dass ein Taxi als blau eingeschätzt wird, obwohl es grün ist: 0.2. p(h): Wahrscheinlichkeit eines grünen Taxis: 25:30.

p(e/h) p(h) = 0.8 x 5/30 = 4/30. p(e/h) p(h) = 0.2 x 25:30 = 5/30.

=> p(h/e) = 4/9.

=> Die Wahrscheinlichkeit der Richtigkeit der Zeugenaussage ist geringer als 0.5, obwohl ihre Verlässlichkeit 0.8 beträgt.

Grund: unterschiedliche Inzidenzraten der beiden Taxitypen. Da es viel mehr grüne als blaue Taxis gibt, setzt sich eine geringe Irrtumswahrscheinlichkeit in hohe absolute Zahlen falsch positiver Befunde um.

4.3.3 Bestätigungsrelevante EinflussfaktorenWesentliche Faktoren für die Bestätigung einer Hypothese: Bayes’ Theorem:

p(e/h) p(h) p(h/e) = --------------------------------------

p(e/h) p(h) + p(e/h) p(h)

Umformung:

1p(h/e) = -------------------------

p(e/h) p(h) 1 + ------------------

p(e/h) p(h)

=> Festlegung der Hypothesenwahrscheinlichkeit durch zwei Quotienten:

(1) Erwartbarkeit von e unter Voraussetzung der Hypothese im Vergleich zu ihrer Negation: p(e/h) : p(e/h).

Hoher Bestätigungswert: Erwartbarkeit ohne h klein, mit h groß.

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(2) Die Anfangswahrscheinlichkeit von h im Vergleich zu ihrer Negation: p(h) : p(h).

Hoher Bestätigungswert: Große Anfangswahrscheinlichkeit von h (auf der Grundlage des Hinter-grundwissens).

Je glaubwürdiger h vor dem Auffinden einschlägiger Befunde ist, desto besser ist h unter sonst gleichen Umständen bestätigt.

(1) Steigerung der Erwartbarkeit durch die Hypothese:

Hohe Bestätigungswirkung: Hohe Erwartbarkeit der Daten auf der Grundlage der Hypothese, nied-rige Erwartbarkeit auf der Basis des Hintergrundwissens allein.

Schwierig zu ermittelnde Größe: Erwartbarkeit eines Befundes unter Voraussetzung der bestritte-nen Hypothese.

Eintretenswahrscheinlichkeit des Befundes unter der Bedingung sämtlicher alternativer Erklä-rungshypothesen: p(e/h) als „catchall“.

=> Entwicklung von p(e/h) in eine Summe von Erwartbarkeiten unter Voraussetzung jeweils unterschiedlicher Annahmen: p(e/h) = p(e/h’) + p(e/h’’) + p(e/h’’’) + ...Hohe Bestätigungswirkung: p(e/h) größer als die Summe dieser alternativen Erwartbarkeiten.

Salmon (1990): Verzicht auf die Angabe absoluter Hypothesenwahrscheinlichkeiten und Be-schränkung auf den Vergleich alternativer Hypothesen.

=> Betrachtung zweier Hypothesen h1 und h2 , die den gleichen Daten e Rechnung tragen.

=> Übereinstimmung der Datenwahrscheinlichkeiten: Σki = 1 p(e/hi) p(hi).

=> Bei der Bildung des Quotienten der Wahrscheinlichkeiten zweier rivalisierender Hypothesen fällt die Datenwahrscheinlichkeit heraus.

=> Relative Bestätigung:

p(h1/e) p(e/h1) p(h1) -------- = ----------------p(h2/e) p(e/h2) p(h2)

Bei der vergleichenden Beurteilung von Hypothesen ist kein Bezug auf negierte Hypothesen er-forderlich.

(2) Hohe Anfangswahrscheinlichkeit:

Eine Hypothese erhöhter Anfangswahrscheinlichkeit ist bei gleicher empirischer Leistungsfähig-keit besser bestätigt.

Festlegung der Anfangswahrscheinlichkeit als Glaubwürdigkeit von Hypothesen auf der Grund-lage des akzeptierten Kenntnisstands.

=> Bayesianische Favorisierung von – externer Kohärenz: Plausibilität im Lichte des Hintergrundwissens,– Kleinheit des Anwendungsbereichs und geringer Genauigkeit.

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Poppers Absage an Hypothesenwahrscheinlichkeiten

Popper contra Bayesianismus: Hypothesen niedriger Anfangswahrscheinlichkeit sind ceteris pari-bus besser bestätigt.

Popper: Favorisierung von externer Inkohärenz, Universalität und Präzision.

=> Der Vorrang von Hypothesen mit niedriger Anfangswahrscheinlichkeit spricht grundsätzlich gegen die Eignung wahrscheinlichkeitstheoretischer Ansätze in der Bestätigungstheorie.

4.3.4 Die Kontinentalverschiebung als Beispiel Bayesianischer BestätigungHypothese der horizontalen Wanderungsbewegung der Kontinente: ALFRED WEGENER (1915).

Stützende Befunde: (1) Ähnlichkeiten der Küstenlinien der Kontinente. (2) Geologische Übereinstimmung von Gesteinsformationen in Küstennähe. (3) Transkontinentale biologische Ähnlichkeiten: Ähnlichkeit der transatlantischen Flora und

Fauna, die mit wachsendem Alter zunimmt. (4) Einseitigkeit der tektonischen Aktivität in merika.

Schwierigkeit: Ausschluss der Bewegung der Kontinente durch geophysikalische Gründe.

Ab ca. 1965: – Mechanismus der Bewegung der Kontinente:

Neubildung und Verschiebung der ozeanischen Kruste.– Stützung durch paläomagnetische Daten: (a) symmetrisch abwechselnde magnetische Ausrichtung der ozeanischen Kruste, (b) Globale Übereinstimmung magnetischer Profile. => Neubildung und Bewegung ozeanischer Kruste. => Bewegung der Kontinente.

Einflussfaktoren auf die Hypothesenwahrscheinlichkeit:(1) Vereinheitlichungsleistung der Erklärung, (2) Die Erklärung des Rätselhaften, (3) Die Spezifität der Erklärung, (4) Die Tragweite des Hintergrundwissens.

(1) Die Vereinheitlichungsleistung der Erklärung

Starke Bestätigungswirkung der Integration einer Vielzahl unterschiedlicher Tatsachen durch eine einzelne Hypothese.

Bayesianischer Mechanismus: Steigerung der Erwartbarkeit der Daten durch die Hypothese.

Ermittlung durch Bezug auf andersartige Erklärungen der betreffenden Befunde: Untersuchung, wie plausibel jene diese Befunde erscheinen lassen.

=> Erwartbarkeit der von Wegener zur Stützung herangezogenen Einzelphänomene auf dieser Grundlage nicht sehr klein.=> Keine drastische Erhöhung durch Einführung der Kontinentalverschiebung.

Jedoch: Berücksichtigung des gemeinsamen Auftretens dieser Phänomene: Obgleich für jedes ein-zelne Phänomen eine andersartige Erklärung verfügbar ist, wäre ihr gemeinsames Auftreten un-wahrscheinlich, wenn die Hypothese nicht stimmte.

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Erwartbarkeit einer Klasse unterschiedlicher Phänomene kleiner als Erwartbarkeit jedes dieser Phänomene separat. => Einheitliche Erklärung einer Vielzahl von Tatsachen: markante Erhöhung ihrer Erwartbarkeit.

=> Nach Bayes’ Theorem: signifikante Steigerung der Hypothesenwahrscheinlichkeit.

=> Bayesianische Erklärbarkeit der Bestätigungswirkung von Vereinheitlichungsleistungen.

Wissenschaftshistorischer Befund: Wegeners Hypothese war vor ihrer allgemeinen Annahme durch ihre Integrationsleistung gestützt.

Diese Steigerung der Erwartbarkeit durch umfassende Hypothesen kompensiert die mit ausgrei-fenden Annahmen ebenfalls verbundene verringerte Anfangswahrscheinlichkeit.

=> Neutralisierung der Favorisierung enger Hypothesen durch den Umstand, dass die erreichbare Steigerung der Erwartbarkeit geringer ausfällt.

(2) Die Erklärung des Rätselhaften

Hohe Bestätigungswirksamkeit der Erklärung ansonsten rätselhafter Phänomene: Diese wären oh-ne die betreffende Hypothese unerklärlich.

Grund: Steigerung der Erwartbarkeit der Daten durch die Formulierung der Hypothese:

Ohne die Hypothese ist e in keiner Weise zu erwarten.=> Verschwindende Erwartbarkeit: p(e/h K) 0.

Wird e durch h nahe gelegt, steigt die Erwartbarkeit drastisch an.=> Große Bestätigungswirkung auf h.

Die herausgehobene Bestätigungswirkung von Prognosen hat mit den dabei vorliegenden Zeitver-hältnissen nichts zu tun. Die Vorhersage zeigt lediglich an, dass der Befund zuvor nicht zu erwarten war: niedrige Erwart-barkeit.

(3) Die Spezifität der Erklärung

Erhöhung der Bestätigung der Hypothese durch Spezifität der Erklärung.

Erklärungen, die den Daten einen großen Anpassungsspielraum belassen, sind ceteris paribusschlechter bestätigt als Erklärungen, die den Einzelheiten der Befunde Rechnung tragen.

Diese erhöhte Bestätigungswirkung wird ebenfalls über die Steigerung der Erwartbarkeit der Be-funde erreicht.

Spezifische Erklärung sind Bayesianisch vorzuziehen, weil die stärkere Berücksichtigung von De-tails in den Daten oder von Korrelationen zwischen den Daten die Erwartbarkeit gerade dieser Daten zunächst herabsetzt.

Kompensation des Einflusses der reduzierten Anfangswahrscheinlichkeit präziser Hypothesen durch die von spezifischen Erklärungen bewirkte Steigerung der Erwartbarkeit.

=> Gegenläufige Einflüsse von Anfangswahrscheinlichkeit und Erwartbarkeit: Aufhebung der einseitigen Bevorzugung ungenauer Annahmen.

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Schluss: Die Auszeichnung von – einheitlichen Erklärungen, – von Erklärungen ansonsten rätselhafter Phänomene,– von spezifischen Erklärungen erfolgt durch den gleichen bestätigungstheoretischen Mechanismus der Steigerung der Erwartbar-keit.

(4) Die Tragweite des Hintergrundwissen

Wichtigkeit des Hintergrundwissens für die Beurteilung einer Hypothese durch die Anfangswahr-scheinlichkeit.

Subjektive Deutung der Anfangswahrscheinlichkeit: Plausibilität einer Hypothese im Licht des jeweils vorliegenden wissenschaftlichen Kenntnisstands.

Hohe Anfangswahrscheinlichkeit begünstigt die Bestätigung:Eine Hypothese ist ceteris paribus umso besser bestätigt, je höher ihre Plausibilität vor Gewinnung der Daten im Licht des jeweiligen Kenntnisstands ist.

Die Anfangswahrscheinlichkeit ist keine statische Größe. Sie hängt vom jeweiligen Kenntnisstand ab und kann sich mit diesem ändern.

4.3.5 Duhems Problem im BayesianismusAnspruch (ursprünglich Dorling (1979)): Die Auswirkungen empirischer Fehlschläge lassen sich stärker als im hypothetisch-deduktiven Modell lokalisieren.

Eine Anomalie senkt die Hypothesenwahrscheinlichkeiten der beteiligten Annahmen in unter-schiedlichem Maße ab.=> Spezifische Wirkung der Daten auf Hypothesen.

Duhemsches Lokalisierungsproblem:h a => e; beobachtet wird die Anomalie e. Vergleichende Abschätzung der Auswirkung von e auf h und a.

Relevant: Stützung der betreffenden Annahmen durch die Befunde. Stützung: Differenz zwischen Hypothesenwahrscheinlichkeit und Anfangswahrscheinlichkeit.

Bayes’ Theorem:=> p(h/e) = p(e/h) p(h) : p(e)

p(a/e) = p(e/a) p(a) : p(e).

=> Das Auffinden von e kann die Hypothesenwahrscheinlichkeiten unterschiedlich absenken und diese Hypothesen daher ungleich erschüttern.

p(h) = 0.9 p(h/e) = 0.878p(a) = 0.6 p(a/e) = 0.073.

Die Wahrscheinlichkeit der Hilfsannahme über die Zuverlässigkeit der Messverfahren sinkt weit stärker ab als die Wahrscheinlichkeit der Hypothese.

=> Auszeichnung einer bestimmten Hypothese als dem wahrscheinlichen Grund für die Anomalie: Lösung von Duhems Problem.

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Einwand: Gezeigt wird lediglich: Gilt eine Anomalie als Erschütterung einer besonderen Hypothese aus der Klasse der beteiligten Annahmen, dann lassen sich Wahrscheinlichkeitswerte angeben, die dieses Urteil stützen.

Die Abschätzung der Tragweite der Anomalie hängt entscheidend von diesen vorgegebenen Wahr-scheinlichkeiten ab. Durch deren geeignete Anpassung lassen sich beliebige Schlussfolgerungen stützen.

=> Man kann gegensätzliche Urteile mit gleicher Leichtigkeit Bayesianisch untermauern.

4.3.6 Zur Rolle und Tragweite des Bayesianismus in der Bestätigungstheorie Bayesianische Rekonstruktionen konkreter Urteile über spezifische Hypothesen leiden unter einer Beliebigkeit, die sie als Erklärungen von Theoriewahlentscheidungen wertlos macht.

Keine Überwindbarkeit von Kuhn-Unterbestimmtheit durch bloße Systematisierung der Beurtei-lungsmaßstäbe.

Stärke des Bayesianismus: Entwicklung von Beurteilungsregeln und –maximen aus einem einheit-lichen konzeptionellen Rahmen.

Systematische Bestätigungstheorien identifizieren Exzellenzmerkmale aus einer einheitlichen Per-spektive und stellen Verbindungen zwischen ihnen her.

5. Wissenschaftlicher Wandel – Wissenschaft im Wandel Historischer Wandel des Wissenschaftssystems im Fokus: Veränderungen im wissenschaftlichen Lehrgebäude,Verschiebungen in den Erkenntniszielen und den Methoden.

5.1 Methodologische Prägungen in der Wissenschaftlichen Revolution„Wissenschaftliche Revolution“: Entstehung der neuzeitlichen Naturwissenschaft zwischen Coper-nicus und Newton (Prägung des Begriffs Mitte des 20. Jahrhunderts).

5.1.1 Die Suche nach Naturgesetzen Theologische Umorientierung um 1300: Betonung der Allmacht Gottes. => Regelmäßigkeit des Naturlaufs beruht nicht auf Eigenschaften, die der Materie selbst innewoh-nen, sondern auf dem Einwirken des göttlichen Gesetzgebers.

Aufnahme und Ausarbeitung solcher theologisch-naturphilosophischer Ansätze Anfang des 16. Jh.s bei Stellato (Palingenio) und Maurolico: Gott ordnet die Natur durch seine Gesetze.

Durch Rückbindung an den Willen Gottes Charakterisierung der Naturgesetze durch Invarianz und Universalität.

Durch ihre Suche nach Naturgesetzen zielte die Wissenschaft auf die Entzifferung der Gedanken Gottes bei der Erschaffung der Welt.=> Wissenschaft strebt nach Wirklichkeitserkenntnis.

Gegensatz zur verbreiteten nicht-realistischen oder „instrumentalistische“ Deutung der Ptolemäi-schen Astronomie aufgrund von Spannungen mit der Aristotelischen Naturphilosophie.

Stütze des Wirklichkeitsanspruchs der Astronomie: Quantitative Bestimmung der Bewegungen der Himmelskörper.

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Erkenntnis von Naturgesetzen als Ziel der Wissenschaft: Universelle und quantitative Beziehungen, die realistisch als Ausdruck der Naturordnung aufge-fasst wurden.

5.1.2 Mathematik und Erfahrung als Quelle der Naturbeschreibung Mathematik als Mittel der Naturbeschreibung: Ausdruck einer Orientierung am Platonismus.

Platons Materietheorie im Timaios: Die Wirklichkeit hinter den Erscheinungen besteht aus ma-thematischen Strukturen.

Galilei: Bekenntnis, das Buch der Natur sei in mathematischer Sprache verfasst.

Für Kepler erklärt die Einpassbarkeit der regulären Polyeder sowohl die Anzahl der Planeten als auch die Ausdehnung ihrer Bahnen.„Was bleibt uns übrig, als mit Plato zu sagen, Gott treibe immer Geometrie“ (Kepler 1596, 48).

Andererseits auch – mit Aristoteles und gegen Platon – Nachprüfung durch Erfahrung.Nicht erfahrungsunabhängige Erkenntnis, sondern Aufdecken der Wirklichkeit durch mathema-tisch angeleitete Untersuchung der Erscheinungen.

=> Verknüpfung der Aristotelischen Verpflichtung auf die Erfahrung mit der Platonischen Wert-schätzung der mathematischen Vernunft.

5.1.3 Das Experiment als Mittel der Naturerkenntnis Experimentelle Orientierung als eine zentrale methodische Errungenschaft der Wissenschaftlichen Revolution: Eingriffe in Objekte und Prozesse stellen ein adäquates Mittel zur Erkenntnis ihrer Beschaffenheit dar.

Voraussetzung: Aufgabe der Aristotelischen Trennung zwischen natura und ars, zwischen Natur-wissenschaft und Technik.

Naturwissenschaft beschäftigt sich mit Gegenständen, die sich „von selbst“ verändern oder ihrer Natur nach wirken. Wird ein Gegenstand äußeren Zwangsbedingungen unterworfen, so werden die ihm eigenen Ei-genschaften verfälscht und verzerrt. => Die Erforschung der Natur mittels künstlicher Eingriffe ist ausgeschlossen.

Voraussetzung für die Annehmbarkeit des Experiments als Mittel der Naturerkenntnis: Technische Prozesse sind Naturprozesse.

Einbindung der Technik in den Naturlauf: Natürliche Kausalbeziehungen als Grundlage für die Erzeugung von Wirkungen. Umkehrschluss zur Erkenntniskraft des Experiments: Die Erzeugung von Wirkungen gibt Auf-schluss über natürliche Kausalbeziehungen.

5.2 Der Theorienwandel in der Wissenschaftsgeschichte

5.2.1 Die Akkumulationstheorie der Wissenschaftsgeschichte Formulierung neuer Methodender Erkenntnisgewinnung: Erkenntnisoptimismus.

Akkumulationstheorie der Wissenschaftsgeschichte: Wachstum des Wissens als unablässiges An-häufen von Entdeckungen und Wahrheiten.

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Jedoch: Auftreten von Umbrüchen im System des Wissens, die mit theoretischen Rücknahmenverbunden waren.– Chemische Revolution (1780): Aufgabe der Phlogistontheorie – Wellenoptik (1840): Aufgabe der Korpuskulartheorie des Lichts. – Relativitätstheorien und Quantenmechanik

=> Popper: Charakterisierung der wissenschaftlichen Methode: Bruch mit dem Gewissheitsideal; Die Zurückweisung von Theorien, nicht das Sammeln stützender Belege, ist zentral für wissen-schaftliche Aktivität.

Konzentration auf die empirisch begründete Zurückweisung von Theorien, auf ihre „Falsifikation“ durch den Aufweis von Gegenbeispielen.

Auch bei der Beurteilung von Theorien Fokus auf möglichen Gegenbeispielen: Bestätigung (oder „Bewährung“) durch bestandene „strenge Prüfungen“, nämlich gescheiterte ernsthafte Widerle-gungsversuche.

Theorienwandel als Abfolge inkompatibler Theorien.

Bei Popper letztlich nur Eingrenzung, nicht Aufgabe der Akkumulationstheorie.

5.2.2 Kuhns ParadigmentheorieTHOMAS S. KUHN (1922-1996): Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen (1962): – Charakteristika des wissenschaftlichen Wandels – Ausrichtung der Methodologie auf realistische Fallstudien.

Aufgabe der Akkumulationstheorie für wissenschaftliche Revolutionen.

„Kuhnsche Revolution“: fundamentaler Theorienwandel, der keine Rekonstruktion als Grenzfall-erhaltung zulässt.

„Paradigma“ als übergreifender theoretischer Rahmen, der die von einer wissenschaftlichen Ge-meinschaft geteilten Verpflichtungen ausdrückt.

Kuhnsches Stufenschema: typisches Ablaufmuster des Theorienwandels.

Normalwissenschaft: Monopolstellung eines Paradigmas.

Empirische Untersuchungen keine strengen Prüfungen im Sinne Poppers. Immunität eines Paradigmas gegen Anomalien.

Glaubwürdigkeitsverlust des herrschenden Paradigmas: Krise. Epistemische Instabilität der Normalwissenschaft.

Wissenschaftliche Revolution als Paradigmenwechsel: Neuaufbau einer Disziplin. Aufgabe des zuvor akzeptierten Wissens und Ersatz durch neuartige Vorstellungen. => Revolution als nicht-akkumulativer Theorienwandel. => Theoretische Rücknahmen.

Insbesondere: „Kuhnsche Verluste“:Aufhebung einer erfolgreichen Erklärung eines Phänomens durch die Revolution, ohne dass an-gemessener Ersatz bereitstünde.

Auflösung von Problemen in der Revolution: Keine Lösung, sondern Bestreiten der Legitimität der Fragestellung durch das Nachfolgerparadigma.

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Revolution: Keine Fortführung der Theorie, sondern Ersetzung durch eine andersartige Theorie.

Wissenschaft und Wirklichkeitserkenntnis

Die Zunahme der empirischen Leistungsfähigkeit der Wissenschaft im historischen Wandel bein-haltet noch nicht, dass der Wissenschaft eine Annäherung an die Wirklichkeit gelingt.

Position des „wissenschaftlichen Realismus“: Unbeobachtbare Objekte und Prozesse, die im Rah-men erfolgreicher wissenschaftlicher Theorien angenommen werden, sind genauso wirklich wie die Gegenstände der Erfahrungswelt.

„Konvergenter Realismus“: Eine Abfolge von Theorien steigender methodologischer Qualifikation gibt die Beschaffenheit der Wirklichkeit zunehmend besser wieder.

Hingegen Kuhn: Theorienwandel in Fragen der Naturauffassung ohne erkennbares Ziel.

Licht: 18. Jahrhundert: Teilchenstrom 19. Jahrhundert: Transversalwelle 20. Jahrhundert: Lichtquanten.

Wärme: 17. Jahrhundert: Innere Vibration der Stoffe; 18. Jahrhundert: Wärmestoff 19. Jahrhundert: Agnostische Haltung 20. Jahrhundert: Molekulare Bewegung.

Wiederholte Wiederaufnahme ontologischer Vorstellungen.

Gegenposition des Wissenschaftlichen Realismus: Stützung durch das „Wunderargument“: Ohne die Annahme, erfolgreiche Theorien erfassten die Wirklichkeit, bliebe der Erfolg der Wis-senschaft unerklärlich. => Der anhaltende empirische Erfolg der Wissenschaft begründet die Berechtigung des wissen-schaftlichen Realismus.

5.3 Wissenschaft im AnwendungszusammenhangÖffentlichkeit und Politik: Vorrang der angewandten Wissenschaft vor der Grundlagenforschung: Agenda und Erfolgsmaßstäbe der Forschung sind durch den Anwendungskontext geprägt.

Zwar hat die Wissenschaft ihrem Anspruch nach von Anfang an auf Anwendung gesetzt.Aber trotz der doppelten Festlegung der Forschung auf Wahrheit und Nützlichkeit lassen sich Grundlagenforschung und angewandte Forschung begrifflich anhand ihrer Erkenntnisziele unter-scheiden: Vertiefung des Naturverstehens vs. ökonomischer Nutzen.

Überdies: Der Anspruch der Wissenschaftlichen Revolution, durch Erkenntnis der Naturprozesse die Herrschaft des Menschen über die Natur zu begründen oder zu festigen, war anfangs nicht ein-lösbar.

Einerseits Bedenken, der starke Anwendungsdruck auf die Wissenschaft könne deren Erkenntnis-orientierung in Frage stellen.Andererseits Erwartung, dass gerade angewandte Forschung in besonders hohem Maße auf Ver-lässlichkeit angewiesen ist.

Generell: Die Wissenschaft ist Teil des Markgeschehens geworden und entsprechend in viel stär-kerem Umfang wirtschaftlichen Kräften unterworfen als noch vor einigen Jahrzehnten.

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These (Gibbons, Nowotny u.a.), die Wissenschaft sei unter diesem Praxisdruck in einen „Modus 2“ eingetreten (in Abweichung vom epistemischen „Modus 1“): – Primat des Anwendungszusammenhangs:– Transdisziplinarität– Institutionelle Heterogenität– Gesellschaftliche Rechenschaftslegung– Veränderte Verfahren der Qualitätskontrolle

=> Institutionelle und methodologische Umorientierung der Wissenschaft durch ihren Eintritt in die gesellschaftliche Arena.

=> Abkehr von methodologischen Festlegungen der Wissenschaftlichen Revolution: Statt der Suche nach Naturgesetzen eher Aufklärung besonderer Mechanismen und Sachumstände.

Der Wandel in der Wissenschaft beschränkt sich nicht auf das Fortschreiben oder Umschreiben von Theorieinhalten, sondern schließt auch methodologische Merkmale ein.

6. Wissenschaft im gesellschaftlichen Kontext: Erkenntnis, Werte und Interes-sen

6.1 Wissenschaft und WerteDrei Typen von Werten relevant:

Kognitive oder epistemische Werte: Nähere Bestimmung des Erkenntnisanspruchs der Wissen-schaft oder der Natur wissenschaftlichen Wissens

Ethische Werte: Betreffen die Freiheits- und Schutzansprüche von Personen.

Soziale Werte: Bringen Mitwirkungs-, Teilhabe- und Schutzansprüche von gesellschaftlichen Gruppen zum Ausdruck.

Wechselbeziehung zwischen Wissenschaft und Werten: Wissenschaftliche Erkenntnis von Rele-vanz für Werte; Eingehen von Werten in Urteile über wissenschaftliche Erkenntnisansprüche.

Wissenschaftliche Erkenntnis kann zur Stützung oder Unterhöhlung von Werten oder zu Änderun-gen ihrer Interpretation und Umsetzung beitragen.

Albert: Brückenprinzipien machen normative Vorgaben der kritischen Prüfung durch wissen-schaftliche Erkenntnisse zugänglich.Beispiele: Realisierbarkeit: Sollen verlangt Können. Kongruenz zwischen Kosmologie und Ethik.

Zwar kein direkter Gegensatz von Werthaltungen und Sacherkenntnissen. Aber die Glaubwürdigkeit solcher Haltungen stützt sich unter Umständen auf Sachvoraussetzun-gen.

6.2 Epistemische, ethische und soziale Werte im ErkenntnisprozessThema: Einfluss von Werten auf den Erkenntnisprozess der Wissenschaft.

Epistemische Werte: Charakterisierung des wissenschaftlichen Erkenntnisideals jenseits von Wi-derspruchsfreiheit und Übereinstimmung mit den Tatsachen.

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Ethische Werte: Sicherung von Freiheits- und Schutzansprüchen von Individuen. Insbesondere: moralische Legitimität von Erkenntnismitteln und Risiken von Technologien.

Ethische Wertpositionen als Grundlage für den Ausschluss oder die Beschränkung von Experi-menten.

Die Wahrnehmung von Risiken ist sowohl mit dem Misserfolg wie mit dem Erfolg technologi-scher Neuerungen verknüpft.

Soziale Werte: Ausdruck von Urteilen über gesellschaftliche Gruppen. Sie begründen oder versagen solchen Gruppen Mitwirkung und Teilhabe an politischen Prozessen oder Schutz in gesellschaftlichen oder politischen Auseinandersetzungen.

Manifestation sozialer Werte in der Wissenschaft in der Regel nicht als äußerer Druck, sondern von innen in den Köpfen der beteiligten Wissenschaftler. Relevanz sozialer Werte, wenn starke gesellschaftliche Einstellungen auf eine unklare Datenlage treffen.

Kuhn-Unterbestimmtheit als Bestätigung der Wichtigkeit von sozialen und anderen Werten für die Entwicklung der Wissenschaft.

Kitcher: Anhaltende Durchdringung der Wissenschaft mit sozialen Werten, da keine Identifikation „signifikanter Wahrheiten“ auf ausschließlich objektiver Grundlage möglich.Signifikant ist, was für den Menschen von Wichtigkeit ist.

6.3 Wissenschaft zwischen Erkenntnisstreben und sozialer VerantwortungWirkung von Werten auf die Beurteilungsverfahren der Wissenschaft: – Die Verpflichtung auf bestimmte Werte könnte die Glaubwürdigkeit der Wissenschaft unterhöh-

len. – Eine Wissenschaft ohne Wertbindung könnte zu einer Bedrohung der Menschheit werden. => Anschein eines Dilemmas.

Soziale Erkenntnistheorie

Förderung von Objektivität und Verlässlichkeit durch Beurteilung von Hypothesen in sozialen Verfahren, in denen auch soziale Wertvorgaben zum Tragen gebracht werden.

Grundlage: Poppersches Verständnis von Objektivität als Folge wechselseitiger Kontrolle und Kritik.

Wiedergabe dieses Objektivitätsverständnisses durch Robert Mertons „Ethos der Wissenschaft“, das soziale Werte der wissenschaftlichen Gemeinschaft umfasst: (1) Universalismus: Wahrheitsansprüche werden anhand von Maßstäbe beurteilt, die keinen Bezug auf persönliche und gesellschaftliche Merkmale ihrer Vertreter nehmen. (2) Kommunalismus: Forschungsergebnisse sind Produkt der Zusammenarbeit vieler und daher Eigentum der Gemeinschaft. (3) Institutionelle Desinteressiertheit („Uneigennützigkeit“): Die Wissenschaft als Institution be-vorzugt nicht bestimmte Forschungsergebnisse. (4) Organisierter Skeptizismus: Die Wissenschaft erkennt keine prinzipielle Beschränkung ihrer Geltungsprüfung an.

Mertons Ethos als institutionelle Imperative der wissenschaftlichen Gemeinschaft, das (im Ein-klang mit Popper) die Verlässlichkeit der Wissenschaft von der individuellen Glaubwürdigkeit der Wissenschaftler ablöst und auf einen sozialen Prozess gründet.

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=> Soziale Werte haben eine epistemische Tragweite: ihre Annahme kann die Suche nach Wahr-heit und Verstehen begünstigen.

Soziale Erkenntnistheorie der Gegenwart: Relevant sind soziale Werte der breiteren Gesellschaft, und des wesentliche Element ist deren Pluralität.

Eine anspruchsvolle Hypothesenprüfung erfordert eine Pluralität von Perspektiven. Diese kann durch Einbezug vieler gesellschaftlicher Gruppen erreicht werden.

=> Soziale Werte sind Teil von Verfahren der Geltungssicherung; sie tragen zur Objektivität und Verlässlichkeit des Wissens bei.

Die Verantwortung der Wissenschaft

Praktische Relevanz der Wissenschaft: Verantwortlichkeit für die absehbaren Folgen ihres Tuns.

Traditionell: Verantwortung der Wissenschaft als individualethische Verpflichtung. Koertge: „sagesse oblige“.

Ausdruck der Verantwortung der Wissenschaftler: Aufnahme sozialer Werte in die Beurteilungs-praxis.Einbezug der sozialen Auswirkungen eines möglichen Irrtums in die Entscheidung über die An-nahme einer Hypothese. Höhere Risiken bringen höhere Anforderungen an Verlässlichkeit mit sich.

=> Einbezug bestimmter sozialer Werte, nicht allein die Pluralität solcher Werte, in die Einschät-zung von Hypothesen. Jedoch Begrenzung: soziale Werte übertrumpfen nicht die Erfahrungen.=> Keine substanzielle Unterhöhlung der Sachautorität der Wissenschaft.

Zweierlei Verschärfungen: (1) Berücksichtigung der sozialen Auswirkungen auch bei der wahrheitsgemäßen Annahme zutref-fender Hypothesen. Beeinträchtigung sozialer Werte durch die Anerkennung von Theorien. (2) Sicherung des Respekts der Wissenschaft vor sozialen Werten durch institutionelle Regelun-gen. Insbesondere: Ansätze zur Demokratisierung der Wissenschaft. Sicherung sozialer Schutzansprüche durch Stärkung der sozialen Mitwirkung.

Weiter gehende Festlegung der Wissenschaft auf bestimmte gesellschaftliche Ziele: „Sozial ver-antwortlichen Wissenschaft“ (Kourany): Verpflichtung der Wissenschaft auf Unterstützung eines egalitären politischen Programms.

Bei dieser Ausgestaltung der Wertbindung der Wissenschaft kommt der Gegensatz zum Erkennt-nisanspruch in Tat zum Tragen.

Jedoch: Die Verantwortung der Wissenschaft darf nicht durch Verfahren geregelt werden, die ei-nen Verlust der Sachautorität der Wissenschaft zur Folge haben und diese in ihrem epistemischen Kern beschädigen.