Wissenschaftliches Vorgehen

Das Ziel einer jeden Wissenschaft ist Erkenntnisgewinn und damit die Generierung von Wissenschaft. Dabei gibt es aber einige Besonderheiten zu beachten, die das wissenschaftliche Vorgehen vom Erkenntnisgewinn im Alltag unterscheiden. In diesem Artikel wird zunächst auf das Alltagsverständnis von Wissen eingegangen und Probleme dieses Verständnisses gezeigt. Daran schließt sich eine Vorstellung des wissenschaftlichen Vorgehens an, wobei verschiedene epistemologische und ontologische Grundpositionen kurz vorgestellt werden. Schließlich werden die Positionen einiger Vertreter unterschiedlicher wissenschaftlicher Epochen präsentiert.

Wissen im Alltag

Wissen im Alltag wird oftmals durch Intuition oder Glauben generiert. Dies sind allerdings beides keine sicheren Wissensquellen sondern bloße Meinungen. So ist es möglich, das Gegenteil einer Meinung zu behaupten, ohne dass geklärt werden kann, welche Meinung die richtige ist, d.h. welche die Wahrheit darstellt. Um zu untersuchen, welche Meinung die Wahrheit darstellt kann einerseits ein Konsens gefunden, andererseits können Autoritäten angerufen werden. Auch dies reicht allerdings nicht aus, um tatsächlich zur Wahrheit zu gelangen, da eine bloße Einigung darauf nicht genug ist und die Meinung von Autoritäten eventuell aus eigenem Antrieb verfälscht sein können (z.B. durch Bestehen auf einer bestimmten Reputation).

Um die Wahrheit zu erkennen ist also Evidenz notwendig, die im Alltag auf verschiedene Arten erlangt werden kann. Ein besseres Fundament als Meinungen von Autoritäten bzw. die Einigung auf einen Konsens bilden kausale Beobachtungen. Allerdings ist diese durch die oftmals verzerrte Beobachtung (sog. Bias) ebenfalls problematisch. Zum Beispiel führt die Selbsttäuschung, d.h. die selektive Auswahl von Informationen, die zu den eigenen Erwartungen passen, zu einer kognitiven Verzerrung. Neben den kausalen Beobachtungen, die im Alltag oftmals täuschen, ist auch die Alltagslogik nicht frei von Problemen. Sie ist in der Regel informal in dem Sinne, dass sie nicht immer konsistent ist und stattdessen logische Inkonsistenzen aufweist. Darüber hinaus neigen Menschen im Alltag auch zu Fehlschlüssen, die nicht gerechtfertigt sind.

Um also tatsächlich zu Wissen zu gelangen, ist mehr als die bloße Alltagsbeobachtung notwendig, die auf subjektiven und nicht verifizierbaren Quellen beruht. Wissen kann nur erreicht werden durch Beobachtungen, die frei von Verzerrungen sind in Kombination mit systematisch angewendeter formaler Logik. Dies ist der Kern des wissenschaftlichen Vorgehens.

Wissenschaftliches Vorgehen

Das wissenschaftliche Vorgehen basiert also auf einer systematischen, unverzerrten Beobachtung einerseits und andererseits auf der konsistenten Anwendung formaler Logik. Mit diesem Vorgehen wird es möglich, valide Erklärungen für bestimmte Phänomene zu finden, die auch evaluiert werden können. Eine wissenschaftliche Erklärung sollte dabei den folgenden Prinzipien gehorchen:

  1. Empirische nachweisbar: Eine These muss durch Beobachtungen bzw. Daten bestätigt oder widerlegt werden können. Thesen, die sich empirisch nicht nachweisen lassen, gelten nicht als wissenschaftliche Thesen.
  2. Reproduzierbarkeit: Ein Experiment, welches eine These bestätigen bzw. widerlegen soll, muss wiederholbar sein; auch und gerade von anderen Personen.
  3. Objektivität: Die Ergebnisse einer Untersuchung sind unabhängig von den jeweiligen Personen, die diese durchführen. Dazu ist es notwendig, dass die zugrunde liegenden Annahmen sowie die genutzten Konzepte und Methoden klar definiert sind.
  4. Transparenz: Die Annahmen, Konzepte und Methoden müssen öffentlich gemacht werden, so dass Untersuchungen von allen Interessierten wiederholt werden können.
  5. Falsifizierbarkeit: Beobachtungen, die eine These widerlegen könnten, müssen zumindest vorstellbar sein.
  6. Logische Konsistenz, Kohärenz: Eine These muss einerseits in sich widerspruchsfrei sein, andererseits muss die Konklusion logisch konsistent sein.

Arten wissenschaftlicher Aussagen

In der Wissenschaft existieren eine Reihe verschiedener Aussagen, von denen einige mehr beschreiben als andere oder plausibler als andere sind. Im folgenden sollen diese verschiedenen Arten von Aussagen begrifflich genauer auseinander gehalten werden. Beobachtungen sind grundlegende Aussagen, die das Weltgeschehen korrekt oder nicht korrekt darstellen. Allein gestellt bieten Beobachtungen keine Erklärungen sondern bilden nur deren Basis und sind nützlich zur Bestätigung bzw. Widerlegung von Thesen.

Thesen wiederum beschreiben Muster bzw. generelle Beziehungen und lassen sich durch Beobachtungen bestätigen bzw. widerlegen. Verschiedene Thesen können durch Beobachtungen unterschiedlich stark gestützt sein und damit eine geringe (unsicher, kaum gestützt) bis hohe (sicher, stark gestützt) Plausibilität besitzen. Eine besondere Art von Thesen stellen Gesetze dar. Diese sind eine sehr genaue Beschreibung von Relationen bzw. Mustern und in der Regel sehr gut durch Beobachtungen und Experimente gestützt. Gesetze wie z.B. das Newtonsche Gravitationsgesetz ermöglichen relativ genaue Vorhersagen.

Theorien bilden übergreifende Erklärungen zusammenhängender Phänomene. Theorien im naturwissenschaftlichen und im sozialwissenschaftlichen Bereich können hinsichtlich der Art ihrer Bestätigung unterschieden werden. In den Naturwissenschaften bestehen Theorien in der Regel aus empirisch belegten Thesen, in den Sozialwissenschaften in der Regel aus Thesen, die verschiedenen Versuchen der Falsifizierung widerstanden haben. Es ist zu beachten, dass Theorien nicht immer sicher oder wahr sind, d.h. es gibt auch Theorien, die widerlegt werden (können). Daher bieten Theorien keine Sicherheit sondern nur eine beste Erklärung für ein bestimmtes Weltgeschehen.

Ziel und Motivation wissenschaftlicher Aussagen

Mit Hilfe wissenschaftlicher Aussagen sollen Phänomene erklärt werden. Hierbei lässt sich unterscheiden, ob diese Erklärung universell oder partikular ist. Universelle Erklärungen liefern generelle Erklärungen und beschreiben kausale Beziehungen, die für alle Objekte bzw. Subjekte zutreffen. Im Gegensatz dazu sind partikulare Erklärungen nur für eine bestimmte Gruppe oder bestimmte Phänomene gültig. Mit den Aussagen können darüber hinaus unterschiedliche Zwecke verfolgt werden. Bei der Grundlagenforschung geht es um Wissen um des Wissens willen. Die angewandte Forschung zielt hingegen auf die Lösung eines bestimmten Problems.

Bei der Beantwortung der Frage nach dem Wissen lassen sich neben dem Wissensziel zwei grundlegende Unterscheidungen hinsichtlich der Motivation treffen. Einerseits kann im Fokus die Frage danach stehen, was gewusst werden kann, d.h. wie die Natur der Realität aussieht. Diese Fragestellung wird von der Ontologie untersucht. Im Gegensatz dazu untersucht die Epistemologie, wie und welches Wissen überhaupt von Menschen erreicht werden kann.

Die Epistemologie basiert auf der Grundannahme, dass es Wissen gibt. Zur Beantwortung der Frage, wie dieses Wissen erreicht werden kann, können zwei Strömungen ausgemacht werden. Der Rationalismus geht davon aus, das Wissen rein durch Schlussfolgerungen erreicht werden kann. Das heißt, Erkenntnisse über die Wahrheit der Welt können ohne Erfahrung gemacht werden, da es bereits angeborenes Wissen gibt. Im Empirismus hingegen wird dieses angeborene Wissen geleugnet. Stattdessen ist Wissen nicht vordefiniert und wird rein durch sinnliche Wahrnehmung gewonnen.

In der Ontologie lassen sich basierend auf der Grundfrage, was die Natur der Realität ist, zwei weitere Unterscheidungen treffen. Zunächst kann untersucht werden, inwiefern die Realität unabhängig von menschlichen Gedanken ist. Hier wird einerseits postuliert, dass physische Entitäten unabhängig von menschlichen Gedanken existieren, andererseits steht die These im Raum, dass Entitäten mentale Repräsentationen sind, die durch Gedanken konstruiert werden. Darüber hinaus wird die Frage nach der Existenz von Partikularien und Universalien gestellt. Partikulare Entitäten sind spezifische, direkt beobachtbare Instanzen; universale Entitäten sind hingehen abstrakt und nicht beobachtbar.

Innerhalb dieser Unterscheidungen lassen sich existierende wissenschaftliche Strömungen einordnen. Für den Idealismus ist die Existenz einer externen physischen Welt irrelevant, da alles (sowohl Partikulares als auch Universelles) nur mentale Konstruktion ist. Dem Materialismus existiert die physische Welt unabhängig von menschlichen Gedanken. Demzufolge besteht alles aus einem bestimmten Grund und ist das Resultat physischer Dinge, d.h. es gibt nur Partikulares aber keine Universalien. Im Gegensatz dazu lässt der Realismus Universalien zu, bestätigt aber ebenfalls die Unabhängigkeit der externen Welt von menschlichen Gedanken. Eine Sonderstellung nimmt der Nominalismus ein, der wie der Materialismus davon ausgeht, dass die physische Welt unabhängig von menschlichen Gedanken ist und nur Partikulares existiert. Allerdings werden im Nominalismus Universalien genutzt, um das menschliche Verständnis über bestimmte Phänomene auszudrücken.

Wissenschaftliche Epochen

Mit Hilfe der oben getroffenen Unterscheidungen zwischen unterschiedlichen wissenschaftlichen Positionen lassen sich die Vertreter der verschiedenen wissenschaftlichen Epochen anhand ihrer zugrunde liegenden Denkarten analysieren. Dazu werden im folgenden drei verschiedene Epochen unterschieden: die klassische Epoche der Antike, die Weiterentwicklung hin zur Aufklärung sowie der Weg der modernen wissenschaftlichen Methode.

Klassische Epoche

In der klassischen Epoche stehen unter anderem Platon und Aristoteles vor der Frage, wie Wissen erlangt werden kann. Platon zufolge sind die Gegebenheiten der realen Welt nur Projektionen von idealen Formen, den sogenannten Ideen. Ontologisch ist Platon Realist in dem Sinne, dass für ihn die Welt unabhängig von menschlichen Gedanken existiert. Epistemologisch vertritt er eine rationalistische Sichtweise, da die Wahrheit über die Welt nicht durch Beobachtung erkannt werden kann sondern nur durch Schlussfolgerungen auf die abstrakten Ideen.

Im Gegensatz zu Platon ist für Aristoteles die reale Welt die tatsächliche physikalische Welt, ohne dass es abstrakte Formen gibt. Wie auch Platon ist Aristoteles ontologisch ein Realist und sieht die physikalische Welt als unabhängig von menschlichen Gedanken an. Epistemologisch ist er hingegen Empirist, da er die These vertritt, dass Wissen über die Welt durch Beobachtung erlangt werden kann und die sinnliche Wahrnehmung eine korrekte Darstellung der Welt wiedergibt. Aristoteles verbietet allerdings keine Schlussfolgerungen sondern erlaubt diese in Form von Syllogismen, um mögliche Relationen aufzufinden. Damit Schlussfolgerungen gerechtfertigt sind, müssen sie auf wahren Prämissen beruhen. Die Prämissen können in diesem Sinne immer weiter hinterfragt werden, so dass Aristoteles zufolge an einer Stelle fundamentale Prämissen notwendig sind, die sich durch grundlegende Muster oder Gesetzmäßigkeiten erkennen lassen.

Entwicklung zur Aufklärung

Insbesondere im arabischen Raum wurden die Methoden der systematischen Beobachtung ohne subjektive Verzerrungen sowie der Experimente weiterentwickelt. Als weitere Vorbedingung für die mit der Aufklärung einsetzenden wissenschaftlichen Revolution kann der Buchdruck angesehen werden. Einen großen Bruch in der Tradition gab es mit der Herausarbeitung des heliozentrisches Weltbilds durch Kopernikus. Auf Druck der Kirche hat er dieses Weltbild allerdings nicht als korrekte Darstellung der realen Welt postuliert sondern nur als Gedankenmodell. Der eigentliche Beginn der Aufklärung kann dann bei Galilei verortet werden, der durch systematische Beobachtungen das heliozentrisches Weltbild als korrekte Darstellung der Wirklichkeit anerkannt hat.

Descartes ist als weiterer Wegbereiter der Aufklärung zu sehen. Analog zu Aristoteles hat er nach den grundlegenden Prämissen gesucht, auf denen das Wissen fundiert werden kann. Mit dem Vorgehen des methodischen Zweifels hat er dabei alles jegliche Erkenntnisquellen eliminiert, die ihm zweifelhaft erscheinen, z.B. die Sinne aber auch mathematische Wahrheiten. Übrig bleibt am Ende nur noch das bekannte „cogito, ergo sum“, d.h. nur dass er denkt, ist für Descartes unzweifelhaft und aus diesem Denken ergibt sich sein Sein. Die wahre Natur der Welt lässt sich dann durch Schlussfolgerungen aus der Grundprämisse folgern.

Bacon stellt sich gegen diese rationalistische Sichtweise von Descartes und postuliert, dass Wissen nur durch Induktion bzw. sinnliche Wahrnehmung aber nicht durch Schlussfolgerungen erlangt werden kann. Dies ist auch die Position Humes, der drüber hinaus nur die sinnliche Wahrnehmung als Quelle von Wissen erlaubt, also auch nicht mehr Induktion. Er verbietet jegliche theoretischen Konzepte, die nicht mit beobachtbaren Sachverhalten korrespondieren. Demnach ist die physische Welt bzw. die Essenz der Dinge vollständig durch deren beobachtbare Eigenschaften bestimmt. Humes Forderungen beruhen auf einem Grundproblem der Erkenntnistheorie, dem Induktionsproblem. Es gibt keine Garantie dafür, dass die nächsten Beobachtungen mit den bisherigen Beobachtungen bzw. einer zugrunde liegenden These übereinstimmen. Damit ergibt sich, dass es keine endgültige Verifikation und damit kein gesichertes Wissen geben kann.

Moderne

Der deutsche Idealismus, dem unter anderem Kant angehörte, ist in Abgrenzung zu den angelsächsischen Empiristen Bacon und Hume zu sehen. Die Hauptfrage im Idealismus ist diejenige, was Menschen überhaupt wissen können vor dem Hintergrund, dass die Realität nur eine mentale Rekonstruktion ist. Die Fragen, denen sich der Idealismus gestellt hat, bezeichnet der Wiener Kreis um Rudolf Carnap als sinnlos, da sie nicht beantwortbar sind. Für die Mitglieder des Wiener Kreises ist die Wissenschaft das Studium sinnvoller Aussagen über die Welt; damit eine Aussage sinnvoll ist, muss sie durch Beobachtung verifizierbar sein (empirisches Sinnkriterium). Dieser logische Positivismus verbietet Referenzierungen auf nicht direkt beobachtbare Phänomene wie z.B. die Gravitation. Im logischen Positivismus wird (wie auch in anderen wissenschaftlichen Auffassungen) zwischen analytischen und synthetischen Sätzen unterschieden. Analytische Sätze sind per Definition wahr, d.h. ihre Wahrheit ist nicht abhängig von einem bestimmten Weltzustand sonder a priori gegeben. Zum Beispiel ist die Aussage „Ein Schimmel ist ein weißes Pferd“ wahr, während die Aussage „Ein Schimmel ist ein schwarzes Pferd“ falsch ist. Im Gegensatz dazu ist die Wahrheit synthetischer Aussagen abhängig von einem bestimmten Weltzustand und kann damit nur a posteriori ermittelt werden, z.B. die Aussage „Alle Schimmel haben einen Schwanz“.

Der logische Positivismus leidet allerdings unter verschiedenen Problemen, u.a. ist aufgrund des oben angesprochenen Induktionsproblems gar keine Verifizierung von Aussagen möglich. Daher wurde dieses Kriterium darauf reduziert, dass Aussagen nur noch bekräftigt werden müssen. Darüber hinaus ergibt sich die Problematik, dass nicht alle Phänomene direkt beobachtet werden können (z.B. die Gravitation) aber trotzdem sinnvoll sind. Aus diesem Grund hat sich der logische Positivismus zum logischen Empirismus weiterentwickelt.

Nach Popper ist es nicht möglich, Aussagen zu verifizieren, weshalb er die Falsifizierbarkeit als Kriterium ansetzt, um sinnvolle von nicht sinnvollen Aussagen zu unterscheiden. Demnach sind nur solche Aussagen sinnvoll, die sich widerlegen lassen. Wird eine These durch eine Beobachtung falsifiziert, soll sie nach Popper fallen gelassen werden. Dies wurde allerdings von Quine problematisiert, da eine These niemals isoliert betrachtet werden kann. Stattdessen stehen hinter jeder These gewisse Hintergrundannahmen bzw. stützende Thesen. Wird nun eine These durch Beobachtung falsifiziert, wird die These nicht sofort als falsch angesehen sondern die entsprechenden Hintergrundannahmen bzw. stützenden Thesen werden verworfen oder bzw. abgelehnt. Auch Kuhn vertritt die These, dass die Wissenschaft nicht nach sofortiger Falsifikation funktioniert. Stattdessen bewegen sich Thesen immer in einem wissenschaftlichen Rahmen, der solange revidiert wird, bis es zu einer größeren Krise kommt. Erst dann kommt es zu einem Paradigmenwechsel und existierende Thesen werden fallen gelassen.

Aus der Darstellung zeigt, dass der wissenschaftliche Fortschritt sich nur schwer fassen lässt. Aus diesem Grund herrschen heutzutage eher pragmatische Ansätze vor, z.B. die hypothetisch-deduktive Methode. Dabei werden Hypothesen darauf hin geprüft, ob sie realen Beobachtungen standhalten. Dies findet sich weiter im konstruktiven Empirismus von van Fraasen, wobei hier empirisch adäquate Theorien als Ziel gesetzt werden. Diese Theorien sind nur die beste Erklärung für bestimmte Phänomene, werden aber nicht als endgültige Wahrheit angesehen.

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