Zur wissenschaftlichen Methodik

[Myron]

In den Erfahrungswissenschaften spielen Beobachtungen, Datenerhebungen, mathematische (statistische) Datenanalysen, Hypothesenformulierungen, Hypothesentests und Experimente eine maßgebliche Rolle. Sie bilden die Grundlage ihrer Methodik.




"(...) Wir hatten eben die wissenschaftliche Methode als allgemeine Methode erwähnt. Ja es handelt sich dabei um die allgemeinste Methode der Wissenschaft überhaupt. Es wird jedoch oft bestritten, dass es so etwas wie die wissenschaftliche Methode gibt. Diese Skepsis scheint eine Reaktion auf den naiven Glauben zu sein, die wissenschaftliche Methode sei eine Menge einfacher, invarianter und unfehlbarer Rezepte zur Entdeckung unumstößlicher Wahrheiten. Selbstverständlich gibt es keine solchen einfachen Regeln. Trotzdem behaupten wir, dass es eine allgemeine wissenschaftliche Methode gibt, die aus der folgenden geordneten Menge kognitiver Operationen besteht:

1. Finde ein Problem, eine Fragestellung (z.B. eine Lücke in einem bestimmten Wissensgebäude). Ist die Fragestelllung unklar, gehe zum nächsten Schritt über, andernfalls gleich zu Schritt 3.

2. Formuliere die Fragestellung klar und eindeutig, wenn möglich in mathematischer Form.

3. Suche nach Informationen, Methoden oder Instrumenten, die zur Beantwortung der Fragestellung relevant sein könnten. D.h. prüfe, was schon bekannt ist, um zu sehen, ob es hilft, das Problem zu lösen.

4. Versuche, das Problem mit Hilfe der gesammelten Mittel zu lösen. Sollte dieser Versuch fehlschlagen, gehe zum nächsten Schritt über; wenn nicht, weiter zu Schritt 6.

5. Erfinde neue Ideen (Hypothesen, Theorien oder Methoden), produziere neue empirische Daten oder entwirf neue Experimente oder Artefakte, mit deren Hilfe das Problem möglicherweise lösbar ist.

6. Beantworte die Fragestellung (exakt oder näherungsweise) mit Hilfe der vorhandenen begrifflichen und materiellen Mittel.

7. Leite Folgerungen aus der bisherigen Antwort ab. Ist die Antwort eine Hypothese oder Theorie, leite Vorhersagen ab; besteht die Antwort in neuen Daten, untersuche, welche Konsequenzen sie für das bereits vorhandene Wissen haben; besteht die Antwort in einem neuen Experiment oder Artefakt, prüfe deren möglichen Gebrauch oder Missbrauch.

8. Prüfe die vorgeschlagene Lösung. Ist die (provisorische) Lösung eine Hypothese oder Theorie, prüfe, ob die Vorhersagen tatsächlich eintreffen; handelt es sich um neue Daten, versuche, sie durch alternative Methoden zu replizieren; handelt es sich um neue Methoden oder Artefakte, teste, wie sie sich in der Praxis bewähren. Ist das Ergebnis unbefriedigend, gehe zum nächsten Schritt, sonst zu Schritt 10.

9. Korrigiere die fehlerhafte Lösung, indem du das ganze Verfahren wiederholst oder indem du alternative Annahmen oder Methoden verwendest.

10. Untersuche die Wirkung, die die Lösung auf das bestehende Hintergrundwissen hat, und formuliere neue Fragestellungen, die sich aus ihr ergeben.

Wir behaupten: Die wissenschaftliche Methode kann und sollte auf alle Untersuchungen angewandt werden, seien es mathematische oder empirische, naturwissenschaftliche, technologische oder geisteswissenschaftliche. (Dies ist übrigens eine Form des Szientismus, wie er von einigen Philosophen abgelehnt wird, vor allem solchen, die sich ohnehin schwertun mit wissenschaftlichem Denken.)"

(Mahner, Martin, und Mario Bunge. Philosophische Grundlagen der Biologie. Berlin: Springer, 2000. S. 74-5)

[Mark]

Freilich sollte man immer das effizienteste Falsifizierungssystem anwenden das man zur Verfügung hat um möglichst effektiv zu sein.
Darüber streiten sich Philosophen ? Ne... echt ?

[Zappa]

Ist natürlich eine Idealisierung.

In Wahrheit arbeitet jeder Hansel in einer Arbeitsgruppe, die den Ideen des Arbeitsgruppenleiters folgt. Dieser hat sich über Jahre durch den Arbeitsgruppen- und Drittmittelantragsurwald nach oben gekämpft. Von diesem Kampf bleibt gelegentlich was hängen und es geht dann nicht nur und immer um Erkenntniserwerb.

[smalonius]

Vor der wissenschaftlichen Methode wurde Wissenschaft so betrieben (überspitzt gesagt):

1) Aristotle hat es geschrieben, deshalb stimmt es. (Wahlweise kann man auch die Bibel nehmen.)
2) Wir denken uns etwas aus, und das glauben wir dann. (4 Elemente, wahlweise auch 5; 4 Körpersäfte/Humores)

Dann kam Galilei und mit ihm das Experiment und die Beobachtung. Das heliozentrische Weltbild konnte man damals noch als philosophische Spekulation abtun, die Kraft der Autorität der Bibel widerlegt war. Galilei aber hat sich hingestellt, hat nachgesehen und gesagt: "Ich habe es gesehen."

Das war äußerst gefährlich - für die Kirche -, weil was Galilei sieht, können auch andere sehen. Das Resultat ist bekannt, Galilei mußte widerrufen und bekam Hausarrest.

Seit der Zeit fordert man für jede fertige Theorie auch eine dazu passende Beobachtung.

Induktive und deduktive Schritte ergänzen sich dabei im Wechselspiel zwischen These, Beobachtung und Theorie. Mal kommt man vom Besonderen auf's Allgemeine (Konstanz der Lichtgeschwindigkeit --> Spezielle Relativität), mal vom Allgemeinen auf's Besondere (Dirac-Gleichung --> Positron).

Darüber streiten sich Philosophen ? Ne... echt ?

Ich denke, der Thread wurde im Kielwasser von Rudolphs YouTube-Video geboren. Ich hab' nicht ganz verstanden, was an der wissenschaftlichen Methode so kontrovers sein soll.

[ujmp]

Vor der wissenschaftlichen Methode wurde Wissenschaft so betrieben (überspitzt gesagt):

1) Aristotle hat es geschrieben, deshalb stimmt es. (Wahlweise kann man auch die Bibel nehmen.)
2) Wir denken uns etwas aus, und das glauben wir dann. (4 Elemente, wahlweise auch 5; 4 Körpersäfte/Humores)

Dann kam Galilei und mit ihm das Experiment und die Beobachtung. Das heliozentrische Weltbild konnte man damals noch als philosophische Spekulation abtun, die Kraft der Autorität der Bibel widerlegt war. Galilei aber hat sich hingestellt, hat nachgesehen und gesagt: "Ich habe es gesehen."

Das war m.E. anders. Das neue am wissenschaftlichen Zeitalter ist nicht die wissenschaftliche Methode, sondern die bewusste Anwendung der wissenschaftlichen Methode und die systematische Abgrenzung der empirischen Wissenschaft von Metaphysik. Menschen haben schon immer versucht Probleme zu lösen, Hypothesen gebildet, Beobachtungen angestellt usw. Das geozentrische Weltbild beruhte ja auch auf Beobachtung.

[smalonius]

Kein Widerspruch, da ist sicher was dran. Dein Stichwort systematisch nehme ich mal auf.

Schon Aristoteles soll etwas über das geschrieben haben, was ich oben Induktion und Deduktion nannte. Grosseteste hat das um 1230 wieder aufgenommen.

Grosseteste was the first of the Scholastics to fully understand Aristotle's vision of the dual path of scientific reasoning: generalizing from particular observations into a universal law, and then back again from universal laws to prediction of particulars. Grosseteste called this "resolution and composition".

So for example looking at the particulars of the moon, it is possible to arrive at universal laws about nature. And conversely once these universal laws are understood, it is possible to make predictions and observations about other objects besides the moon. Further, Grosseteste said that both paths should be verified through experimentation in order to verify the principles. These ideas established a tradition that carried forward to Padua and Galileo Galilei in the 17th century.

http://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Grosseteste

Zur selben Zeit wurden dann auch die ersten Gegenmeinungen laut, daß Aristotle unrecht habe mit seinen Fallgesetzen. (Schwere Körper fallen schneller als leichte.)



Klar gab es auch vor 1500 AD Wissenschaft, es gab Astronomie, Medizin, biologische und gesteinskundliche Klassifizierungen. Aber irgendwie sieht mir das nicht recht nach moderner Wissenschaft aus. Wenn man Phosphor kennt und Griechisches Feuer auf die Schiffe seiner Feinde werfen kann, ist das noch keine "richtige" Chemie.

"Richtige" Naturgesetze aus der Antike wollen mir kaum einfallen. Das Hebelgesetz, ja. Und natürlich das Schwingungsgesetz der Phytagoräer: die Frequenz einer schwingenden Seite hängt von ihrer Länge ab. Das wars dann aber auch schon. Die Araber haben etwas Optik getrieben und einer konnte den Regenbogen erklären. Dann gehts erst wieder weiter bei Vincente Galilei, dem Vater von Galileo. Vincente hat die Schwingungsfrequenzen einer Seite in Abhängigkeit der Spannung in der Saite bestimmt.

(Falls ich jetzt etwas wichtiges vergessen habe, werdet ihr mich schon erinnern. )

Das geozentrische Weltbild beruhte ja auch auf Beobachtung.

Stimmt. Aristarchos wäre noch zu nennen. Er hat die Größe der Erde bestimmt und ein heliozentrisches Modell vorgeschlagen. Warum das in Vergessenheit geraten ist, würde ich gerne wissen.


Eins noch:

kann es sein, daß die wissenschaftliche Revolution ab, sagen wir 1500 AD ff., auch damit zusammenhängt, daß es neue Instrumente und Methoden gab? In der Mathematik hatte sich zu der Zeit die Algebra halbwegs durchgesetzt. Außerdem kamen Teleskope und Mikroskope auf. Plötzlich konnte man neue Beobachtungen machen, die den vorhergehenden Generation verwehrt geblieben waren? Ohne die - für ihre Zeit - äußerst genauen Beobachtungsdaten von Tycho Brahe hätte Kepler nie seine Gesetze gefunden.

[El Schwalmo]

kann es sein, daß die wissenschaftliche Revolution ab, sagen wir 1500 AD ff., auch damit zusammenhängt, daß es neue Instrumente und Methoden gab?

vermutlich auch.

Es kann auch sein, dass die wesentliche Grundlage die Wiederentdeckung der alten griechischen Philosophen war. Nun suchten gläubige Christen auf der Basis der Annahme, dass Gott die Naturgesetze geschaffen hat, nach Regelmäßigkeiten in der Natur.

[folgsam]

Nun suchten gläubige Christen auf der Basis der Annahme, dass Gott die Naturgesetze geschaffen hat, nach Regelmäßigkeiten in der Natur.

Ungläubige gab es auch eher wenige. (Vielleicht schon, aber sie konnten/wollten es nicht zeigen?)

[El Schwalmo]

Nun suchten gläubige Christen auf der Basis der Annahme, dass Gott die Naturgesetze geschaffen hat, nach Regelmäßigkeiten in der Natur.

Ungläubige gab es auch eher wenige. (Vielleicht schon, aber sie konnten/wollten es nicht zeigen?)

nein, ganz im Ernst: das Christentum (oder auch das Judentum zuvor) waren in einem gewissen Sinn durchaus aufklärerisch. Schau mal in Genesis 1. In einer Umwelt, in der Himmelskörper als Götter angesehen wurden oder auch noch Animismus herrschte, war ein Gott, der alles geschaffen hatte, enorm fortschrittlich.

Auch später war das Suchen nach den Spuren Gottes, der eben kein Chaos sondern Naturgesetze geschaffen hat, also die Forschung freigab, sicher als Antrieb wesentlich relevanter als die Erfindung irgendwelcher technischer Geräte (die man ja nur deshalb erfand, weil ...).

[stefan2]

... eigentlich mehr noch: "die Schöpfung untertan machen" heißt ja zunächst erst einmal, sie begreifen. In die gleiche Richtung geht ja auch der "Auftrag" an Adam, den Lebewesen Namen zu geben - dies Grundvoraussetzung eines Diskurses, der Forschung, des Gebrauchs, der Kommunikation ...

Es gibt da eine sehr schöne Geschichte aus Neuguinea: Wenn ich mich recht erinnere, war es Mayr, der sich während eines seiner ersten Aufenthalte dort bei den Einheimischen, die noch keinen Kontakt mit Weißen gehabt hatten, nach den Namen der Vögel ihrer Gegend erkundigte. Sie unterschieden 44 Arten; Mayr dagegen 43 und eine Art mit 2 Varietäten .... (also westliche und steinzeitliche Taxonomie nahezu identisch!). Ameisen (Dutzende von Arten!) waren eben Ameisen (ich glaube, man unterschied zwei oder drei Arten). Das Sich-Aneignen durch Namen ist etwas ganz Wichtiges.
(im Grunde könnte das auch eine Ergänzung zum Arten-Thread sein ...)

Stefan2

[LinuxBug]

kann es sein, daß die wissenschaftliche Revolution ab, sagen wir 1500 AD ff., auch damit zusammenhängt, daß es neue Instrumente und Methoden gab? In der Mathematik hatte sich zu der Zeit die Algebra halbwegs durchgesetzt. Außerdem kamen Teleskope und Mikroskope auf. Plötzlich konnte man neue Beobachtungen machen, die den vorhergehenden Generation verwehrt geblieben waren? Ohne die - für ihre Zeit - äußerst genauen Beobachtungsdaten von Tycho Brahe hätte Kepler nie seine Gesetze gefunden.

Ich behaupte mal, dass die Erfindung des Buchdrucks auch eine Rolle gespielt haben wird.

[stine]

Und die Glühbirne -


- plötzlich konnte man die Nacht gefahrlos durchmachen.

LG stine

[HF*******]

@Myron: Soll die Aufzählung abschließend sein? Das soll keine allgemeine Wissenschaftsbeschreibung sein, sondern stammt aus dem Lehrbuch Chemie 5. Klasse, oder? Der Kernbereich dessen, was Wissenschaft ausmacht, wird dabei ja nicht einmal gestreift.

[HF*******]

Was ist eine wissenschatliche Methode? Im Grunde beinhaltet jeder kritisch rationale Problemlösungsmechanismus eine wissenschaftliche Herangehensweise; das impliziert auch eine logische Herangehensweise. Eine abschließende Aufzählung wissenschaftlicher Methoden kann es nicht geben

Eigentlich ist damit zum Prinzip alles gesagt.

Wenn das Vorgehen nicht rational ist - das betrifft auch die Beschreibung das Ergebnisses - dann ist das Vorgehen nicht wissenschaftlich - zumindest nicht naturwissenschaftlich. (Achtung: gemeint ist nicht „rationell“)

[ujmp]

... eigentlich mehr noch: "die Schöpfung untertan machen" heißt ja zunächst erst einmal, sie begreifen. ...

Wie so denn? Das heißt es überhaupt nicht! Es heißt das Gegenteil! Denn Wissenschaft bedeutet, die Welt so anzuerkennen, wie sie ist, also sich ihr zu unterwerfen. Sich etwas untertan machen bedeutet, es zu dem zu zwingen, was ich mir vorstelle. Das sind diametral entgegengesetzte Vorstellungen.

In die gleiche Richtung geht ja auch der "Auftrag" an Adam, den Lebewesen Namen zu geben - dies Grundvoraussetzung eines Diskurses, der Forschung, des Gebrauchs, der Kommunikation ...

Die wissenschaftliche Methodik benötigt keine Kommunikation. Es geht nur darum, bewusst zu prüfen, ob sich eine Erwartung zuverlässig erfüllt, also um die Prognose und um die Kritikfähigkeit, anzuerkennen, wenn sie sich nicht erfüllt. Wie man zu der Erwartung kommt, ist dabei unerheblich. Am Ende steht auf die Frage, ob sich die Erwartung erfüllt hat, ein Ja oder ein Nein. Es ist in bezug auf die wissenschaftlichen Methodik unerheblich, ob diese Erfahrung kommuniziert wird.

Namen vergeben, Definitionen und Diskurse sind Fragen der Kommunikation. Sicher ist im Wissenschaftsbetrieb Kommunikation nötig, aber diese Dinge sind nicht wissenschaftlichen Methodik. Sie kommen auch in Myrons Schema nicht vor.

[Myron]

@Myron: Soll die Aufzählung abschließend sein? Das soll keine allgemeine Wissenschaftsbeschreibung sein, sondern stammt aus dem Lehrbuch Chemie 5. Klasse, oder? Der Kernbereich dessen, was Wissenschaft ausmacht, wird dabei ja nicht einmal gestreift.

Dann kläre uns doch darüber auf, was genau "die wissenschaftliche Methode" ist!

[El Schwalmo]

... eigentlich mehr noch: "die Schöpfung untertan machen" heißt ja zunächst erst einmal, sie begreifen. ...

Wie so denn? Das heißt es überhaupt nicht! Es heißt das Gegenteil! Denn Wissenschaft bedeutet, die Welt so anzuerkennen, wie sie ist, also sich ihr zu unterwerfen. Sich etwas untertan machen bedeutet, es zu dem zu zwingen, was ich mir vorstelle. Das sind diametral entgegengesetzte Vorstellungen.

ich denke, diese Frage ist eher wissenschaftshistorisch zu sehen und zu klären. Ich behaupte, dass viele Naturwissenschaftler 'Gottes Spuren in der Schöpfung' lesen wollten, und dass die Beherrschung der Natur eine viel größere Rolle spielte als die Unterwerfung unter deren Schiedsspruch.

In die gleiche Richtung geht ja auch der "Auftrag" an Adam, den Lebewesen Namen zu geben - dies Grundvoraussetzung eines Diskurses, der Forschung, des Gebrauchs, der Kommunikation ...

Die wissenschaftliche Methodik benötigt keine Kommunikation. Es geht nur darum, bewusst zu prüfen, ob sich eine Erwartung zuverlässig erfüllt, also um die Prognose und um die Kritikfähigkeit, anzuerkennen, wenn sie sich nicht erfüllt. Wie man zu der Erwartung kommt, ist dabei unerheblich. Am Ende steht auf die Frage, ob sich die Erwartung erfüllt hat, ein Ja oder ein Nein. Es ist in bezug auf die wissenschaftlichen Methodik unerheblich, ob diese Erfahrung kommuniziert wird.

Aber Wissenschaft in praxi funktioniert anders, wie Du ja auch schreibst.

Namen vergeben, Definitionen und Diskurse sind Fragen der Kommunikation. Sicher ist im Wissenschaftsbetrieb Kommunikation nötig, aber diese Dinge sind nicht wissenschaftlichen Methodik. Sie kommen auch in Myrons Schema nicht vor.

Mal abgesehen von der Frage, die Myron gerade ja auch gestellt hat ('was ist eigentlich (die?) 'wissenschaftliche Methode') glaube ich nicht, dass Wissenschaft ohne Kommunikation möglich ist. Schon die Tatsache, dass Menschen ohne Erlernen einer Sprache größte Probleme haben, zeigt, wie wichtig Kommunikation ist. Warum sollten ausgerechnet Wissenschaftler eine Methode haben, die von Kommunikation unabhängig ist?

Nebenbei: was steht unten rechts in dem Schema?

[ujmp]

Nebenbei: was steht unten rechts in dem Schema?

... communicate results (hab ich übersehen), aber die Reultate liegen nach der Anwendung der Methodik vor. Man muss die Institution Wissenschaft von der wissenschaftlichen Methodik unterscheiden.

Ich verstehe unter wissenschaftlichen Methodik etwas ganz Elementares, was eigentlich jeder Organismus in irgend einer Weise tut. Es ist nichtsweiter als Trial and Error = Hypothese und Falsifikation. Durch nichts anderes lernen wir. Das wissenschaftliche Zeitalter hat, wie schon gesagt, nicht diese Methode eingeführt, sondern hat das nur bewusst gemacht.

Der sogenannte Diskurs stört die wissenschaftliche Methode (nicht die Institution!) gelegentlich sogar, denn die Menschen haben die merkwürdige Eigenschaft, dass sie Dinge für wahr halten können, die sie sich ausgedacht haben ohne Bezug zur Realität, bloß weil sie ihnen plausibel erscheinen. Wenn drei Leute einer Meinung sind, halten sie ihren Konsensus schon für die Wahrheit!

[platon]

[Es ist nichtsweiter als Trial and Error = Hypothese und Falsifikation. Durch nichts anderes lernen wir.

Na, und so ab und zu ist auch mal eine Verifikation drin. Sonst kämen wir ja überhaupt nicht voran.

[Myron]

Nebenbei: was steht unten rechts in dem Schema?

... communicate results (hab ich übersehen),

Damit ist die Veröffentlichung der Forschungsergebnisse in Fachzeitschriften oder Fachbüchern gemeint.
Dadurch wird den anderen Wissenschaftlern die Möglichkeit gegeben, diese und die bei ihrer Gewinnung angewandten Methoden zu überprüfen. Im Englischen spricht man hierbei von "peer review".
Diese Art von gegenseitiger Kontrolle innerhalb der Wissenschaftlergemeinschaft dient der Fehlerminimierung und damit der Objektivität.