Jörg Friedrich

Gerade wegen der augenscheinlichen (wenn auch nicht immer vollständig nachweisbaren) Bedeutung, die wissenschaftliche Erklärungen und Vorhersagen für unser Leben haben, scheint die Behauptung, wissenschaftliche Theorien würden möglicherweise nicht die Wirklichkeit beschreiben, zunächst merkwürdig. Es ist deshalb notwendig, zunächst zu formulieren, was wissenschaftliche Theorien sind und auf welche Weise sie mit praktischen Erfahrungen verbunden sind. Sodann lässt sich die Frage nach dem realen Gehalt wissenschaftlicher Theorien präziser formulieren.

Zunächst sind wissenschaftliche Theorien Aussagensysteme, die nach bestimmten anerkannten Regeln konstruiert werden. Diese Aussagensysteme betreffen bestimmte Grundentitäten (eben das sind die theoretischen Entitäten), über deren Zusammenhänge, Verhalten und Veränderungen Gesetzesaussagen gemacht werden. Der Zusammenhang dieser Theorien mit der beobachtbaren mit der Wirklichkeit, die wir beobachten können, kann dann auf zweierlei Weise hergestellt werden:

1.   Durch Identifikation der theoretischen Entitäten mit Entitäten der Wirklichkeit. So lässt sich z.B. in der Newtonschen Mechanik das Verhalten eines Pendels beschreiben, das aus einem Faden ohne eigene Masse und einem Massepunkt am Ende dieses Fadens besteht. Dieses Pendel ist eine theoretische Entität. Es ist reibungsfrei aufgehängt und bewegt sich in einem absoluten Vakuum (auch das absolute Vakuum ist eine theoretische Entität). Für dieses Pendel lässt sich in der Newtonschen Mechanik berechnen, dass es sich, einmal aus der Ruhelage ausgelenkt, im Schwerefeld (auch dieses ist eine theoretische Entität) endlos in einer Weise um den Ruhepunkt bewegt, die sich mit Hilfe der Sinusfunktion beschreiben lässt.
Dieses theoretische Pendel lässt sich mit wirklichen Gegenständen in einer Weise verknüpfen, dass letztere dem Ideal der theoretischen Konstruktion recht nahe kommt. Man verwendet eine Eisenkugel, die man an einem dünnen Stahlfaden aufhängt und pumpt die Luft aus dem Labor ab. Dann wird sich zeigen, dass das Verhalten des realen Pendels tatsächlich eine Zeit lang dem des theoretischen Pendels entspricht, und zwar umso länger und genauer, umso ähnlicher das reale Pendel dem theoretischen gemacht werden kann. Daraus werden dann nicht nur Existenzaussagen zu Pendeln, sondern auch über die Existenz des Schwerefeldes gefolgert.

2.   Man leitet aus dem Verhalten theoretischer Entitäten Schlussfolgerungen über das Verhalten realer Entitäten ab, indem man die Theorie mit entsprechenden Gesetzesaussagen ausstattet. In der kinetischen Gastheorie beschäftigt man sich z.B. mit Systemen, die aus einer großen Zahl von kugelförmigen Gebilden bestehen, welche untereinander und mit der Umgebung nach den Gesetzen des vollständig elastischen Stoßes interagieren. Mit den Mitteln der Gesetze der mathematischen Statistik kann man dann einerseits die Temperatur dieses Systems als mittlere Geschwindigkeit der Kugeln definieren sowie Aussagen über den Druck ableiten, den diese Kugeln auf die Außenwände ausüben.

In beiden Fällen können die Theorien nun realistisch interpretiert werden: sowohl das ideale Pendel als auch das ideale Gas beschreiben zusammen mit den entsprechenden Gesetzesaussagen reale Gegenstände.

Während allerdings die realistische Interpretation des theoretischen Pendels leicht fällt, da jeder Pendelbewegungen aus eigener Anschauung kennt, sei es von der Spielplatz-Schaukel oder vom Uhr-Pendel, fällt die gleiche Sicht auf das ideale Gas schon schwerer, da niemand aus eigener unmittelbarer Anschauung die Bewegungen der Gasmoleküle beobachten kann (ganz zu schweigen davon, dass diese, selbst wenn man sie sichtbar macht, kaum wie glänzende Stahlkugeln aussehen). Bei vielen wissenschaftlichen Theorien fällt die direkte Beobachtung der theoretischen Entitäten schwer, gerade auch, wenn man das Gebiet der Physik verlässt und sich etwa auf die Suche nach den Entitäten der Chemie oder gar der Ökonomie oder Soziologie begibt. Deshalb sind Philosophen und Wissenschaftler schon früh auf die Idee gekommen, dass man wissenschaftliche Theorien nicht als Abbilder der Wirklichkeit und ihre Entitäten nicht als Idealisierungen von tatsächlich existierenden Objekten betrachten sollte, sondern dass sie nichts weiter als Instrumente zur Vorhersage empirischen Verhaltens sind, die für sich genommen keine Bedeutung, wohl aber empirischen Gehalt in dem Sinne haben, dass sich aus ihnen Aussagen über das Verhalten realer Systeme unter bestimmten Beobachtungsbedingungen machen lassen.

Diese instrumentalistische Deutung wissenschaftlicher Theorien ist jedoch unbefriedigend. Sie ließe letztlich jede in sich konsistente Gedankenkonstruktion als wissenschaftliche Theorie zu, solange ihre Konsequenzen nur in ausreichendem Maße mit Experimenten bestätigt werden könnten.

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