Einführungskurs Wissenschaftstheorie und Wissenschaftsgeschichte: VII: Theoriendynamik

1. Einführungskurs Wissenschaftstheorie und Wissenschaftsgeschichte:VII: Theoriendynamik Gerd Grasshoff Universität Bern SS 2010

2. Kopernikus Vorwort Titel Galileis Dialog Kopernikus Vorwort:

3. Theorienvergleich • Beim Theorienvergleich werden die Leistungen von konkurrierenden, alternativen Theorien verglichen. • Der Vergleich wird durch die wissenschaftlichen Akteure und zeitgenössischen Rezipienten vorgenommen. • Der Vergleich führt zu einer Bewertung der alternativen Theorien nach gewissen Kriterien, die wiederum zur Bevorzugung einer Theorie vor ihren Alternativen führt. • Wissenschaftliche Entwicklung wird verstanden als Ersatz einer (überkommenen) Theorie durch eine neue Theorie.

4. Vergleichskriterien, Variante 1 Die neue Theorie kann im Gegensatz zur alten Theorie mehr Phänomene erklären. Sachverhalte, welche die alte Theorie erklären konnte, werden durch die neue ebenfalls erklärt, aber zusätzlich kann sie noch bisher unerklärte Phänomene erklären. Oder, die neue Theorie kann nicht alle Phänomene der alten Theorie erklären, aber insgesamt eben doch mehr als die alte. Die neue Theorie kann Phänomene erklären, die für sehr wichtig gehalten werden, was die alte Theorie nicht leistet. Die neue Theorie kann Sachverhalte erklären, die für sehr wichtig gehalten werden, aber durch die alte Theorie nicht erklärt werden konnten. Zum Beispiel führt die neue Theorie zu einer Anwendung, die von grossem Nutzen ist.

5. Vergleichskriterien, Variante 2 Die neue Theorie kann Phänomene erklären, die für sehr wichtig gehalten werden, was die alte Theorie nicht leistet. Zum Beispiel führt die neue Theorie zu einer Anwendung, die von grossem Nutzen ist.

6. Vergleichskriterien, Variante 3 Die neue Theorie erlaubt Vorhersagen über Phänome, die noch nicht beobachtet wurden, aber nach der Vorhersage gefunden wurden.

7. Vergleichskriterien, Variante 4 Die neue Theorie setzt sich auf Grund von ausserwissenschaftlichen Faktoren durch. Zum Beispiel ist der Vertreter dieser Theorie ein bereits anerkannter Wissenschaftler. Seine Autorität und sein Ruf verhelfen der Theorie zum Durchbruch. Für die Forschung und Ausarbeitung der neuen Theorie steht mehr Geld zur Verfügung.

8. Vergleichskriterien, Variante 1 Die neue Theorie kann im Gegensatz zur alten Theorie mehr Phänomene erklären. Sachverhalte, welche die alte Theorie erklären konnte, werden durch die neue ebenfalls erklärt, aber zusätzlich kann sie noch bisher unerklärte Phänomene erklären. Oder, die neue Theorie kann nicht alle Phänomene der alten Theorie erklären, aber insgesamt eben doch mehr als die alte. Die neue Theorie kann Phänomene erklären, die für sehr wichtig gehalten werden, was die alte Theorie nicht leistet. Die neue Theorie kann Sachverhalte erklären, die für sehr wichtig gehalten werden, aber durch die alte Theorie nicht erklärt werden konnten. Zum Beispiel führt die neue Theorie zu einer Anwendung, die von grossem Nutzen ist.

9. Lösungsvorschläge IIa Weshalb setzen sich neue Theorien gegenüber alten durch? Kopernikanismus, mögliche Gründe: Neue empirische Befunde widerlegen die alte Theorie Die neue Theorie vermag die Realität besser zu erklären Die neue Theorie vermag komplexe Sachverhalte einfacher darzustellen Die neue Theorie erklärt bisher unerklärte Phänomene Die neue Theorie ist präziser Die neue Theorie berücksichtigt die seit der alten Theorie errungenen Fortschritte der Wissenschaft Die neue Theorie passt besser zu den jeweiligen Normen und Werten einer historischen Epoche

10. Theorienvergleich Zu einem Theorienvergleich kommt es, wenn in bestimmten historischen Phasen zwei oder mehrere alternative Theorien existieren und die Frage besteht, für welche man sich entscheiden soll. Klassisch genannte Fälle: Ptolemäus versus Kopernikus Darwin versus kreationistische Varianten Einstein versus Newton

11. Theorienvergleich Problematisch: Es werden nicht synchrone Theorien genannt, sondern sich ablösende Theorien. Ptolemäus 140 n.Ch., Kopernikus um 1500 Konsequenz: Es ist eine Vergleichssituation in einem Ablösungsprozess, bei der in der Regel die genannten älteren Theorien verbessert und modifiziert sind. Z.B. die Theorien Regiomontanus und anderer als Verbesserungen der Ptolemäischen Theorie. Anstelle Newton → Heinrich Hertz, Lorentz und andere versus Einstein 1905. Frage: gibt es Beurteilungskriterien, nach denen wir zwischen solchen Alternativen entscheiden können?

12. Geozentrisches Modell

13. Darstellung des kopernikanischen Weltbildes

14. Riccioli

15. Theorienentwicklung als historische Erklärung

16. Argument gegen exzentrische Erde

17. Einwände gegen Kopernikus

18. Weiterer Vorzug von Ptolemaios Freier Fall schwerer Körper war mit einem Prinzip des gradlinigen Falls schwerer Körper zur ruhenden Erdmitte naheliegend. Eine Alternative konnte Kopernikus nicht bieten.

19. Mittelalterliche Texttradition: Abschrift und Kommentierung

20. Martianus Capella, spätrömischer Autor „When both planets have a position above the sun, Mercury is closer to the earth; when they are below the sun, Venus is closer, inasmuch as it has a path that is both castior and diffusior.“ Gebundene Elongation: Merkur und Venus befinden sich immer in der Nähe der Sonne – WARUM?

21. Manuskript, 8-9.Jahrhundert AD

22. Manuskript 11. Jahrhundert AD

23. Merkur und Venus, etwas vereinfacht nach der Theorie von Ptolemaios

24. Äquivalenz Man kann beweisen: durch eine Verschiebung der Kreise, die nach (modifiziert) Ptolemaios die Positionen der Gestirne beschreiben, ein Theorie zu konstruieren ist, bei der die Kreise die Bewegung der Erde um die Sonne ausführt. Die berechneten Positionen beider Theorien sind gleich.

25. Ergebnis der Verschiebung: Merkur, Venus heliozentrisch

26. Befund Für ptolemäische Theorie P und kopernikanische Theorie K gilt: Beide Theorien leiten die gleichen Positionen der Gestirne ab, sind also empirisch äquivalent. (dieses gilt für die Messungen der Zeit des Kopernikus). Sehr viel später erst entdeckt man andere Phänomene wie Parallaxen, die auch eine empirische Bestätigung von K erlauben. K erklärt weniger als P, z.B. nicht den freien Fall schwerer Körper K ist genau so kompliziert oder einfach wie P. ABER: K erklärt etwas (gebundene Elongation innerer Planeten), was P nicht erklären kann.

27. Kriterien des Theorienvergleichs Historische Untersuchungen zeigen den gerade aufgezeigten Befund für viele Bespiele grosser wissenschaftlichen Neuerungen. Kopernikus Kepler Newton Darwin Einstein Wegener Es werden neue Theorien eingeführt, wenn sie eine kausale Erklärung zuvor nicht erklärter Befunde oder Vorgänge bieten. Typischerweise sind die neuen Theorien nicht in der Lage, alles zu erklären oder alles das, was die alte erklären konnte.