Die wissenschaftliche Methode im Laufe der Geschichte

Man spricht oft von der «wissenschaftlichen Methode» als der ultimativen Garantie für Strenge in der experimentellen Forschung, aber was genau beinhaltet sie? Gibt es wirklich eine einzige Methode, die für alle Bereiche der Wissenschaft gilt? Wie haben sich die verschiedenen wissenschaftlichen Gemeinschaften auf gemeinsame Definitionen von Beweisen und Wissen geeinigt, um ein kumulatives Lernen zu ermöglichen? Jérôme Baudry, Assistenzprofessor mit Tenure-Track-Status und Leiter des Labors für Wissenschafts- und Technikgeschichte, erzählt uns mehr.

Wie verstehen Sie als Historiker die wissenschaftliche Methode?

Als Historiker kann ich als Erstes sagen, dass der Begriff «wissenschaftliche Methode» zwar scheinbar schon ewig existiert, in Wirklichkeit aber eine recht junge Sache ist. In seinem 2020 erschienenen Buch «The Scientific Method: An Evolution of Thinking from Darwin to Dewey» beschreibt der amerikanische Wissenschaftshistoriker Henry M. Cowles, wie der Begriff zu Beginn des 20. Jahrhunderts aufkam. Er wurde nicht von Forschenden geprägt, sondern war ein Slogan, der von Leuten verwendet wurde, die sich für die Autorität der Wissenschaft einsetzen wollten. Der Begriff «wissenschaftliche Methode» wurde zuerst in den Vereinigten Staaten bekannt und wurde von Leuten verwendet, die in der Populärwissenschaft, im Bildungswesen und im wissenschaftlichen Management, auch bekannt als Taylorismus, tätig waren. Im Allgemeinen stellen sich die Menschen die wissenschaftliche Methode als eine strenge Liste oder Abfolge von Regeln und Schritten vor – wie z. B. Beobachtung, Hypothese, Vorhersage, Experiment und Bestätigung –, die man befolgen muss, wenn man Wissenschaft «auf die richtige Weise» betreiben will. Das ist zwar nicht völlig falsch, aber wenn man sie nur als Liste betrachtet, erweist man der wissenschaftlichen Tätigkeit einen Bärendienst!

Wie können wir also über diese vereinfachende Sichtweise hinausgehen?

Nun, zunächst müssen wir sicher sein, dass wir alle dasselbe Verständnis davon haben, was die «wissenschaftliche Methode» ist. Es gibt eine wichtige Unterscheidung, die ich hier für nützlich halte, und zwar die Unterscheidung zwischen dem Entdeckungskontext und dem Rechtfertigungskontext, die von dem deutschen Ingenieur und Philosophen Hans Reichenbach in seinem 1938 erschienenen Buch «Erfahrung und Vorhersage» getroffen wurde. Der Entdeckungskontext beschreibt, wie Forschende zu einem bestimmten Ergebnis kommen. Dies erfordert eine Reihe von kognitiven Prozessen oder Werkzeugen, wie z. B. Beobachtung, Hypothese und Experiment, aber auch Interpretation, Vergleich, Formalisierung, Analogie, Visualisierung und so weiter. Der Kontext der Rechtfertigung hingegen bezieht sich auf die Art und Weise, wie ein Wissenschaftler oder eine Wissenschaftlerin seine Entdeckung präsentiert und sie anderen Forschenden mitteilt, sowie auf die Art und Weise, wie andere im Rahmen des Kommunikationsprozesses entscheiden, ob das Ergebnis gültig ist oder nicht.

Wie verändern sich die wissenschaftlichen Verfahren zwischen dem Kontext der Entdeckung und dem Kontext der Rechtfertigung?

Was den Kontext der Entdeckung angeht, so glaube ich nicht, dass es eine einzige Methode oder eine fertige Formel gibt. Welche wissenschaftlichen Prozesse relevant sind, hängt von der Disziplin, der Epoche, der Gruppe, die die Arbeit macht – das können einzelne Forschende oder ein globales Netzwerk von Hunderten oder sogar Tausenden von Forschenden sein – und sogar von einzelnen Persönlichkeiten ab. Wir sollten nicht vergessen, dass es bei der wissenschaftlichen Forschung im Kontext der Entdeckung um das Erforschen und Schaffen geht. Der Kontext der Rechtfertigung ist eine andere Sache. Wenn eine Wissenschaftlerin oder ein Wissenschaftler oder ein Forschungsteam ein neues oder aktualisiertes Ergebnis gefunden hat, wie bringt man die wissenschaftliche Gemeinschaft als Ganzes dazu, es als Entdeckung anzuerkennen? Dies führt uns eher in den Bereich der Soziologie als der Psychologie. Es gibt bestimmte Werte und Normen, die von Forschenden in Bezug auf die Kommunikation und Bestätigung von Entdeckungen geteilt werden, und diese Werte kristallisieren sich in Institutionen wie Zeitschriften, Konferenzen, wissenschaftlichen Gesellschaften und so weiter heraus.

Was sind Ihrer Meinung nach die grössten Wendepunkte in der Geschichte der wissenschaftlichen Methode?

Ein Schlüsselmoment in der Entwicklung der wissenschaftlichen Methode war die Entwicklung der experimentellen Wissenschaft im 17. und 18. Jahrhundert. Insbesondere wenn man sie im Kontext der Rechtfertigung betrachtet, warf die experimentelle Wissenschaft einige grosse Probleme in Bezug auf die Gültigkeit, die Reproduzierbarkeit und das Vertrauensniveau wissenschaftlicher Ergebnisse auf. Wenn sich ein Wissenschaftszweig mit anschaulichem Wissen befasst, wie zum Beispiel die Mathematik, braucht man nur einen mathematischen Beweis zu lesen, um zu wissen, ob etwas wahr ist – obwohl ich weiss, dass sich das einfacher anhört als es ist! Das Problem bei den experimentellen Wissenschaften ist, dass die Experimente an einem bestimmten Ort und unter bestimmten Bedingungen stattfinden müssen, was bedeutet, dass vielleicht nur eine Handvoll Menschen in der Lage ist, sie direkt zu verfolgen. Ausserdem werden häufig Spezialgeräte und -techniken sowie spezifisches Know-how verwendet, die nicht ohne Weiteres weitergegeben werden können, so dass es schwierig ist, sie zu reproduzieren. In Anbetracht all dessen müssen wir uns fragen, wie wir endgültige Fakten schaffen können und wie wir sicher sein können, dass die Ergebnisse glaubwürdig sind.

Welche Praktiken und Institutionen haben Forschende im Laufe der Jahre entwickelt, um die experimentelle Wissenschaft zu unterstützen?

Es gibt eine Reihe von Praktiken und Institutionen, aber ein Beispiel ist die «literarische Technologie» – um den vom Wissenschaftshistoriker Steven Shapin geprägten Begriff zu verwenden –, die sich auf die Art und Weise bezieht, wie Experimente aufgeschrieben werden. Um der experimentellen Wissenschaft im 17. Jahrhundert zum Durchbruch zu verhelfen, erfanden die Forschenden eine völlig neue Art der Wissenschaftsberichterstattung, um Lesenden die Illusion zu vermitteln, dass sie selbst an dem Experiment teilnehmen. Die Weitschweifigkeit, die detaillierten Beschreibungen, die Verwendung von Bildern und die Abschaffung der persönlichen Perspektive – so dass der Eindruck entsteht, die Natur selbst spreche – wurden Teil der wissenschaftlichen Kommunikation, die in dieser Zeit entstanden ist. Ein weiteres Beispiel ist die «soziale Technologie», die mit der Gründung wissenschaftlicher Gesellschaften, wie der 1660 in London gegründeten Royal Society und der 1666 in Paris gegründeten Académie Royale des Sciences, zusammenhängt. Diese Institutionen schufen ein Umfeld, in dem experimentelle Wissenschaft öffentlich praktiziert und diskutiert werden konnte, so dass sie nicht mehr in geheimen, privaten Laboratorien stattfand, sondern in einer Versammlung von Forschenden unter Gleichgesinnten, wodurch eine echte wissenschaftliche Gemeinschaft entstand.

Wie könnte sich die wissenschaftliche Forschung Ihrer Meinung nach in Zukunft verändern?

Ich bin Historiker, kein Prophet! Dennoch ist es interessant festzustellen, dass sich viele aktuelle Kontroversen mit denen aus der Vergangenheit decken. Debatten über Integrität und wissenschaftlichen Betrug oder Argumente über die Unzulänglichkeiten des Peer-Review-Systems gibt es beispielsweise schon seit langem. Ich denke, dass die digitale Technologie uns in diesen Fragen einige Möglichkeiten bietet, die noch nicht vollständig erforscht wurden. Von der Vorveröffentlichungsplattform arXiv.org über die aktuelle Open-Access-Bewegung bis hin zu Versuchen mit offenem Peer-Review gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, die wissenschaftliche Forschung effizienter, transparenter und zugänglicher zu machen. Die Dinge haben sich bereits geändert, aber wir müssen schneller vorankommen und weiter gehen!