Grundlagen der Wissenschaft und Forschungsmethodik

Wissen ist das Ergebnis oder die Wirkung der abstrakten Vorstellung von etwas, wie etwa Kenntnisse rechtlicher und tatsächlicher Art (sensorisch, intellektuell, populärwissenschaftlich, wissenschaftlich, philosophisch, intuitiv).

Wissenschaft (Science): Die klare und evidente Erkenntnis von Sachverhalten, die auf fundierten Grundsätzen, Demonstrationen, experimentellen Argumenten oder der Analyse menschlicher Gesellschaften und Fakten basiert.

Wissenschaftlich (Scientific): Bezieht sich auf den Aufbau von Forschung zur wissenschaftlichen Untersuchung.

Pseudowissenschaft und ihre Merkmale

Eine Pseudowissenschaft umfasst Informationen oder Wissen, die fälschlicherweise als wissenschaftlich fundiert dargestellt werden, jedoch nicht aus der Anwendung wissenschaftlicher Methoden resultieren. In der Pseudowissenschaft gibt es keine Peer-Reviews, keine Standards, keine Überprüfung vor der Veröffentlichung und keinen Anspruch auf Richtigkeit. Ergebnisse lassen sich nicht verifizieren, und Studien sind – sofern vorhanden – so vage beschrieben, dass die Vorgehensweise nicht nachvollziehbar ist. Beispiele hierfür sind Numerologie und Graphologie.

Die wissenschaftliche Methode

Die Methode ist eine Reihe grundlegender Regeln zur Entwicklung von Wissen, um neue Experimente durchzuführen sowie Vorwissen zu korrigieren und zu integrieren. Ihre Anwendung ist essenziell, da sie die Zeit zur Problemlösung optimiert und die Interpretation sowie die Lösungsfindung erleichtert.

Schritte der wissenschaftlichen Methode

• Beobachtung: Darstellung des untersuchten Phänomens.
• Problematisierung: Ermittlung des zu lösenden Problems.
• Hypothesenbildung: Entwicklung einer möglichen Lösung für das Problem.
• Experimentieren: Überprüfung, ob die Hypothese gültig ist. Wenn sie fehlschlägt, erfolgt die Rückkehr zur Hypothesenbildung.
• Validierung: Feststellung, dass die Hypothese wahr ist.

Drei Konzeptionen der Wissenschaft

• Rationalismus: Beweis der Wahrheit von Aussagen ohne Zweifel (z. B. mathematisch).
• Empirismus: Basierend auf Beobachtungen und Experimenten.
• Konstruktivismus: Wissenschaft als Gebäude von Erklärungsmodellen der Welt.

Forschungsarten und Entwicklung

Umfrage: Ein Werkzeug zur Erlangung neuer Erkenntnisse.

Entwicklung: Die Anwendung von Wissen zur Erzeugung von Artefakten.

Grundlagenforschung und technologische Forschung

• Grundlagenforschung (Naturwissenschaftlich): Zielt darauf ab, neue Phänomene zu verstehen oder zu entdecken. Sie generiert Grundkenntnisse und erfordert die Verbreitung durch wissenschaftliche Artikel.
• Technologische Forschung (Naturwissenschaftlich): Zielt auf die Anwendung von Grundkenntnissen ab. Sie produziert Produkte, Verfahren, Patente sowie neue Technologien und Wissen.

Forschungsziele

• Explorative Forschung: Entdeckung von Theorien und Praktiken zur Veränderung bestehender Strukturen, wodurch eine größere Vertrautheit mit den Erscheinungen und technische Innovationen erreicht werden. Erfordert meist Experimente und Literaturrecherche.
• Deskriptive Forschung: Ziel ist das Beobachten, Aufzeichnen und Analysieren von Phänomenen (Strukturen und Funktionsweisen) durch systematische Beobachtung.
• Erklärende Forschung: Zielt auf Verallgemeinerungen, die Festlegung von Regeln und die Entwicklung von Modellen durch Deduktion ab. Erfordert verstärkte Theoretisierung und Reflexion über das Objekt.

Wissenschaftliche Verfahren

• Experimentelle Wissenschaft: Neue Entdeckungen von Materialien, Komponenten und Verfahren. Beinhaltet Prototypenbau, unvoreingenommene Datenerhebung, Simulationen und Modellierung.
• Operative Wissenschaft: Systematische Untersuchung von Produktionsprozessen unter Nutzung mathematisch-statistischer Instrumente zur Effizienzsteigerung und Kostenoptimierung. Anwendungen finden sich in der Warenwirtschaft, Produktentwicklung und im Management.
• Fallstudie: Erklärt ein System in seiner Umgebung (z. B. eine Entscheidung oder ein Programm). Man unterscheidet zwischen Querschnitt- (kurzfristig) und Längsschnittstudien (langfristig).

Induktive und Deduktive Methoden

Induktive Methode

Besteht aus drei Phasen: Beobachtung des Phänomens, Entdeckung der Beziehung zwischen Hypothesen und Generalisierung.

• Formale Induktion: Das Gesetz drückt alle beobachteten Phänomene aus.
• Wissenschaftliche Induktion: Schlussfolgerung von bekannten Fakten auf zukünftige Ereignisse.
• Anwendung: Am häufigsten in der Wissenschaft und künstlichen Intelligenz verwendet.

Deduktive Methode

Häufig in den formalen Wissenschaften angewendet.

Vergleich: Induktion vs. Deduktion

• Induktiv: Wenn alle Prämissen wahr sind, ist der Abschluss wahrscheinlich wahr. Die Konklusion enthält Informationen, die nicht explizit in den Prämissen enthalten waren.
• Deduktiv: Wenn alle Prämissen wahr sind, muss die Konklusion wahr sein. Alle Informationen der Konklusion sind bereits implizit in den Prämissen enthalten.

Zusammenfassend: Unterschiedliche Methoden dienen unterschiedlichen Zwecken. Während die Deduktion Annahmen erklärt, dient die Induktion dazu, Wissen zu erweitern. Ergebnisse der deduktiven Methode sind entweder richtig oder falsch, während induktive Ergebnisse verschiedene Stärkegrade aufweisen.