Grundlagen der Wissenschaft: Methode, Falsifikation und Urknall

Die Wissenschaftliche Methode

1. Fragestellung in der Wissenschaft

Wissenschaftliche Arbeit beginnt mit Fragen, die sich aus der Realität ergeben. Das Stellen bescheidener Fragen kann zu sinnvolleren Antworten und tieferem Verständnis führen.

2. Formulierung von Hypothesen

Normalerweise ist dies Teil einer Idee oder Hypothese darüber, wie Naturphänomene ablaufen. Es handelt sich um eine auf Beobachtungen, Ideen oder Überzeugungen basierende Erklärung.

3. Überprüfung von Hypothesen

Es ist notwendig, eine wissenschaftliche Idee oder Hypothese zu demonstrieren, um ihre Gültigkeit zu beweisen. Dies führt zur Formulierung von Theorien.

4. Formulierung von Theorien

Allgemeine Naturgesetze werden in der Regel als Theorien formuliert. Diese Theorien leiten Hypothesen ab, die folgen, wodurch eine Art von Wissensbaum entsteht, der konsistent und nachweisbar sein muss.

Überlegungen zur Wissenschaftlichen Arbeitsweise

• Die Beobachtung ist nicht ohne eine vorherige Idee möglich. Es wird nichts beobachtet, ohne eine vorherige Vorstellung davon zu haben.
• Beobachtungen allein führen nicht zur Ausarbeitung von Hypothesen. Die Induktion, eine Methode der Wissensgewinnung aus Beobachtungen, hat sich als fehlerhaft erwiesen. Der Induktivismus, der dieses Argument verteidigt, wurde zurückgewiesen.
• Theorien werden nicht durch bloße Akkumulation von Hypothesen aufgebaut. Wissenschaft ist kein linearer, langsam wachsender Prozess von A nach B, sondern ein kontinuierlicher und kumulativer Prozess.
• Aktuelles Wissen sollte nicht unkritisch übernommen werden. Eine kritische Denkfähigkeit ist wichtig, um zu wissen und zu verstehen, was geschieht. Jedes Experiment oder jede Hypothese muss wiederholt bewiesen werden können.

Wahrheit und Gewissheit in der Wissenschaft

Die Wissenschaftsphilosophie möchte wissen, wie Wissen beim Aufbau der Wissenschaft gewonnen wird und ob dies der Realität entspricht.

Karl Poppers Falsifikationismus

• Es gibt keine endgültigen Erkenntnisse, nur vorläufige Vermutungen.
• Der beste Weg, wissenschaftliche Sicherheit zu erlangen, ist der Versuch, jede Hypothese zu widerlegen.
• Wenn eine Hypothese ihre Falschheit zeigt, wird sie verworfen, auch wenn der Prozess zu einem neuen Ansatz führt, von dem aus man wahrscheinlich erneut versuchen wird, eine zu widerlegen.
• Alle Hypothesen müssen falsifizierbar sein; sie müssen die Möglichkeit bieten, widerlegt zu werden. Wenn ihre Falschheit nicht nachgewiesen werden kann, wird sie vorläufig als wahr akzeptiert.

Die wissenschaftliche Methode ist hypothetisch-deduktiv. Hypothesen unterliegen einer unerbittlichen Kritik, und Phänomene können nur unter bestimmten Bedingungen vorhergesagt werden.

Die Urknall-Theorie

Vorgeschlagen von Georges Lemaître im Jahr 1927 und weiterentwickelt von George Gamow im Jahr 1948.

1. Sowohl Materie als auch Raum und Energie waren ursprünglich an einem Punkt konzentriert, dem sogenannten Ur-Atom, dessen Dichte und Temperatur extrem hoch gewesen sein müssen.
2. Dieses Ur-Atom dehnte sich in einer gewaltigen Explosion scharf aus, was den Beginn der Expansion des Universums markierte: Energie breitete sich in alle Richtungen aus und wurde in Materie umgewandelt, während gleichzeitig der Raum entstand.
3. Es wurden subatomare Teilchen und die einfachsten Atome (Wasserstoff und Helium) generiert.
4. Während sich das Universum ausdehnte, sank die Temperatur. Die in alle Richtungen verstreute Materie kondensierte und bildete astronomische Strukturen.