Schlüsselkonzepte der Wissenschaftstheorie und Physik (Q&A)

Erkenntnistheorie und Wissenschaftliche Hypothesen

17. Bedeutung von 'Auf Fakten Reduziert'

Es bedeutet, dass es bestimmte Fakten gibt, die wir nicht direkt erfahren können, weil wir sie nicht selbst reproduzieren können. Wie beim Urknall können wir in solchen Fällen nur Hypothesen aus den Tatsachen ableiten, die wir nicht überprüfen können.

18. Erkenntnistheoretischer Anarchismus

Der erkenntnistheoretische Anarchismus berücksichtigt neben der wissenschaftlichen Forschung (wie Mythen und Metaphysik) *alles* und nicht nur die methodischen Regeln.

19. Mario Bunge: Definition von Tatsächlichen Annahmen

Eine tatsächliche Annahme ist eine Theorie, die eine Untersuchung leitet und auf Fakten basiert, die nicht durch Erfahrung bewiesen sind und nicht verifiziert werden können.

20. Kategorische Formulierung Wissenschaftlicher Hypothesen

Die meisten wissenschaftlichen Hypothesen sind in einer kategorischen Form formuliert. Da sie nicht direkt erfahren werden können, konzentriert man sich auf die empirisch erfahrenen Fakten, um die Hypothese zu verteidigen.

21. Logische Form von Hypothesen (Bedingungssatz)

Hypothesen haben die Form einer Implikation (eines Bedingungssatzes). Dies liegt daran, dass hypothetische Sätze an sich keine ausreichenden Informationen über den Status eines vollständigen Antrags oder einer Tatsache liefern. Die bedingte Form ist zusammen mit einem hypothetischen Satz ausreichend, um eine Hypothese zu bilden.

22. Annahmen einer Hypothese: Generisch und Spezifisch

Annahmen sind die Teile der Hypothese, die nicht diskutiert werden, da sie als verstanden vorausgesetzt und in einer Forschungshypothese vollständig präsentiert werden. Es gibt zwei Arten:

• Generische Annahmen: Formeln, die nicht typisch für das Forschungsgebiet sind (z. B. die Gesetze der gewöhnlichen Logik in der biologischen Forschung).
• Spezifische Annahmen: Formeln, die innerhalb des Feldes den unmittelbaren Hintergrund bilden und als eigenartig gelten (z. B. die Existenz von Licht in der Optik).

Historische Entwicklung der Wissenschaft

23. Merkmale der Wissenschaft des Altertums

Die Wissenschaft des Altertums war geprägt von folgenden Merkmalen:

• Das Universum ist geschlossen und endlich.
• Die Erde ist das Zentrum (*geozentrisch*).
• Alles, was sich bewegt, wird von einem anderen Körper angetrieben (ursprünglicher erster Satz).
• Bewegung hat einen Zweck (*Teleologie*).

Aristoteles teilte das Universum in zwei Ebenen:

1. Unter dem Mond: Besteht aus den Elementen Wasser, Erde, Luft und Feuer, geordnet nach Gewicht. Diese Ebene ist unvollkommen.
2. Über dem Mond (Sterne): Besteht aus dem fünften Element (*Äther*).

Im zweiten Jahrhundert führte Ptolemäus Doppelumlaufbahnen (Epizyklen) für Planeten ein. Später übernahm das Christentum dieses Bild und platzierte Gott im Himmel.

24. Definition der Teleologie

Teleologie besagt, dass das geozentrische Universum in seiner Struktur einen *Zweck* impliziert, bei dem sich alles um die Erde dreht.

25. Der Mechanismus (Mechanistische Theorie)

Der Mechanismus entstand, nachdem die geozentrischen und teleologischen Theorien gestürzt wurden. Diese Theorie gibt dem Universum eine Funktionsweise, die dem Mechanismus einer Uhr ähnelt. Nach dieser Theorie ist es möglich, die Zukunft vorherzusagen, wenn wir die Position und Geschwindigkeit aller Teilchen im Universum kennen (*Determinismus*). Dies wird später von der Quantentheorie geleugnet.

Die mechanistische Theorie geriet im neunzehnten Jahrhundert mit der Entdeckung des Elektromagnetismus in eine Krise.

26. Merkmale der Neuen Wissenschaft (Galilei und Newton)

Die Neue Wissenschaft zeichnete sich aus durch:

• Das heliozentrische Weltbild (die Sonne ist der Mittelpunkt).
• Die Verwendung der Mathematik als Erklärung für das Verständnis der Struktur des Universums.
• Eine neue Methode der Erkenntnis.
• Eine Haltung der Herrschaft über die Natur, die zur rasanten Entwicklung der Technologie führte.
• Die Annahme einer mechanischen Struktur des Universums.
• Die Formulierung des universellen Gravitationsgesetzes durch Newton, das besagt, dass Körper einander je nach Masse und Entfernung anziehen.

Moderne Physik und Kosmologie

27. Die Relativitätstheorie von Einstein (Kurzformel)

Es gibt keine absolute Bewegung und keinen festen Bezugspunkt. Raum und Zeit sind nicht getrennt, sondern bilden ein Raum-Zeit-Kontinuum. Masse und Energie sind äquivalent: E = m * c². Die Theorie erklärt auch die beschleunigte Bewegung von Körpern und beschreibt die Schwerkraft als Krümmung der Raumzeit.

28. Die Quantentheorie (Kurzformel)

Die Quantentheorie versucht, die Struktur der Materie auf der atomaren und subatomaren Ebene zu erklären. Max Planck zeigte um 1900, dass Materie Energie in Quanten absorbiert oder emittiert. Die Materie besteht aus Atomen, die eine duale Natur besitzen (verhalten sich wie Masse und Wellen) und deren Verhalten nur ungefähr, nicht exakt, beschrieben werden kann.

29. Grenzen des Determinismus in der Wissenschaft

Die Wissenschaft kann nicht deterministisch sein, weil man nicht gleichzeitig die Position und die Geschwindigkeit eines Teilchens messen kann (Heisenbergsche Unschärferelation), obwohl man sie separat messen kann.

30. Die Vier Grundlegenden Kräfte des Universums

Die vier fundamentalen Kräfte sind:

1. Gravitation (Schwerkraft): Hat eine große Reichweite, aber sehr viel weniger Kraft.
2. Elektromagnetismus: Hält die Atome durch die Anziehung und Abstoßung der Protonen und Elektronen zusammen.
3. Starke Kernkraft: Hält den Kern des Atoms zusammen. Sie ist in ihrem Umfang begrenzt, erzeugt aber Energie.
4. Schwache Kernkraft: Wirkt in Protonen und Neutronen im Kern. Sie ist ebenfalls in ihrem Umfang begrenzt und erzeugt Energie.