7. – 13. Schuljahr

Michael Barth

Fachmethoden der Physik eine Einordnung

Einblicke in die historische Entwicklung ausgewählter Fachmethoden

Fachmethoden in der Physik sind explizite und auch implizite Normen, die für eine Gruppe von Physiker/innen bestehen. Sie sind nach dem amerikanischen Physiker und Philosophen Thomas S. Kuhn Teil eines sog. Paradigmas (s. dazu Kasten 2). Woher diese Normen kommen, ist nicht immer klar (s.a. Beispiele in Kasten 1); oft handelt es sich dabei auch einfach um (Fach-)Traditionen oder Gewohnheiten.
Beispiel für einen Paradigmenwechsel: von der aristotelischen Physik zur newtonschen Mechanik
Beispiel für einen Paradigmenwechsel: von der aristotelischen Physik zur newtonschen Mechanik
Elemente das früheren Paradigmas (Auswahl)
Das Weltbild ist geozentrisch. Erkenntnis erwächst deduktiv aus überzeugenden Annahmen über die Natur. Diese Annahmen stammen aus Auslegungen der katholischen Kirche und müssen bibelkonform sein. Begründungen werden durch Zitieren von Büchern oder von Aussagen kirchlicher Autoritäten im gelehrten Disput gegeben. Anerkanntes Wissen wird in Büchern erfasst und per Brief verbeitet. Experimente sind kein Erkenntnismittel. Die Welt und die Naturgesetze können durch Gottes Allmacht prinzipiell beliebig verändert werden. Auf der Erde und im Himmel gelten unterschiedliche Gesetze (Sphärenmodell). Ein Vakuum ist unmöglich. Die einfachste Bewegung ist die immerwährende Kreisbewegung, sie ist den idealen himmlischen Sphären vorbehalten. Körper fallen, da sie ihrem natürlichen Ort zustreben. Technik ist ein Überlisten der Natur.
Elemente das neuen Paradigmas (Auswahl)
Das Weltbild ist heliozentrisch. Erkenntnis erwächst induktiv aus systematischen Beobachtungen der Natur. Begründungen werden mit aus diesen Beobachtungen gewonnenen Gesetzen gegeben; diese müssen nicht bibelkonform sein. Der wissenschaftliche Austausch erfolgt als Disput in Arbeitsgruppen, die eine Fachzeitung und Bücher herausgeben. Experimente sind das alleinige Erkenntnismittel. Die Welt folgt Gesetzen, die Gott für sie geschaffen hat. Im Himmel und auf der Erde gelten die gleichen Gesetze. Ein Vakuum ist möglich und wurde experimentell nachgewiesen (Pascal). Die einfachste Bewegung ist die geradlinige Bewegung, die man aber nur als Idealisierung denken kann. Körper fallen, weil sie dem Gravitationsgesetz unterliegen. Technik ist eine Anwendung der Naturgesetze zum Nutzen der Menschheit.
Sie müssen auch nicht unbedingt rational begründet sein (sind es aber wohl meistens). Oft sind diese Normen historisch gewachsen, ohne dass dies der Gruppe bewusst sein muss. Damit stellen sie eine tradierte soziale Setzung oder auch eine Konvention dar, an die sich Mitglieder der Gruppe zu halten haben und in die Novizen während ihrer Ausbildung eingeführt werden. Deshalb stehen diese Normen die Fachmethoden auch in Lehrbüchern und werden in diesem Heft behandelt.
Speziell erforscht bzw. systematisiert werden Fachmethoden in der Wissenschaftstheorie, wobei die sehr formalen Argumentationen älterer Arbeiten für den Schulgebrauch ungeeignet sind und m.E. auch oft an der Realität praktischer wissenschaftlicher Arbeit vorbeigehen. Für Hintergrundwissen sei dennoch [1] empfohlen.
Normen also Fachmethoden können prinzipiell verändert werden. Diese Offenheit hält sich die Physik durchaus zugute, allerdings lässt eine Gruppe Änderungen der Normen in der Realität nicht so leicht zu. Das hat gute Gründe: Normen also Fachmethoden schaffen gegenseitiges Vertrauen, garantieren Vergleichbarkeit, stellen Grundlagen dar, auf die man sich bei der Arbeit berufen kann, ohne weiter darüber nachzudenken. Würde man sie als Wissenschaftler ständig in Frage stellen, käme man zu nichts mehr.
Die Fachmethoden, um die es in diesem Heft geht, sind nach Kuhn Teil des Paradigmas der Normalwissenschaft (s. Kasten 2).
Paradigmata und Paradigmenwechsel: Fachmethoden als Teil wissenschaftlichen Fortschritts
Paradigmata und...

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