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"Technoscience" in der Wissensgesellschaft: methodologische Probleme der Entwicklung der theoretischen Forschung in den Technikwissenschaften

"Technoscience" in der Wissensgesellschaft: methodologische Probleme der Entwicklung der theoretischen Forschung in den Technikwissenschaften
Projektteam:

Gorokhov, Vitaly (Projektleitung); Gotthard Bechmann

Starttermin:

2010

Endtermin:

2013

Forschungsbereich:

Wissensgesellschaft und Wissenspolitik

Projektbeschreibung

In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts sind viele neue wissenschaftliche Disziplinen entstanden, die nicht in den traditionellen methodologischen Rahmen des theoretischen Wissens passen (Systemtechnik, technische Kybernetik, Ingenieurökonomie, Ingenieurpsychologie, Petrophysik, usw.). Viele dieser Wissenschaften konsolidieren sich gerade erst als selbstständige Forschungsgebiete. Deshalb wird es immer dringlicher, mit methodologischen Mitteln das „Muster“ (oder die „Muster“) des Aufbaus moderner wissenschaftlicher Theorien, insbesondere technikwissenschaftlicher, zu rekonstruieren. Soll aber die Ausarbeitung eines solchen „Musters“ nicht in willkürliches Konstruieren ausarten, muss sie sich auf eine methodologische Analyse der Entwicklungsmechanismen der bereits vorhandenen technischen Theorien gründen. Eine derartige Analyse ist ein Kern dieses Projektes.

In den letzten Jahrhunderten haben sich auf dem Gebiet der technikwissenschaftlichen Disziplinen wesentliche Veränderungen vollzogen, die vom Beginn einer qualitativ neuen, „nichtklassischen“ Etappe in ihrer Entwicklung zeugen. Derartige Forschungen und ihr Anteil an der Gesamtmenge der wissenschaftlichen Forschungen nehmen lawinenartig zu. Zweitens bilden sich neue, auf eine höhere Effektivität der wissenschaftlichen Tätigkeit abzielende Organisationsformen des Wissens und der Forschung heraus, wobei Spezialisten der verschiedensten Gebiete in diese Forschungen einbezogen werden. Das alles bedient eine stärkere Orientierung der modernen Wissenschaft hin zur Lösung der unterschiedlichsten praktischen, insbesondere ingenieurtechnischen Probleme. Zugleich dringen ingenieurtechnische Methoden und Projektierungsverfahren immer tiefer in den Bereich der „reinen“ Wissenschaft ein und verändern dabei von Grund auf die traditionellen Normen und Wertorientierungen der wissenschaftlichen Forschung. Es hat sich ein ganzer Block neuer technikwissenschaftlicher Disziplinen herausgebildet, die für die Lösung ihrer spezifischen Probleme systemtheoretische Vorstellungen, Methoden und Begriffe verwenden (Kybernetik, Systemtechnik, Systemanalyse, usw.). Als ein wichtiges Objekt für die methodologische Analyse wurde in diesem Projekt Radar-Systemtechnik ausgewählt. Ein anderes Beispiel ist Nanotechnologie, in der die naturwissenschaftliche Forschung stark mit der ingenieurtechnischen Tätigkeit und sogar mit Nanofabrikation verbunden ist.

Abschlussbericht

Gegenwärtig lässt sich in der Wissenschaft und im technologischen Bereich feststellen, dass die sozialen Prioritäten anders gesetzt werden. Daher ist es von Wichtigkeit, dass allgemeingültige Aussagen zu Wissenschaft, Technologie und zur Gesellschaft von Experten entwickelt werden. Die jeweilige Geschichte der verschiedenen Wissenschaftszweige kann in Fallstudien als jeweils unterschiedliches allgemeingültiges historisches Entwicklungsmodell von Wissenschaft und Technologie dokumentiert werden.

Das Thema der sozialen und methodologischen Analyse in diesem Projekt war einerseits die Neuentstehung und Entwicklung der Mechanismentheorie als eine klassische und eine Ingenieurswissenschaft. Andererseits ging es um die soziologische und methodologische Analyse der Neuentstehung und Entwicklung der Radarwissenschaft und –technologie als eine spezielle Disziplin der Ingenieurwissenschaften (im Unterschied zum Maschinenbau). Radartechnologie wird dabei weniger als eine konkrete Ingenieurswissenschaft diskutiert sondern als ein Entwicklungsmodell einer Disziplin des Ingenieurswesens. Einerseits werden daran Systemanalysen vorgenommen, andererseits hat sie der modernen Wissenschaft und dem Ingenieurwesen einen Anstoß zur Entwicklung methodischer Prinzipen für die Systemanalyse geliefert. Dabei geht es nicht lediglich darum, diesem speziellen Bereich der Wissenschaft und der Technologie neue Details hinzuzufügen sondern darum, dieses Beispiel als Fallstudie zu verwenden, um die sozialen und methodischen Strukturen aufzudecken, die mit der Entstehung neuer Wissenschaften und Technologien in Verbindung stehen. Diese Herangehensweise wurde von den Wissenschaftsphilosophen in der Mitte des 20ten Jahrhunderts propagiert. Demnach war es in diesem Projekt möglich die Ergebnisse anzuwenden, die aus den soziologischen und methodischen Analysen stammen, die innerhalb ingenieur-wissenschaftlicher Disziplinen gemacht wurden. Es handelt sich dabei um Ergebnisse, die für die Erforschung der Radarwissenschaft und –technologie und für die philosophische Analyse einer anderen modernen Wissenschaft, gemeint ist die Nanotechnologie, erarbeitet wurden.

Die wissenschaftlich-technischen Fachbereiche haben bereits Fachbereichsorganisationen gegründet oder sind dabei, welche zu gründen, wobei diese inzwischen eine stabile Stellung in der Wissenschaft haben. Außerdem, wie im Projekt aufgezeigt, hatten bis zur zweiten Hälfte des 20ten Jahrhunderts die Mehrzahl der wissenschaftlich-technischen Fachbereiche damit begonnen, ihre eigenen theoretischen Studien zu machen, die bis zum heutigen Tag den Status technischer Theorie erreicht haben. Heute sind Wissenschaft und Technik in der wissenschaftlichen Gemeinschaft (ebenso in den wesentlichen Forschungsbereichen) stärker miteinander vernetzt. Man sagt bereits „Technowissenschaft“. Im modernen wissenschaftlichen Ambiente findet man vermehrt einen speziellen Typ wissenschaftlicher Disziplin – den wissenschaftlich-technologischen. Diese neuen wissenschaftlich-technologischen Disziplinen sind einzigartig darin, dass sie an der Schnittstelle zwischen wissenschaftlichen und technischen Aktivitäten stehen. Sie sollen das erfolgreiche Zusammenwirken beider Bereiche sichern. Man spricht also bereits von „Technowissenschaften“. Als Teil einer nanowissenschaftlichen Theorie können drei primäre Ebenen theoretischer (ontologischer) Entwürfe voneinander unterschieden werden: mathematisch orientierte funktionale Entwürfe, Schemapläne, die natürliche Prozesse aufzeigen, welche im untersuchten oder konstruierten System auftauchen sowie strukturelle Entwürfe, die die strukturellen Parameter und technischen Analysen, das heißt die Systemstrukturen, darstellen. In der Nanotechnowissenschaft werden unterschiedliche Modelle (gleichwertige Schaltkreise mit üblichen elektronischen Komponenten) elektronischer Schaltkreistheorien für die Analyse und Synthese von Nanoschaltkreisen verwendet. Außerdem wird eine spezielle Nanoschaltkreistheorie entwickelt. Die technische Theorie wird unter Verwendung der Iterationsmethode umgesetzt. Zuerst wird ein spezielles technisches Problem formuliert. Dann wird es als strukturelles Diagramm des technischen Systems dargestellt. Um diesen Prozess mathematisch zu berechnen und zu modellieren, wird ein funktionales Diagramm erstellt. Daraufhin wird das technische Problem in ein wissenschaftliches umformuliert, dann in ein mathematisches, welches wiederrum durch die deduktive Methode gelöst wird. Diese Reihenfolge - von unten nach oben - stellt die Analyse von Modellen dar. Die andere Richtung, die Synthese des Modells, ermöglicht es, das ideale Modell eines neuen technischen Systems ausgehend von idealisierten strukturellen Elementen, den zutreffenden Regeln deduktiver Umwandlung folgend, zu ermitteln, grundlegende Parameter des technischen Systems zu berechnen und seine Funktion zu simulieren.

In Nanoschaltkreisen findet man konventionelle elektronische Komponenten auf verschiedenen Ebenen, die auf der Grundlage von Nanotechnologie umgesetzt wurden. In der Nanotechno-wissenschaft ist die Erklärung und Prognose des Verlaufs von natürlichen Prozessen (wie in den Naturwissenschaften) ebenso wichtig wie die Vervielfältigung von strukturellen Nanosystem-modellen (wie in den technischen Wissenschaften). Elektronenstrahllithographie ist gleichzeitig ein Versuchssystem, das in der Nanofabrikation eingesetzt wird. Demnach ist Nanotechnologie gleichzeitig ein wissenschaftliches Wissensgebiet und ein Bereich technischer Aktivität – mit anderen Worten, Nanotechnowissenschaft schließt ähnlich wie Systemtechnik die Analyse und das Design von komplexen Mikro- und Nanosystemen ein. In der Nanotechnowissenschaft werden Konstrukte aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Theorien – aus klassischer und aus Quantenphysik, aus klassischer und aus Quantenchemie, struktureller Biologie, usw. übernommen, während im Fachbereich Nanosysteme unterschiedliche physische, chemische und biologische Prozesse stattfinden.

Heute ist es bereits unmöglich geworden, Wissensproduktion von Wissensanwendung als auch von ethischen Überlegungen zu trennen. Aus diesem Grund werden in diesem Projekt Probleme analysiert, die in Zusammenhang mit technischen Katastrophen stehen. Es folgt ein Beispiel eines nuklearen Reaktorunfalls. Nach der Chernobyl-Katastrophe hat sich die wissenschaftliche Weltsicht verändert. Die betreffenden Probleme sind die Probleme der gesamten Weltgemeinschaft. Der Zwischenfall hat erheblich die Art und Weise verändert, in der die Sicherheit von Kernenergietechnik und die Verantwortung, die von Wissenschaftlern, Ingenieuren und Politikern getragen wird, diskutiert werden. Kein Verweis auf öffentliche, wirtschaftliche, technische Zweckdienlichkeit oder auf höhere wissenschaftliche Interessen kann den moralischen und materiellen Schaden rechtfertigen, der Menschen und der Umwelt angetan werden kann. Die verstärkten potentiellen Auswirkungen von Technologie erfordern eine völlig neue ethische Orientierung, nicht nur im Hinblick auf Verhaltensregeln sondern auch im Hinblick auf Verantwortung und Vorsorge und auf Voraussicht und Fürsorge für die Zukunft. Dies erfordert neue Normen und teilweise veränderte Wertvorstellungen. Die Machthaber in der USSR und den USA hatten den Zugang zu Informationen über technische Risiken bei großen technischen Installationen in militärisch-industriellen Einrichtungen für die Öffentlichkeit und für die freie Presse begrenzt. Das Desaster im Kernkraftwerk von Chernobyl ist hierfür ein veranschaulichendes Beispiel. Das heißt, das Risiko birgt nicht nur technische sondern auch gesellschaftliche Schwierigkeiten, was wiederum ein moralisches Problem darstellt. Es werden keine allgemeinen Anmerkungen zum objektiven Charakter sozialwissenschaftlicher Untersuchungen gemacht, sondern zu den Untersuchungen des konkreten Einzelfalls eines historisch besonderen Phänomens, das immer mit den gegebenen Wertvorstellungen in Wechselbeziehung stehen muss (Max Weber). Die nuklearen Unfälle von Chernobyl und Fucusima haben gezeigt, dass es notwendig ist, über die soziologischen Probleme der modernen Technowissenschaft von einem ethischen Standpunkt aus unter Einsatz von post-nichtklassischer wissenschaftlicher Rationalität zu reflektieren.

Publikationen

Kontakt

Prof. Dr. Vitaly Gorokhov
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 3640
76021 Karlsruhe