Bertold Schweitzer Der Erkenntniswert von Fehlfunktionen Die Analyse von Ausfällen, Defekten und Störungen als wissenschaftliche Strategie Der Erkenntniswert von Fehlfunktionen Bertold Schweitzer Der Erkenntniswert von Fehlfunktionen Die Analyse von Ausfällen, Defekten und Störungen als wissenschaftliche Strategie Bertold Schweitzer Institut für Philosophie Universität Osnabrück Osnabrück, Deutschland ISBN 978-3-476-04950-6 ISBN 978-3-476-04951-3 (eBook) https://doi.org/10.1007/978-3-476-04951-3 Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. J.B. Metzler © Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von allgemein beschreibenden Bezeichnungen, Marken, Unternehmensnamen etc. in diesem Werk bedeutet nicht, dass diese frei durch jedermann benutzt werden dürfen. Die Berechtigung zur Benutzung unterliegt, auch ohne gesonderten Hinweis hierzu, den Regeln des Markenrechts. Die Rechte des jeweiligen Zeicheninhabers sind zu beachten. Der Verlag, die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus, dass die Angaben und Informationen in diesem Werk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind. Weder der Verlag, noch die Autoren oder die Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder implizit, Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehler oder Äußerungen. Der Verlag bleibt im Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutionsadressen neutral. Einbandgestaltung: Finken & Bumiller, Stuttgart (Foto: patpitchaya/shutterstock) J.B.  Metzler ist ein Imprint der eingetragenen Gesellschaft Springer-Verlag GmbH, DE und ist ein Teil von Springer Nature. Die Anschrift der Gesellschaft ist: Heidelberger Platz 3, 14197 Berlin, Germany Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 Fehler als Erkenntnisinstrument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 These, Zielsetzung und Fragestellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3 M ethodischer Ansatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.4 Stand der Forschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4.1 Betrachtungen zum Erkenntnisgewinn aus Fehlfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4.2 Bestimmungen des Begriffs Fehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.4.3 Analysen des Begriffs Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.5 Gang der Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2 Methodologische und begriffliche Grundfragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1 Wissenschaftliche Methodologie und Wissenschaftstheorie . . . . . . . 17 2.1.1 Deskriptive und normative Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.1.2 Normative Methodologie heute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.1.3 Heuristik als Verfahren der Entdeckung . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.1.4 Möglichkeiten der Prüfung methodischer Regeln . . . . . . . . . 24 2.2 Die Begriffsfamilien Fehler und Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.2.1 Bedeutungs- und Wortfeldanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.2.2 Historische Explikationen des Begriffs Funktion . . . . . . . . . 28 2.2.3 Ahistorische, finale Explikationen des Begriffs Funktion . . . 30 2.2.4 Ahistorische, nicht-finale Explikationen des Begriffs Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.2.5 Der Funktionsbegriff zur Analyse von Fehlfunktionen . . . . . 36 3 F allbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.1 W ahrnehmungsforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.1.1 Farbensehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.1.2 Optische Täuschungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.2 Genetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.2.1 Sind Mutationen Fehlfunktionen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.2.2 Erkenntnisgewinn aus Mutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.2.3 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 V VI Inhaltsverzeichnis 3.3 Verhaltensforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 3.3.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 3.3.2 Starre Verhaltensweisen, Erbkoordinationen und Instinktbewegungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 3.3.3 Attrappenversuche und angeborene Auslösemechanismen . . . 55 3.3.4 Leerlaufhandlungen und innere Motivation . . . . . . . . . . . . . 58 3.3.5 Prägung, Fehlprägung und Lerndispositionen . . . . . . . . . . . 59 3.3.6 Übersprungshandlungen und die Integration des Verhaltens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.3.7 Fehlfunktionen und der Zweck von Merkmalen . . . . . . . . . . 60 3.3.8 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 3.4 Evolutionsbiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3.4.1 Rudimente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3.4.2 Unvollkommenheiten und nachteilige Merkmale im Bauplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 3.4.3 Atavismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3.4.4 Erkenntnisse der Evolutionsbiologie aus Fehlfunktionen . . . 67 3.4.5 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 3.5 Kognitive Täuschungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 3.5.1 Gedächtnistäuschungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 3.5.2 Probleme mit mathematischen, besonders nichtlinearen Zusammenhängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 3.5.3 Fehler beim statistischen Denken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 3.5.4 Fehlleistungen beim Umgang mit komplexen, rückgekoppelten Systemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 3.5.5 Fehlleistungen beim deduktiv-logischen Denken . . . . . . . . . 86 3.5.6 Fehlleistungen beim physikalischen Denken . . . . . . . . . . . . 88 3.5.7 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 3.6 V ersprecherforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 3.6.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 3.6.2 Was sind Versprecher und warum untersucht man sie? . . . . 93 3.6.3 Seit wann untersucht man Versprecher? . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3.6.4 Welche Versprecher hört man, und wie kann man sie klassifizieren? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3.6.5 Einsichten in die Sprachproduktion aufgrund von Versprechern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 3.6.6 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 3.7 Neuropsychologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 3.7.1 Grundlagen der Neuropsychologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 3.7.2 Ältere Neuropsychologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 3.7.3 Kognitive Neuropsychologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 3.7.4 Assoziationen und Dissoziationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 3.7.5 Annahmen der Kognitiven Neuropsychologie . . . . . . . . . . . 116 3.7.6 Kritik der Annahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 3.7.7 Stützung durch und Konvergenz mit anderen Disziplinen . . . 120 Inhaltsverzeichnis VII 3.8 Falsche Modelle und Theorien als „Trittsteine“ zu besseren . . . . . . 120 3.8.1 Die Rolle falscher Modelle und Theorien . . . . . . . . . . . . . . . 120 3.8.2 Arten der Falschheit von Modellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 3.8.3 Funktionen falscher Modelle bei der Suche nach besseren . . . . 123 3.8.4 Kritik und Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 3.9 Erkenntniswert von Fehlleistungen in der Erkenntnistheorie . . . . . . 128 3.9.1 Fehlleistungen und die prinzipielle Unsicherheit von Erkenntnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 3.9.2 Fehlleistungen und Stufen der Erkenntnis . . . . . . . . . . . . . . 130 3.9.3 Fehlleistungen als Argumente gegen einen naiven Realismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 3.9.4 Fehlleistungen als Argumente für Realismus, gegen Instrumentalismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 3.9.5 Fehlleistungen bei Kant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 3.9.6 Fehlleistungen bestimmen Umfang und Grenzen der Erkenntnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 3.9.7 Fehlleistungen zeigen Starrheit und angeborene Komponenten der Erkenntnisfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 3.9.8 Fehlleistungen als Argumente für eine evolutionäre Erkenntnistheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 3.9.9 Fehlleistungen als Fenster zum Erkenntnisapparat . . . . . . . . 136 4 V ergleichende Analyse und allgemeine Züge der „Fehlfunktions-Methode“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 4.1 A nnahmen im Vergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 4.1.1 Transparenzannahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 4.1.2 Modularitätsannahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 4.1.3 Subtraktivitätsannahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 4.2 V orgehensweisen im Vergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 4.2.1 Fehlfunktionen und die Angemessenheit von Erklärungen und Modellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 4.2.2 Der Erkenntniswert einzelner Fehlfunktionen . . . . . . . . . . . 140 4.2.3 Profile von Fehlfunktionen und Verfahren ihrer Erstellung . . . 140 4.2.4 Erkenntnisgewinn aus der Häufigkeit von Fehlfunktionen . . . 141 4.2.5 Erkenntnisgewinn aus spezifischen Eigenschaften von Fehlfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 4.3 Heuristische Überlegungen zur Systematisierung . . . . . . . . . . . . . . . 142 4.3.1 Wie kann man Fehlfunktionen ordnen und systematisieren? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 4.3.2 Ziele der Wissenschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 4.3.3 Elf typische Schritte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 4.4 D ie Schritte der Forschung im Einzelnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 4.4.1 Auffinden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 4.4.2 Abgrenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 4.4.3 Aufklärung der materiellen Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 VIII Inhaltsverzeichnis 4.4.4 Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 4.4.5 Bestimmung der (relevanten) Ein- und Ausgänge . . . . . . . . . 146 4.4.6 Zusammenhänge zwischen Eingabe und Ausgabe . . . . . . . . 147 4.4.7 Interne Systemzustände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 4.4.8 Funktionalanalyse, funktionale Modelle . . . . . . . . . . . . . . . . 152 4.4.9 Lokalisieren von Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 4.4.10 Mechanismische Modelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 4.4.11 Nachbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 5 Fehlfunktions-Methoden im Vergleich mit Strategien empirischer Forschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 5.1 Bedeutende traditionelle Methodologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 5.1.1 John Stuart Mill . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 5.1.2 Die experimentellen Methoden Claude Bernards . . . . . . . . . 166 5.2 Moderne Methodologien mittlerer Reichweite . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 5.2.1 Zerlegen und Lokalisieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 5.2.2 Strategien des „Vergleichenden Experimentierens“ in Biologie und Medizin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 5.3 Verfahren der Systemtheorie und Systemanalyse . . . . . . . . . . . . . . . 174 5.3.1 Strukturelle Systemanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 5.3.2 Manipulation und Aufschneidung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 5.3.3 Systemanalyse eines einfachen Systems . . . . . . . . . . . . . . . . 180 5.3.4 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 5.4 Kausalitätstheorien und Verfahren der Kausalanalyse . . . . . . . . . . . 182 5.4.1 Grundlagen zu Kausalitätstheorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 5.4.2 Kausalanalytische Verfahren des „Kausalen Schließens“ . . . 197 5.4.3 Kausalanalytische Algorithmen des „kausalen Modellierens“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 5.4.4 Kausalanalyse und Methoden der Kognitiven Neuropsychologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 5.5 Verfahren zur Aufklärung von Mechanismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 5.5.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 5.5.2 Zum Verhältnis von Kausalität und Mechanismus . . . . . . . . 224 5.5.3 Verfahren mechanistischer Erklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 5.5.4 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 5.6 Diskussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 6 Konsequenzen für eine normative Methodologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 6.1 V orliegende normative Methodologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 6.1.1 Fehlfunktions-Methoden und die Methoden von Mill und Bernard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 6.1.2 Fehlfunktions-Methoden und ihr Verhältnis zu modernen Methodologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Inhaltsverzeichnis IX 6.2 Grundzüge einer normativen Fehlfunktions-Methode . . . . . . . . . . . 237 6.2.1 Darstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 6.2.2 Mögliche Einwände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 6.3 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 7 Schlussbetrachtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 7.1 Rückblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 7.2 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 7.3 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 Literatur ...................................................... 257 Einleitung 1 1.1 Fehler als Erkenntnisinstrument Aus den Fehlfunktionen oder dem Versagen eines Gegenstandes kann man einiges – unter Umständen sogar besonders viel – über den Gegenstand erfahren. Oder plakativ formuliert: Wie etwas funktioniert, merkt man am ehesten, wenn es nicht funktioniert. Diese These des „Erkenntniswertes von Fehlfunktionen“ bildet den Ausgangs- punkt der vorliegenden Untersuchung. Motiviert wird sie durch die Beobachtung, dass in vielen Bereichen der Wissenschaft und der Technik, aber auch des Alltags Fehler verschiedenster Art in charakteristischer Weise zum Gewinn von Erkenntnis genutzt werden. Fehlfunktionen, Versagen, Störungen, Ausfallerscheinungen, Ab- weichungen und ähnliche Erscheinungen scheinen dabei Ausgangspunkt und Kern- stück einer besonderen Familie von Methoden zu bilden, die trotz unterschiedlicher Gegenstände gemeinsame Züge aufweist. Bei dieser Methode geht es nicht primär darum, Fehler zu vermeiden, sie zu er- klären oder zu verstehen. Es handelt sich auch nicht um das wohl am nachdrück- lichsten von Karl Popper vertretene Prinzip des individuellen und wissenschaftli- chen Lernens durch Versuch und Irrtum – besser: Versuch und Irrtumsbeseitigung. Vielmehr geht es darum, normale Gegenstände zu verstehen, indem man deren Fehlfunktionen, Ausfälle und Störungen studiert: Beobachtungen an geschädigten, gestörten, nicht richtig funktionierenden oder abweichenden Gegenständen sollen Rückschlüsse auf gleichartige unbeschädigte, ungestörte, funktionierende, normale Gegenstände ermöglichen. So kann man etwa das menschliche Sehvermögen durch die Untersuchung opti- scher Täuschungen besser kennenlernen, die Sprachproduktion durch Untersuchung von Sprach- und Sprechfehlern oder den Stoffwechsel, etwa von Bakterien, durch Experimente mit Mangelmutanten. Allen diesen Vorgehensweisen ist gemeinsam, dass aus dem Versagen oder den Fehlfunktionen eines Gegenstandes Schlüsse auf sein normales Funktionieren oder seine normale Struktur gezogen werden. Zunächst aber sollen einige weitere © Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019 1 B. Schweitzer, Der Erkenntniswert von Fehlfunktionen, https://doi.org/10.1007/978-3-476-04951-3_1