Ein Experiment verurteilt nie eine einzelne Hypothese: Duhems Holismus

Die Duhem-These (oder Duhem-Quine-These): der Bestätigungsholismus

Pierre Duhem 1861 · 1916Ein physikalisches Experiment prüft nie eine Hypothese allein, sondern ein ganzes Gefüge von Theorien.

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Was es behauptet

Ein physikalisches Experiment kann also niemals eine isolierte Hypothese verurteilen, sondern nur ein ganzes Gefüge; es gibt kein experimentum crucis; und die Wahl der aufzugebenden Hypothese ist Sache des gesunden Menschenverstands des Physikers.

Warum

Eine Vorhersage beruht auf einer ganzen Reihe von Hypothesen: Scheitert sie, sagt die Logik nicht, welche falsch ist.

Dieselbe Idee im Lauf der Geschichte

Pierre Duhem1906Duhem, Physiker und Historiker der Physik, zeigt anhand der Optik und der Mechanik, dass der Physiker nie eine isolierte Hypothese prüft. Foucaults Experiment (1850), oft als Urteilsspruch gegen Newtons Emissionstheorie des Lichts dargestellt, verurteilt in Wirklichkeit das gesamte System Newtons, nicht nur die Hypothese, dass Licht aus Korpuskeln besteht.

Willard Van Orman Quine1951In „Two Dogmas of Empiricism“ verallgemeinert Quine: Unsere Aussagen treten der Erfahrung als Ganzes gegenüber, und jede von ihnen kann wahr gehalten werden, wenn man den Rest genügend anpasst. Quine verweist für diesen Gedanken auf Duhem; seither spricht man von der „Duhem-Quine-These“, doch Quines Version geht weiter als die Duhems, der von der Physik sprach.

Kurz gesagt

„Ein Experiment verurteilt nie eine einzelne Hypothese: Duhems Holismus“ ist ein Argument von Pierre Duhem (Ziel und Struktur der physikalischen Theorien (La Théorie physique), 1906, II. Teil, Kap. VI, 1906) zur Frage „Kann die Wissenschaft alles erklären?“ (Antwort: eine menschliche konstruktion). Seine These: Ein physikalisches Experiment kann also niemals eine isolierte Hypothese verurteilen, sondern nur ein ganzes Gefüge; es gibt kein experimentum crucis; und die Wahl der aufzugebenden Hypothese ist Sache des gesunden Menschenverstands des Physikers. Laut der Logikprüfung von AskPhilosophy (Z3-Solver) folgt die Schlussfolgerung tatsächlich aus ihren 5 Prämissen. AskPhilosophy präsentiert 2 Einwände, davon 1 mit einer dokumentierten Erwiderung, sowie den Originaltext hinter jeder Prämisse, Wort für Wort geprüft.

Ziel und Struktur der physikalischen Theorien (La Théorie physique), 1906, II. Teil, Kap. VI

Gültig

Wir stellen uns oft vor, ein Experiment „teste“ eine Idee, wie man ein Werkstück testet: Zerbricht es, ist die Idee falsch. Pierre Duhem, ein französischer Physiker, zeigt zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts, dass es nicht so einfach ist. Um vorherzusagen, was ein Experiment ergeben muss, verwendet der Physiker nicht nur die Hypothese, die er testen will: Er stützt sich auch auf die Theorie seiner Instrumente, auf Optik, Berechnungen usw. Weicht das Ergebnis von der Vorhersage ab, ist also irgendetwas im Ganzen falsch, aber das Experiment sagt nicht, was. Duhem zieht daraus drei Folgerungen: Kein Experiment verurteilt für sich allein eine Hypothese; es gibt kein „experimentum crucis“, das zwischen zwei rivalisierenden Hypothesen entscheiden würde; und die Wahl dessen, was geändert werden muss, hängt vom „gesunden Menschenverstand“ („bon sens“) des Physikers ab, der keine Regel der Logik ist. Wir ordnen dieses Argument unter „Eine menschliche Konstruktion“ ein, weil es zeigt, dass menschliche Entscheidungen selbst in der Physik in die Entscheidung einfließen. Duhem glaubt, dass eines Tages der gesunde Menschenverstand die Theorien klar sortiert (§ X). Er spricht von der Physik, nicht von der Wissenschaft insgesamt.

klicke auf eine Prämisse, um sie zurückzuweisen

Wenn du alle Prämissen akzeptierst, zwingt dich die Logik dazu, auch die Konklusion zu akzeptieren. Die Debatte dreht sich also um die Prämissen.

Von einem Logik-Solver geprüft: Es ist unmöglich, dass alle Prämissen wahr und die Konklusion falsch sind.
Ohne die implizite Prämisse: Ohne P3 könnte man P1 und P2 akzeptieren und sagen, dass ein gut konzipiertes Experiment die getestete Hypothese dennoch isoliert, weil die anderen Hypothesen so solide sind, dass man sie für sicher halten kann. Duhem räumt ein, dass der Physiker so verfährt, sagt aber, dieses Vertrauen „dränge sich nicht mit logischer Notwendigkeit auf“.

Das Argument ist gültig. P1 und P2 besagen, dass das Experiment nicht auf die fehlerhafte Hypothese hinweist. Mit P3 (implizit) wird keine isolierte Hypothese verurteilt. P4 und P5 zeigen, dass es kein experimentum crucis gibt. P6 sagt, dass der gesunde Menschenverstand entscheidet, wenn die Logik den Schuldigen nicht benennt. Die Debatte dreht sich um P2 und P3: Kann man in der Praxis herausfinden, welche Hypothese fehlerhaft ist, und genügt die Tatsache, dass man eine Hypothese immer retten kann, um zu sagen, dass sie nie widerlegt werden kann?

Analogie. Ein Auto springt nicht an. Der Mechaniker kann allein aus der Tatsache, dass es nicht anspringt, nicht sagen „Es ist die Batterie“: Es kann auch der Anlasser sein, der Kraftstoff, eine Sicherung. Die Tatsache weist von sich aus auf nichts hin; seine Erfahrung, nicht eine Regel, legt ihm nahe, wo er anfangen soll.

Einwände

Jeder Einwand ist ein Gespräch: Klicke, um zu sehen, wer erwidert und wo die Debatte steht.

Karl Popper 1963 · greift Prämisse 2 an

Popper entgegnet, das „holistische“ Argument gehe viel zu weit. In recht vielen Fällen sei es möglich herauszufinden, welche Hypothese für die Widerlegung verantwortlich ist.

ein Verteidiger erwidert

Argument ansehen

Imre Lakatos Verteidiger des Arguments · 1970

Lakatos zieht aus Duhem die Lehre für die Methode: Kein Experiment und kein Beobachtungssatz kann für sich allein zur Widerlegung führen, und es gibt keine Widerlegung, bevor eine bessere Theorie auftaucht. Man verwirft eine Theorie also nicht, weil ein Experiment ihr widerspricht, sondern weil eine andere es besser macht.

Die Debatte geht weiter (unsere Zusammenfassung) Popper räumt im selben Kapitel selbst ein, dass oft nur ein großer Teil eines theoretischen Systems getestet werden kann, manchmal das ganze System; den verantwortlichen Bestandteil zu benennen, sei dann reine Spekulation (er verweist auf Duhem: siehe dessen Zitat in Poppers Argument). Der Dissens betrifft die Häufigkeit der Fälle, in denen man herausfinden kann, welche Hypothese fehlerhaft ist, und das Gewicht, das die Methode dem „gesunden Menschenverstand“ geben soll.

Wo die Debatte steht (unsere Zusammenfassung)Unsere Zusammenfassung: Heute räumen alle ein, dass Tests von Hilfshypothesen abhängen. Der grundlegende Dissens betrifft die Konsequenzen: Für Popper schreitet die Wissenschaft dennoch durch Widerlegung voran; für Duhem und Lakatos müssen über die Logik hinaus weitere Kriterien hinzukommen (gesunder Menschenverstand, Vergleich zwischen Forschungsprogrammen).

Adolf Grünbaum 1960 · greift Prämisse 3 an

Grünbaum bestreitet, dass die Logik beweist, was Duhem aus ihr folgert. Dass man eine Hypothese stets retten kann, indem man die anderen verändert, ist nicht bewiesen: Man muss noch Ersatzhypothesen finden, die mit allen bereits etablierten Ergebnissen übereinstimmen, und nichts garantiert, dass es sie gibt. Das ist eine Tatsachenfrage, die von Fall zu Fall zu prüfen ist, und keine Folge der Logik.

ohne Erwiderung

Duhem hat auf diesen Einwand nie geantwortet.

Die Debatte geht weiter (unsere Zusammenfassung) Duhem zeigt an Beispielen, dass eine Hypothese gerettet werden kann, indem man andere verändert (der Fall Neumann), ohne dies für alle Fälle zu behaupten (unsere Lesart). Die Vertreter des Holismus (darunter Quine) gehen weiter als Duhem, wenn sie sagen, dass sich jede Hypothese beibehalten lässt, sofern man den Rest hinreichend anpasst; auf diese starke Version zielt Grünbaum vor allem.

Wo die Debatte steht (unsere Zusammenfassung)Unsere Zusammenfassung: Heute unterscheidet man eine schwache Version (Tests hängen von Hilfshypothesen ab, von allen anerkannt) von einer starken Version (jede Hypothese kann immer gerettet werden, sehr umstritten). Duhem vertritt eher die erste.