Falsifikation statt Verifikation. Das Abgrenzungskriterium des kritischen Rationalismus (Popper)

Existenzsätze und All-Sätze

Es gibt vom logischen Gesichtspunkt her zwei grundsätzlich unterschiedliche Möglichkeiten, Aussagen über die Wirklichkeit zu machen: Existenz-Sätze und All-Sätze. 

Existenzsätze behaupten, dass irgendetwas (X) existiert. Das heißt, dass es mindestens ein X geben muss, damit dieser Satz wahr ist. Existenzsätze sind verifizierbar. Es reicht ein einziges Beispiel für X zu finden. Ein Beispiel für einen solchen Existenzsatz wäre die Aussage: "Es gibt Leben auch außerhalb unseres Sonnensystems". 

Wichtige Sätze in den Wissenschaften haben aber eine ganz andere logische Struktur. Sie stellen allgemeine Aussagen oder Behauptungen auf; zum Beispiel: "Alle Metalle dehnen sich bei Erwärmung aus." Hier genügt es nicht, einen Metallstab zu nehmen und ihn über ein Feuer zu halten und zu schauen, was passiert. Denn wir machen ja eine Behauptung, die alle Metalle (an allen Orten im Universum und zu allen Zeiten) betrifft. Und das geht über den Einzelfall weit hinaus. 

Die Wahrheit von All-Sätzen können wir also nicht einfach mithilfe von Einzelbeobachtungen beweisen. 

All-Sätze: das Problem der Schwarzen Schwäne ...

Nehmen wir an, wir wären Schwanforscher und wollten herausfinden, welche Farbe das Gefieder der Schwäne hat. Wir beobachten Schwäne an unterschiedlichen Orten und zu unterschiedlichen Zeiten und stellen fest: Schwan 1 hat weiße Federn. Schwan 2 hat weiße Federn. Schwan 3 hat weiße Federn. ... Schwan 45 hat weiße Federn. Irgendwann leiten wir daraus die Hypothese ab: "Alle Schwäne sind weiß"

Doch spätestens an der Stelle taucht ein grundsätzliches Problem auf: Wir können nicht wissen, ob es nicht irgendwo (oder irgendwann einmal) einen Schwan gibt, der nicht weiß ist. Und dieses Problem können wir auch nicht lösen, wenn 100 oder 200 oder 500 Schwäne untersuchen. Die Aussage "Alle Schwäne sind weiß" wird zwar so allmählich von einer vagen Hypothese zu einer besser abgesichert und gut bewährten Theorie. Aber der logisch gültige und absolut sichere Beweis, dass sie stimmt, gelingt prinzipiell nicht. Wir müssten nämlich unendlich viele Fälle überprüfen, um die Wahrheit dieser Aussage zu beweisen. Und das können wir nicht. 

Dasselbe Problem haben wir mit allen allgemeinen wissenschaftlichen Aussagen, also mit allem grundlegenden Theorien und Gesetzen, wie z. B. mit Aussagen wie "Alle Metalle dehnen sich bei Erwärmung aus."  Weil sie allgemeine Gültigkeit beanspruchen, sind sich nicht als wahr nachweisbar, also nicht verifizierbar. 

Was aber geht, ist das umgekehrte: Wir stellen versuchsweise die Hypothese: "Alle Schwäne sind weiß" auf. Dann probieren wir, diesen Satz zu widerlegen  (=falsizifieren; = als falsch nachzuweisen), indem wir an vielen unterschiedlichen Orten nach schwarzen oder sonstwie nicht-weißen Schwänen suchen. In dem Moment, in dem wir einen schwarzen Schwan entdecken, hätten wir unsere Hypothese "Alle Schwäne sind weiß" falsifiziert. Wir wüssten, dass sie nicht stimmt. Und wir würden sie aus unserer Theorie entfernen und durch eine angemessenere und den Beobachtungen entsprechende Aussage ("99 Prozent aller Schwäne sind weiß.") ersetzen. Solange wir aber keinen schwarzen Schwan gefunden haben, lassen wir die Aussage "Alle Schwäne sind weiß" als gut bewährte Theorie stehen. Wir hoffen, dass sie wahr ist. Aber wir können es aus ganz grundsätzlichen Gründen nicht wissen. 

Das Problem mit den Schwarzen Schwänen stellt sich in den harten Naturwissenschaften. Es stellt sich aber noch viel stärker im Bereich der Sozialwissenschaften von der Psychologie bis zu den Wirtschaftswissenschaften, wo Theorien mit statistischen Verfahren empirisch überprüft werden und wo häufig aus der Vergangenheit in die Zukunft extrapoliert wird. 

Popper über wissenschaftliche Theorien und Wahrheit

"Es führt kein Weg mit Notwendigkeit von irgendwelchen Tatsachen zu irgendwelchen Gesetzen. Was wir „Gesetze“ nennen, sind Hypothesen, die eingebaut sind in Systeme von Theorien und die niemals völlig isoliert geprüft werden können. Der Gang der Wissenschaft besteht im Probieren, Irrtum und Weiterprobieren. Keine bestimmte Theorie kann als absolut sicher betrachtet werden. Jede, auch die am besten bewährte Theorie, kann unter Umständen wieder problematisch werden. Keine wissenschaftliche Theorie ist sakrosankt. Man hat diese Tatsache sehr oft vergessen, vor allem im vorigen Jahrhundert unter dem Eindruck der lang dauernden und glänzenden Bewährung gewisser Theorien auf dem Gebiete der Mechanik, die man schließlich für absolut sicher hielt. Die stürmische Entwicklung der Physik seit der Jahrhundertwende hat uns eines Besseren belehrt, der Tatsache nämlich, dass es die Aufgabe des Wissenschaftlers ist, seine Theorie immer neuen Prüfungen zu unterziehen, und dass man daher keiner Theorie Endgültigkeit zusprechen kann. Das Überprüfen geschieht, indem man die Theorie festhält, mit allen möglichen Anfangsbedingungen und anderen Theorien kombiniert und die Ergebnisse mit der Wirklichkeit vergleicht. Die Widerlegung, die Enttäuschung der Erwartung, hat schließlich den Neubau der Theorie zur Folge.

Diese Enttäuschung von Erwartung, mit denen wir an die Wirklichkeit herantreten, ist ein sehr bedeutsames Moment. Sie gleicht der Erfahrung eines Blinden, der gegen ein Hindernis läuft und dadurch von dessen Existenz erfährt. Durch die Falsifikation unserer Annahmen bekommen wir tatsächlich Kontakt mit der Wirklichkeit. Die Widerlegung unserer Irrtümer ist die positive Erfahrung, die wir aus der Wirklichkeit gewinnen. ...

Wir sehen so letzten Endes die Wissenschaft als ein grandioses Abenteuer des Geistes vor uns, ein unermüdliches Erfinden von neuen Theorien und Ausprobieren von Theorien an der Erfahrung. Die Prinzipien des wissenschaftlichen Fortschritts erweisen sich als von sehr einfacher Natur. Die erreichten Sätze und Theorien gewähren nicht die Sicherheit ..., die man von ihnen aufgrund magischer Vorstellungen von der Wissenschaft und vom Wissenschaftler erwarten würde. Nicht auf die Entdeckung absolut sicherer Theorien geht die Bemühung des Wissenschaftlers hinaus, sondern auf die Entdeckung oder, vielleicht besser, Erfindung von immer besseren Theorien ..., die immer strengeren Prüfungen unterworfen werden können (und uns dadurch zu immer neuen Erfahrungen führen, sie uns beleuchten). Das heißt aber, die Theorien müssen falsifizierbar sein: durch ihre Falsifikation macht die Wissenschaft Fortschritte" (aus "Objektive Erkenntnis", 1972) 

Popper möchte kein Sinnkriterium wie der Wiener Kreis, sondern ein Wissenschaftskriterium, das erfahrungswissenschaftliche (=empirische) von nicht-erfahrungswissenschaftlichen Sätzen trennt. Nicht-erfahrungswissenschaftliche Sätze – also zum Beispiel Sätze der Ethik oder der Ästhetik oder der Literatur, aber auch Sätze der Logik oder der Mathematik - können durchaus sinnvoll sein, aber sie haben eine grundlegend andere Funktion als Sätze in den Wissenschaften.

Für (erfahrungs)wissenschaftliche Sätze formuliert Popper das Falsifikationsprinzip:

Die grundlegenden Aussagen der Erfahrungswissenschaften (Hypothesen, grundlegende Sätze in Theorien, Gesetze) müssen fasifizierbar, also als falsch nachweisbar sein. 

Wissenschaftler formulieren – wie Einstein, als er die Relativitätstheorie formulierte – mit Hilfe spekulativer Überlegungen Hypothesen. Erst im zweiten Schritt werden diese Hypothesen an der Erfahrung überprüft. Hält eine Hypothese der Überprüfung an der Erfahrung nicht stand, muss sie wieder verworfen werden. Hält eine Hypothese der Überprüfung stand, kann sie als (vorläufig) bewährt stehen bleiben. Es ist aber nie ausgeschlossen, dass eine Hypothese eines Tages mit der Erfahrung in Widerspruch gerät. Dann muss sie verworfen werden. Je strenger die Rahmenbedingungen sind, unter denen eine Hypothese überprüft worden ist, desto bewährter ist sie. Eine gut bewährte Hypothese ist eine Theorie.

Wissenschaft ist ein Prozess kontinuierlichen Fortschritts, in dem falsche Hypothesen / Theorien früher oder später entdeckt und ausgeschieden bzw. durch bessere Theorien ersteht werden. Allerdings gibt es in der Wissenschaft keine absoluten Wahrheiten.

• "Spiegel": Nachruf auf K. R. Popper
• Wikipedia über das Falsifikationsprinzip
• Science-Blog: Artikel über Falsifikationsprinzip und interessante Kommentare dazu
• Youtube: Interview mit Karl Popper (Bayern Alpha) über falsche Propheten, die Offene Gesellschaft und die Bedeutung von Kritik.