A Biologische Basis: erforschen, beschreiben, beurteilen | 14 |
1 Wissenschaftstheoretische Überlegungen zu den Substratender Biologie | 15 |
1.1 Wissenstypen und Grundbezug auf die belebte Welt | 15 |
1.2 Organismus oder System? | 17 |
1.3 Kennzeichen belebter Systeme | 18 |
1.4 Adäquate Beschreibung biologischer Systemedurch Nachbarwissenschaften | 19 |
1.5 Prinzip der einfachsten Erklärungsmöglichkeit | 21 |
1.6 Biologie als Naturwissenschaft | 21 |
1.7 Physikalismus und Reduktionismus | 21 |
1.7.1 Physikalismus und Vitalismus | 21 |
1.7.2 Reduktionismus bzw. reduktiver Physikalismus | 22 |
1.7.3 Nicht reduktiver Physikalismus | 22 |
1.7.4 Pragmatische Position | 24 |
1.8 Analyse und Synthese – Biologie und Technik | 24 |
2 Vorgehensweise in der Biologie | 26 |
2.1 Beobachtung und Beschreibung | 26 |
2.1.1 Beobachtung mit den Sinnesorganen | 26 |
2.1.2 Beobachtungen mit Geräten | 27 |
2.1.3 Die angemessene Beschreibung | 28 |
2.1.4 In welchen Fällen reicht die Methode,,Beobachtung und Beschreibung`` aus? | 31 |
2.1.5 In welchen Fällen reicht die Methode,,Beobachtung und Beschreibung`` nicht aus? | 32 |
2.1.6 Allgemeine Bedeutung der Methode,,Beobachtung und Beschreibung`` in der Biologie | 33 |
3 Das Experiment | 34 |
3.1 Typen von Experimenten | 34 |
3.1.1 Das qualitative Experiment | 34 |
3.1.2 Das quantitative Experiment | 35 |
3.2 Prinzipien für das Experiment | 36 |
3.2.1 Prinzip der kleinen Schritte | 36 |
3.2.2 Prinzip der indirekten Messung | 38 |
3.2.3 Prinzip der Lösung einer Struktur aus dem Verband | 38 |
3.2.4 Prinzip der Reproduzierbarkeit | 39 |
3.2.5 Prinzip der gezielten Ausschaltung | 40 |
3.3 Korrelation und Kausalverknüpfung | 40 |
4 Schlussfolgern, Beurteilen und Erklären in der Biologie | 43 |
4.1 Die induktive und die deduktive Methode | 43 |
4.1.1 Induktive Methode | 43 |
4.1.2 Deduktive Methode | 44 |
4.1.3 Beispiele | 44 |
4.2 Die Induktion als Grundmethode des Schlussfolgernsin der naturwissenschaftlichen Forschung | 46 |
4.3 Die ,,deduktive Komponente`` induktiver Schlussfolgerung | 47 |
4.4 Hypothesenprüfung durch konstruierte Einzelfälle | 48 |
4.5 Analyse und Synthese | 50 |
4.6 Das vierfache Methodengefüge der Induktion (Max Hartmann) | 50 |
4.6.1 Teilschritte eines logisch einheitlichen Gefüges | 50 |
4.6.2 Analytische Fehler | 51 |
4.7 Die reine oder generalisierende Induktion | 51 |
4.7.1 Definition | 51 |
4.7.2 Prinzip der Methode | 52 |
4.7.3 Zur Leistungsfähigkeit der Methode | 53 |
4.8 Die exakte Induktion | 53 |
4.8.1 Definition | 53 |
4.8.2 Prinzip der Methode | 54 |
4.8.3 Zur Leistungsfähigkeit der Methode | 55 |
4.9 Das Kausalitätsprinzip | 55 |
4.9.1 Ordnungsprinzip | 55 |
4.9.2 Grundfrage | 56 |
4.9.3 Kausalverknüpfung zweier Phänomenen | 56 |
4.9.4 Kausalverknüpfung mehrerer Phänomene | 56 |
4.9.5 Das ,,widerspruchsfreie Schachtelsystem`` | 58 |
4.10 Kausalität und Statistik | 58 |
4.10.1 Verbindlichkeit eines einzigen Experiments | 58 |
4.10.2 Unsicherheit kausaler Zuordnungdurch nicht berücksichtigte Zwischenstufen | 58 |
4.11 Finalität und Heuristik | 60 |
4.11.1 Grundvorstellungen finaler Betrachtungsweisen | 60 |
4.11.2 Teleologie und Zweckhaftigkeit | 61 |
4.11.3 Erklärungswert finaler und kausaler Beziehungen | 62 |
4.11.4 Problemfindung durch finale Betrachtungsweisen | 64 |
4.12 Grenzüberschreitungen | 65 |
4.13 Wertung biologischer Ergebnisse | 66 |
4.13.1 Erklären, verstehen, vorhersagen | 66 |
4.13.2 Verwerfen überholter Ergebnisse | 67 |
4.13.3 Von der Person unabhängige Wertung | 67 |
4.13.4 Zwang, vorhandenes Wissen zu benutzen | 67 |
B Abstraktion biologischer Befunde:Herausarbeitung allgemeiner Prinzipien | 69 |
5 Funktion und Design | 70 |
5.1 Funktion | 71 |
5.1.1 Kennzeichnung und Anschluss an den Designbegriff | 71 |
5.1.2 Funktionsausprägung und Funktionsarten | 72 |
5.1.3 Funktion und Komplexität | 73 |
5.2 Design | 78 |
5.2.1 Versuch einer Kennzeichnung | 78 |
5.2.2 Biologisches Design, betrachtet aus dem Blickwinkel bionisch orientierter Formgestalter | 80 |
5.2.3 Biologisches Design in der Sichtweise der Philosophen | 82 |
5.2.4 ,,Generelles Design`` als Überbegriff | 86 |
6 Modellmäßige Abstraktion des biologischen Originalsals Grundlage für die bionische Übertragung von Prinzipien | 87 |
6.1 Modellbildung als Basis für die Abstraktion von Prinzipien | 87 |
6.1.1 Die Natur als Abstraktionsbasis | 87 |
6.1.2 Das Modell als spezifizierte Relation zur Natur | 89 |
6.1.3 Erkenntnistheoretische Kritik des Modellbegriffs | 91 |
6.1.4 Das Modell als Abbild und zugleich Vorbild | 92 |
6.2 Zum Problem der Modellübertragung | 94 |
6.2.1 Prinzipien und Kritik | 94 |
6.2.2 Versuch einer Zuordnung | 95 |
6.2.3 Analogieforschung | 98 |
6.2.4 Analogie und neopragmatische Modelltheorie | 105 |
6.3 Biologische Erkenntnis und modellmäßige Abstraktion | 112 |
6.3.1 Mechanische Modelle mechanischer Originale | 113 |
6.3.2 Mechanische Modelle nicht mechanischer Originale | 115 |
6.3.3 Elektrische Modelle elektrischer Originale | 116 |
6.3.4 Elektrische Modelle nicht elektrischer Originale | 117 |
6.3.5 Chemische Modelle | 120 |
6.3.6 Kybernetische Modelle | 120 |
6.3.7 Nachrichtentechnische Modelle | 121 |
6.3.8 Mathematische Modelle | 122 |
6.3.9 Denkmodelle | 123 |
6.4 Schlussfolgerungen zur modellmäßigen Abstraktion | 123 |
C Umsetzung in die Technik:Konzeptuelles, Prinzipienvergleich, Vorgehensweise | 124 |
7 Bionik als naturbasierter Ansatz | 125 |
7.1 Zum Naturbegriff – Antithese zur Technikoder grundsätzliche Identität? | 125 |
7.1.1 Lernen von der Natur | 125 |
7.1.2 Beispiele | 127 |
7.2 Zur wissenschaftsphilosophischen Thesevon der Naturnachahmung durch Bionik | 128 |
7.2.1 Typisierung der Bionik | 128 |
7.2.2 Zur Nachahmungsthese der Bionik, Nachahmungstypen | 130 |
7.3 Kann Ästhetik einen Nachahmungstyp darstellen? | 132 |
7.3.1 Eine Betrachtungskategorie? | 132 |
7.3.2 Ein Ordnungsprinzip? | 132 |
7.4 ,,Von der Technik zum Leben`` oder ,,vom Leben zur Technik``? | 133 |
7.4.1 Philosophie und Pragmatismus | 133 |
7.4.2 Organismus und Maschine | 134 |
7.4.3 Technik und biologische Evolution | 135 |
7.5 Effizienz und Optimierung | 135 |
7.5.1 Nochmals: zum Zweckmäßigkeits- und Optimierungsbegriff | 136 |
7.5.2 Optimierungskriterien als heuristische Prinzipien | 138 |
8 Bionik als interdisziplinärer Ansatz | 141 |
8.1 Interdisziplinarität, Technowissenschaft und Zirkulation | 141 |
8.2 Perspektivenwechsel durch Technowissenschaften | 143 |
8.3 Zum Zirkulationsprinzip | 145 |
9 Bionik als konzeptueller Ansatz | 148 |
9.1 Definitionen | 148 |
9.1.1 Technische Biologie | 148 |
9.1.2 Bionik | 149 |
9.1.3 Technische Biologie und Bionik als Antipoden | 151 |
9.2 Bionik – eine fachübergreifende Vorgehensweise | 154 |
9.2.1 Formalisierung des Naturvergleichs | 154 |
9.2.2 Analogieforschung am Anfang | 157 |
9.2.3 Vorgehensweise der Zusammenarbeit | 160 |
9.2.4 Stufen der Zusammenarbeit | 162 |
9.2.5 Typen technologischer Übertragung | 167 |
9.2.6 Sichtweise des VDI | 169 |
9.2.7 Bionikdarstellungen | 170 |
9.3 Bionik – ein Denkansatz | 176 |
9.3.1 Zehn Grundprinzipien natürlicher Systememit Vorbildfunktion für die Technik | 177 |
9.3.2 Vermittlung der Grundprinzipien | 179 |
9.4 Bionik – eine Lebenshaltung | 179 |
9.4.1 Das Naturstudium verleiht Einsichten | 179 |
9.4.2 Eine neue Moral als Basis allen Handelns | 180 |
9.5 Was kann von Bionik letztlich erwartet werden? | 181 |
9.5.1 Bionik sollte richtig eingeschätzt werden | 181 |
9.5.2 Vorgehen gestern und morgen | 181 |
10 Bionik als Ansatz zum strukturierten Erfinden | 183 |
10.1 Bionik bei BR, TRIZ, SIT und anderen Entwicklungsmethoden | 183 |
10.1.1 BR: ,,Brainstorming`` | 184 |
10.1.2 TRIZ: Theorie des erfinderischen Problemlösens(russ. Abk.) | 184 |
10.1.3 SIT: ,,Structured Inventive Thinking`` | 186 |
10.1.4 NM: Methode von Nakayama Masakazu | 188 |
10.1.5 YN/ARIZ 02: Methode von Yoshiki Nakamura | 190 |
10.1.6 NAIS: ,,Naturorientierte Inventionsstrategie`` | 193 |
10.1.7 LU: ,,Luscinius-Methode`` | 198 |
Literaturverzeichnis | 205 |