Vorwort 5
Inhaltsverzeichnis 8
A Biologische Basis: erforschen, beschreiben, beurteilen 13
1 Wissenschaftstheoretische 脺berlegungen zu den Substratender Biologie 14
1.1 Wissenstypen und Grundbezug auf die belebte Welt 14
1.2 Organismus oder System? 16
1.3 Kennzeichen belebter Systeme 17
1.4 Ad盲quate Beschreibung biologischer Systemedurch Nachbarwissenschaften 18
1.5 Prinzip der einfachsten Erkl盲rungsm枚glichkeit 20
1.6 Biologie als Naturwissenschaft 20
1.7 Physikalismus und Reduktionismus 20
1.7.1 Physikalismus und Vitalismus 20
1.7.2 Reduktionismus bzw. reduktiver Physikalismus 21
1.7.3 Nicht reduktiver Physikalismus 21
1.7.4 Pragmatische Position 23
1.8 Analyse und Synthese \u2013 Biologie und Technik 23
2 Vorgehensweise in der Biologie 25
2.1 Beobachtung und Beschreibung 25
2.1.1 Beobachtung mit den Sinnesorganen 25
2.1.2 Beobachtungen mit Ger盲ten 26
2.1.3 Die angemessene Beschreibung 27
2.1.4 In welchen F盲llen reicht die Methode,,Beobachtung und Beschreibung`` aus? 30
2.1.5 In welchen F盲llen reicht die Methode,,Beobachtung und Beschreibung`` nicht aus? 31
2.1.6 Allgemeine Bedeutung der Methode,,Beobachtung und Beschreibung`` in der Biologie 32
3 Das Experiment 33
3.1 Typen von Experimenten 33
3.1.1 Das qualitative Experiment 33
3.1.2 Das quantitative Experiment 34
3.2 Prinzipien f眉r das Experiment 35
3.2.1 Prinzip der kleinen Schritte 35
3.2.2 Prinzip der indirekten Messung 37
3.2.3 Prinzip der L枚sung einer Struktur aus dem Verband 37
3.2.4 Prinzip der Reproduzierbarkeit 38
3.2.5 Prinzip der gezielten Ausschaltung 39
3.3 Korrelation und Kausalverkn眉pfung 39
4 Schlussfolgern, Beurteilen und Erkl盲ren in der Biologie 42
4.1 Die induktive und die deduktive Methode 42
4.1.1 Induktive Methode 42
4.1.2 Deduktive Methode 43
4.1.3 Beispiele 43
4.2 Die Induktion als Grundmethode des Schlussfolgernsin der naturwissenschaftlichen Forschung 45
4.3 Die ,,deduktive Komponente`` induktiver Schlussfolgerung 46
4.4 Hypothesenpr眉fung durch konstruierte Einzelf盲lle 47
4.5 Analyse und Synthese 49
4.6 Das vierfache Methodengef眉ge der Induktion (Max Hartmann) 49
4.6.1 Teilschritte eines logisch einheitlichen Gef眉ges 49
4.6.2 Analytische Fehler 50
4.7 Die reine oder generalisierende Induktion 50
4.7.1 Definition 50
4.7.2 Prinzip der Methode 51
4.7.3 Zur Leistungsf盲higkeit der Methode 52
4.8 Die exakte Induktion 52
4.8.1 Definition 52
4.8.2 Prinzip der Methode 53
4.8.3 Zur Leistungsf盲higkeit der Methode 54
4.9 Das Kausalit盲tsprinzip 54
4.9.1 Ordnungsprinzip 54
4.9.2 Grundfrage 55
4.9.3 Kausalverkn眉pfung zweier Ph盲nomenen 55
4.9.4 Kausalverkn眉pfung mehrerer Ph盲nomene 55
4.9.5 Das ,,widerspruchsfreie Schachtelsystem`` 57
4.10 Kausalit盲t und Statistik 57
4.10.1 Verbindlichkeit eines einzigen Experiments 57
4.10.2 Unsicherheit kausaler Zuordnungdurch nicht ber眉cksichtigte Zwischenstufen 57
4.11 Finalit盲t und Heuristik 59
4.11.1 Grundvorstellungen finaler Betrachtungsweisen 59
4.11.2 Teleologie und Zweckhaftigkeit 60
4.11.3 Erkl盲rungswert finaler und kausaler Beziehungen 61
4.11.4 Problemfindung durch finale Betrachtungsweisen 63
4.12 Grenz眉berschreitungen 64
4.13 Wertung biologischer Ergebnisse 65
4.13.1 Erkl盲ren, verstehen, vorhersagen 65
4.13.2 Verwerfen 眉berholter Ergebnisse 66
4.13.3 Von der Person unabh盲ngige Wertung 66
4.13.4 Zwang, vorhandenes Wissen zu benutzen 66
B Abstraktion biologischer Befunde: Herausarbeitung allgemeiner Prinzipien 68
5 Funktion und Design 69
5.1 Funktion 70
5.1.1 Kennzeichnung und Anschluss an den Designbegriff 70
5.1.2 Funktionsauspr盲gung und Funktionsarten 71
5.1.3 Funktion und Komplexit盲t 72
5.2 Design 77
5.2.1 Versuch einer Kennzeichnung 77
5.2.2 Biologisches Design, betrachtet aus dem Blickwinkel bionisch orientierter Formgestalter 79
5.2.3 Biologisches Design in der Sichtweise der Philosophen 81
5.2.4 ,,Generelles Design`` als 脺berbegriff 85
6 Modellm盲脽ige Abstraktion des biologischen Originalsals Grundlage f眉r die bionische 脺bertragung von Prinzipien 86
6.1 Modellbildung als Basis f眉r die Abstraktion von Prinzipien 86
6.1.1 Die Natur als Abstraktionsbasis 86
6.1.2 Das Modell als spezifizierte Relation zur Natur 88
6.1.3 Erkenntnistheoretische Kritik des Modellbegriffs 90
6.1.4 Das Modell als Abbild und zugleich Vorbild 91
6.2 Zum Problem der Modell眉bertragung 93
6.2.1 Prinzipien und Kritik 93
6.2.2 Versuch einer Zuordnung 94
6.2.3 Analogieforschung 97
6.2.4 Analogie und neopragmatische Modelltheorie 104
6.3 Biologische Erkenntnis und modellm盲脽ige Abstraktion 111
6.3.1 Mechanische Modelle mechanischer Originale 112
6.3.2 Mechanische Modelle nicht mechanischer Originale 114
6.3.3 Elektrische Modelle elektrischer Originale 115
6.3.4 Elektrische Modelle nicht elektrischer Originale 116
6.3.5 Chemische Modelle 119
6.3.6 Kybernetische Modelle 119
6.3.7 Nachrichtentechnische Modelle 120
6.3.8 Mathematische Modelle 121
6.3.9 Denkmodelle 122
6.4 Schlussfolgerungen zur modellm盲脽igen Abstraktion 122
C Umsetzung in die Technik:Konzeptuelles, Prinzipienvergleich, Vorgehensweise 123
7 Bionik als naturbasierter Ansatz 124
7.1 Zum Naturbegriff \u2013 Antithese zur Technikoder grunds盲tzliche Identit盲t? 124
7.1.1 Lernen von der Natur 124
7.1.2 Beispiele 126
7.2 Zur wissenschaftsphilosophischen Thesevon der Naturnachahmung durch Bionik 127
7.2.1 Typisierung der Bionik 127
7.2.2 Zur Nachahmungsthese der Bionik, Nachahmungstypen 129
7.3 Kann 脛sthetik einen Nachahmungstyp darstellen? 131
7.3.1 Eine Betrachtungskategorie? 131
7.3.2 Ein Ordnungsprinzip? 131
7.4 ,,Von der Technik zum Leben`` oder ,,vom Leben zur Technik``? 132
7.4.1 Philosophie und Pragmatismus 132
7.4.2 Organismus und Maschine 133
7.4.3 Technik und biologische Evolution 134
7.5 Effizienz und Optimierung 134
7.5.1 Nochmals: zum Zweckm盲脽igkeits- und Optimierungsbegriff 135
7.5.2 Optimierungskriterien als heuristische Prinzipien 137
8 Bionik als interdisziplin盲rer Ansatz 140
8.1 Interdisziplinarit盲t, Technowissenschaft und Zirkulation 140
8.2 Perspektivenwechsel durch Technowissenschaften 142
8.3 Zum Zirkulationsprinzip 144
9 Bionik als konzeptueller Ansatz 147
9.1 Definitionen 147
9.1.1 Technische Biologie 147
9.1.2 Bionik 148
9.1.3 Technische Biologie und Bionik als Antipoden 150
9.2 Bionik \u2013 eine fach眉bergreifende Vorgehensweise 153
9.2.1 Formalisierung des Naturvergleichs 153
9.2.2 Analogieforschung am Anfang 156
9.2.3 Vorgehensweise der Zusammenarbeit 159
9.2.4 Stufen der Zusammenarbeit 161
9.2.5 Typen technologischer 脺bertragung 166
9.2.6 Sichtweise des VDI 168
9.2.7 Bionikdarstellungen 169
9.3 Bionik \u2013 ein Denkansatz 175
9.3.1 Zehn Grundprinzipien nat眉rlicher Systememit Vorbildfunktion f眉r die Technik 176
9.3.2 Vermittlung der Grundprinzipien 178
9.4 Bionik \u2013 eine Lebenshaltung 178
9.4.1 Das Naturstudium verleiht Einsichten 178
9.4.2 Eine neue Moral als Basis allen Handelns 179
9.5 Was kann von Bionik letztlich erwartet werden? 180
9.5.1 Bionik sollte richtig eingesch盲tzt werden 180
9.5.2 Vorgehen gestern und morgen 180
10 Bionik als Ansatz zum strukturierten Erfinden 182
10.1 Bionik bei BR, TRIZ, SIT und anderen Entwicklungsmethoden 182
10.1.1 BR: ,,Brainstorming`` 183
10.1.2 TRIZ: Theorie des erfinderischen Probleml枚sens (russ. Abk.) 183
10.1.3 SIT: ,,Structured Inventive Thinking`` 185
10.1.4 NM: Methode von Nakayama Masakazu 187
10.1.5 YN/ARIZ 02: Methode von Yoshiki Nakamura 189
10.1.6 NAIS: ,,Naturorientierte Inventionsstrategie`` 192
10.1.7 LU: ,,Luscinius-Methode`` 197
Literaturverzeichnis 204
Personenverzeichnis 211
Sachverzeichnis 214