Der technische Wandel im evolutorischen Paradigma [1 ed.] 9783896449030, 9783896731852

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Schriftenreihe Wirtschafts- und Sozialwissenschaften

Ulf Ausprung

Der technische Wandel im evolutorischen Paradigma

Verlag Wissenschaft & Praxis

Der technische Wandel im evolutorischen Paradigma

Schriftenreihe Wirtschafts- und Sozialwissenschaften Band 46

Ulf Ausprung

Der technische Wandel im evolutorischen Paradigma

Verlag Wissenschaft & Praxis

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D93 ISBN 3-89673-185-8

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Inhaltsverzeichnis

V

I.

Inhaltsverzeichnis ........................................................... V

II.

Abbildungsverzeichnis ................................................... X

III.

Tabellenverzeichnis ....................................................... XI

IV. Übersichtsverzeichnis .................................................. XII V.

Summary ....................................................................... XIII

VI. Zusammenfassung........................................................ XV 1

EINLEITUNG ........................................................................................................1

2

BEGRIFFLICHE GRUNDLAGEN.........................................................................7 2.1. Fortschritt, Wandel, Evolution und Richtung .............................................7 2.2. Technologie ...................................................................................................8 2.3. Technik .........................................................................................................12 2.4. Technischer Fortschritt, technologischer und technischer Wandel ......13 2.5. Innovation und Innovationsprozeß............................................................19 2.6. Radikale und inkrementale Innovationen, technologische Paradigmen und Trajektorien.....................................................................29 2.7. Forschung und Entwicklung ......................................................................30 2.8

3

Fazit...... ........................................................................................................34

DIE BEDEUTUNG UND CHARAKTERISTIK DES TECHNISCHEN WANDELS IN DER WIRTSCHAFTSTHEORIE..................................................37 3.1. Der technische Wandel im neoklassischen Paradigma − Erklärung und Kritik .................................................................................37 3.1.1. Die traditionelle neoklassische Wachstumstheorie in allgemeiner Hinsicht........................................................................37 3.1.2. Die Aussagen der Neoklassik im Hinblick auf den technischen Wandel.....................................................................41 3.1.2.1. Das Produktionsfunktionskonzept ............................................41 3.1.2.2. “Öffentliche Gut“ – Sichtweise des technologischen Wissens.........................................................44 3.1.2.3. Mechanistische Prägung und Ausschluß von behavioristischen Faktoren ......................................................46

VI

Inhaltsverzeichnis 3.1.2.4. Exogenität des technischen Wandels ......................................47 3.1.2.5. Raum-Zeit-Limitation des technischen Wandels ......................47 3.1.3. Fazit ....................................................................................................49 3.2. Der technische Wandel im evolutorischen Paradigma − Erklärung und Kritik .................................................................................51 3.2.1. Evolutorische Ökonomik − aktuelle Forschungsrichtung im Bereich der Neuerungen und des strukturellen Wandels.................................51 3.2.2. Involvierte Wissenschaftsbereiche der evolutorischen Ökonomik ......53 3.2.3. Beiträge zur Entwicklung der evolutorischen Ökonomik − Erklärung und Kritik..........................................................................54 3.2.3.1

Die Theorie des wirtschaftlichen Wandels bei Winter und in der gemeinsamen Arbeit von Nelson und Winter .................54

3.2.3.1.1. Winter 1971 und 1975 .....................................................54 3.2.3.1.2. Nelson und Winter 1974.. ................................................55 3.2.3.1.3. Nelson und Winter 1982 ..................................................57 3.2.3.2. Gerybadze................................................................................62 3.2.3.3. Freeman ...................................................................................62 3.2.3.4. Dosi ..........................................................................................62 3.2.4. Zusammenfassung .............................................................................66 4

GRUNDLAGEN DER EVOLUTION UND EVOLUTORISCHER PROZESSE....69 4.1. Zum evolutorischen Paradigma und dessen Aufstieg.............................69 4.2. Die biologische Evolutionstheorie.............................................................71 4.2.1. Grundfragen der Abstammungslehre..................................................71 4.2.2. Die Schöpfungstheorien......................................................................74 4.2.2.1. Genesis ....................................................................................74 4.2.2.2. Kreationismus...........................................................................75 4.2.2.3. Transformismus........................................................................76 4.2.3. Die Darwinsche Evolutionstheorie und ihre Weiterentwicklung ..........77 4.2.3.1. Darwinismus.............................................................................77 4.2.3.2. Neodarwinismus.......................................................................78 4.2.3.3. Die Moderne Synthese der Evolutionstheorie ..........................79 4.2.3.4. Kritik am Darwinismus und den weiterentwickelten Theorien ..80 4.2.4. Neuere Evolutionstheorien..................................................................81 4.2.4.1. Die Systemtheorie von Riedl ....................................................82

Inhaltsverzeichnis

VII

4.2.4.2. Die Neutralitätstheorie von Kimura...........................................84 4.2.5. Evolutionsraten: Gradualismus versus Punktualismus .......................87 4.2.6. Koevolution .........................................................................................90 4.2.7. Zusammenfassung .............................................................................93 4.3. Die kosmologische Evolution ....................................................................94 4.4. Die soziokulturelle Evolution .....................................................................98 4.5. Zusammenfassung....................................................................................100 5.

DER TECHNISCHE WANDEL ALS EVOLUTIONÄRER PROZESS...............103 5.1. Determination eines Nachweisschemas .................................................103 5.2. Die Disziplin der biologischen Evolution ................................................105 5.2.1. Ursprungstransformation ..................................................................105 5.2.2. Feststellung der Ablaufformen und Gesetzmäßigkeiten ...................105 5.2.3. Feststellung der Triebkräfte und Wirkungsmechanismen der Evolution .....................................................................................107 5.2.3.1. Evolutionsfaktoren..................................................................108 5.2.3.2. Zusammenfassung.................................................................113 5.2.4. Merkmale und Kennzeichen evolutorischer Prozesse – ein Generalisierungsversuch .........................................................113 5.2.4.1. Offener Systemprozeß, Neuerungen, Nichtlinearität und Konvergenzprinzip..................................................................114 5.2.4.2. Ungleichgewichtigkeit und Divergenzneigung........................114 5.2.4.3. Selbstschaffung und Selbstorganisation ................................115 5.2.4.4. Irreversibilität ..........................................................................116 5.2.4.5. Transformation .......................................................................117 5.2.4.6. Zusammenfassung.................................................................117 5.2.5. Der Beitrag der neueren Evolutionstheorien zu einem Nachweisschema..............................................................................118 5.2.6. Zusammenfassung der Voraussetzungen für das Entstehen eines evolutorischen Prozesses .......................................................118 5.2.7. Validitätsprüfung des biologischen Evolutionsmodells .....................119 5.2.8. Zusammenfassung ...........................................................................120 5.3. Die Disziplin der kosmologischen Evolution – ein Wesensvergleich mit der biologischen Evolution ........................121 5.3.1. Ursprungstransformation ..................................................................122

VIII

Inhaltsverzeichnis 5.3.2. Überprüfung auf evolutionstypische Ablaufformen und Gesetzmäßigkeiten ....................................................................122 5.3.3. Überprüfung auf evolutionstypische Antriebskräfte und Wirkungsmechanismen..............................................................125 5.3.4. Überprüfung auf evolutionstypische Merkmale und Kennzeichen ....126 5.3.5 Voraussetzungen für das Entstehen eines evolutorischen Prozesses – eine Kompatibilitätsprüfung..........................................127

5.4. Die Disziplin der soziokulturellen Evolution – ein Wesensvergleich mit der biologischen Evolution ........................129 5.4.1. Ursprungstransformation ..................................................................129 5.4.2. Überprüfung auf evolutionstypische Ablaufformen und Gesetzmäßigkeiten ....................................................................130 5.4.3. Überprüfung auf evolutionstypische Antriebskräfte und Wirkungsmechanismen.....................................................................134 5.4.4. Überprüfung auf evolutionstypische Merkmale und Kennzeichen ....134 5.4.5 Voraussetzungen für das Entstehen eines evolutorischen Prozesses – eine Kompatibilitätsprüfung..................136 5.5. Fazit ............................................................................................................137 5.6

Die Disziplin des technischen Wandels – eine Überprüfung auf Evolution............................................................140 5.6.1 Analogiebetrachtung des biologischen und technischen Wandels ...140 5.6.2 Überprüfung des Wesens und der Struktur des technischen Wandels........................................................................144 5.6.2.1. Ursprungstransformation........................................................144 5.6.2.2. Überprüfung auf evolutionstypische Ablaufformen und Gesetzmäßigkeiten ................................................................147 5.6.2.3. Überprüfung auf evolutionstypische Antriebskräfte und Wirkungsmechanismen ..........................................................155 5.6.2.4. Überprüfung auf evolutionstypische Merkmale und Kennzeichen sowie auf Spezifika des technischen Wandels .........161 5.6.2.5. Überprüfung der Existenz der Voraussetzungen für das Entstehen eines evolutorischen Prozesses beim technischen Wandel ...............................................................163 5.6.2.6. Überprüfung des technischen Wandels auf die Gültigkeit der Eigenschaften eines evolutorischen Prozesses...............164 5.6.3. Gesamtergebnis................................................................................165

Inhaltsverzeichnis 6.

IX

IMPLIKATIONEN FÜR EINE WIRKUNGSVOLLE FORSCHUNGS- UND TECHNOLOGIEPOLITIK .............................................171 6.1. Struktur der gegenwärtigen Forschungs- und Technologiepolitik in Deutschland ..........................................................173 6.2

Defizite der Forschungs- und Technologiepolitik gegenwärtiger Prägung ............................................................................177

6.3. Ansätze für eine evolutorisch geprägte Forschungsund Technologiepolitik .............................................................................180 6.4. Resümee.....................................................................................................184 7.

ERGEBNISSE UND AUSBLICK ......................................................................187

VII. LITERATURVERZEICHNIS..............................................................................189

X

Abbildungsverzeichnis

II. Abbildungsverzeichnis Abbildung 1:

Der Technologielebenszyklus nach Ford und Ryan .........................11

Abbildung 2:

Das funktionale Referenzschema des Innovationsprozesses ..........24

Abbildung 3:

Der Forschungskegel........................................................................27

Abbildung 4:

Schematische Darstellung des Forschungsprozesses... ..................33

Abbildung 5:

Das Produktionskurvenkonzept ........................................................42

Abbildung 6:

Arbeits- und kapitalsparender technischer Wandel ..........................43

Abbildung 7:

Darstellung des prozessualen technischen Wandels .......................48

Abbildung 8:

Die Arten der Evolution.....................................................................70

Abbildung 9:

Die verschiedenen die Evolutionstheorie beeinflussenden Fachdisziplinen......................................................71

Abbildung 10: Ontogenesen und Phylogenese in der Evolution..............................72 Abbildung 11: Die drei Schöpfungstheorien ............................................................74 Abbildung 12: Anpassungsprozeß der Evolution.....................................................77 Abbildung 13: a) Funktioneller Vergleich der Synthetischen und b) Systemischen Evolutionstheorie...................................................83 Abbildung 14: Das Verhalten mutierter Gene nach ihrem Auftreten in einer endlichen Population............................................................86 Abbildung 15: a) Schematische Darstellung der Punktualistischen und b) Gradualistischen Evolution ...........................................................88 Abbildung 16: Die verschiedenen Formen der Selektion.......................................111 Abbildung 17: Das Funktionsschema der biologischen Evolution .........................120 Abbildung 18: Der bifurkative Prozeß in der Domäne der kosmologischen Evolution ..............................................................122 Abbildung 19: Die Evolution der Materie in Abhängigkeit von Druck und Temperatur ..............................................................................123 Abbildung 20: Funktionsdarstellung der kosmologischen Evolution......................128 Abbildung 21: Die bifurkative Entwicklung soziokultureller Systeme.....................131 Abbildung 22: Funktionsverlauf der soziokulturellen Evolution..............................137 Abbildung 23: Die Entwicklung der Artefakte am Beispiel des Hammers..............145 Abbildung 24: Trendhaftigkeit des technischen Wandels am Beispiel des Düsentriebwerks ......................................................................150 Abbildung 25: Die Miniaturisierung elektronischer Bauteile...................................152 Abbildung 26: Technologische Subsysteme einer Kopiermaschine ......................154 Abbildung 27: Funktionsverlauf des technischen Wandels ...................................165

Tabellenverzeichnis

XI

III. Tabellenverzeichnis Tabelle 1:

Systematisierung von Technologiearten.............................................9

Tabelle 2:

Variationsbeeinflussende genetische Mechanismen......................112

Tabelle 3:

Vergleich der drei Evolutionsarten..................................................138

Tabelle 4:

Systemvergleich der Evolutionsfaktoren.........................................143

Tabelle 5:

Information als systemrelevanter Begriff ........................................160

Tabelle 6:

Nachweisschema zum evolutorischen Charakter des technischen Wandels...............................................................166

Tabelle 7:

Das forschungs- und technologiepolitische Instrumentarium .........174

Tabelle 8:

Die Entwicklung der Merkmale der staatlichen Forschungsund Technologiepolitik ....................................................................176

XII

Übersichtsverzeichnis

VI. Übersichtsverzeichnis Übersicht 1:

Schematische Darstellung der Gliederung der vorliegenden Arbeit.......................................................................6

Übersicht 2:

Nachweisschema zum evolutorischen Wesen des technischen Wandels......................................................................104

Summary

XIII

V. Summary The subject of the presented research study evolves around the analysis of the phenomena of technical change in respect to its course and characteristics. The question to be answered for was how evolutionary it is – in the sense of the evolutionary paradigm. The importance of the technical change is underlined by its economical growth impacts and the determination of the economical competitiveness of companies, branches and entire industries. Initially, one has created basic terminologies for the phenomena of the technical change. In search of the substantial definition of technical progress, a clear relevance to quality and its progress can be identified, thus one must clearly see the impact of these two issues and their implications. In regard to the definition of technical change, it has been established that it represents the change of the technical characteristics of a good, keeping in mind that technical change does not necessarily have to be of an improvement. Thus technical change cannot be equated to technical progress. The latter implies a development towards a higher level or direction in a positive sense whilst change stands actually for an alteration of any kind. In the continued work of this dissertation, technical change was analysed in regard to the significant flow of the current economical theory and in respect to the evolutionary reflection. In this aspect statements rose in regard to the traditional neo-classical theory of growth within technical change as well as with more recent and novel ideas of the evolutionary economy. It has been found that the neo-classical theory of growth neither was adequate to treat the phenomena of technical change properly nor to explain it. It has been designated as an exogenous factor, of which causalities of its emergence are left uncared for. Thus, we can state that from the point of view of current thinking this technical change remains an unkown factor or you may say that it is still regarded as the mysterious "blackbox". In terms of the the theory of evolutionary economy it was stated that it is still inconsistent and does not dispose of a unified language, yet innovation and phenomena of change are explicitely taken into account and are taken as endogenous. However it was also found out that the followers of the theory of evolutionary economy are rather focused on the diffusion of novelties than on the formation and the characteristics of innovation processes. From this point of deficit, this thesis reaches out and tries to identify and assess with the help of accepted evolutionary theories of bilology, cosmology and society to lay grounds of primary basic remarks and characteristics for the evolutionary process. The goal of this analysis lies in the search of evidence for general evolutionary processes, which can than also be applied for a survey on evolutionary progression of technical change.

XIV

Summary

First of all the work of the broadest scientifically documented biological evolutionary theory, based on Darwin, is examined. In comparison to the evolutionary theory are those of genesis, creationism, and transformism, which could be proven as wrong thus leading to the confirmation of the evolutionary phenomena. The further development of the darwinian evolutionary theory leads over to the neodarwinian and to modern synthesis of the evolutionary theory. With the examination of those theories the characteristics of the evolutionary process were analysed. The ultimate goal was to find principal mechanisms and functionalisms of the evolutionary theory in biology which could then be used for a proofing scheme for evolutionary processes in general. This proofing scheme was successfully established. Subsequently, social-cultural and cosmological evolutions were examined in the beginning phases and first results were already found and compared to the biological analysis. Hereby, first conformances were found, which created a legitimisation of further detailed research. In further accordance to this comparison, it was found out that the three evolutionary disciplines were almost identical in respect to their characteristics and regularities. Concluding all the comparative subjects of biology, cosmology and sociology , the status of all three domains as “evolving system” could therefore be accepted. With the presented procedure a valid scheme of evidence could be developed which in the further course of the thesis was applied to examine the evolutionary core of technical change. As a result of this examination, the technical process of change was proven to be evolutionary in the sense of its nature and characteristics. Yet it has to be stated that the evolutionary development of the technical change cannot be equated to the special evolutionary process of biology. Specifically in the coincidental area of mutation with the resulting variation, technical change is more intentive and by no means a coincidentical process. Finally, however, an identity of nature between the technical evolution and the general traits and characteristics of an evolutionary process (those were found through research of biology, cosmolgy and sociology) could be confirmed. In terms of the application of the result of the theses – the evolutionary nature of technical change – basic recommendations are given at the end of the theses for the presentation of a truly more effectful research and technological policy. This point of view is legitimised by the so far minorly successful but in economically dominating neo-classical framed research and technological policy . Therefore, in terms of a recommendation different measures which are in line with the evolutionary character of technical change were proposed, being based, however, on the generating and the exchanging of knowledge. These given brief derivational references fail to include the basic analysis of today's orthodox research and technological policy. Thus, it must be understood that the rather exceptional mentioned recommendations, should bestow an impulse for the research of the future.

Zusammenfassung

XV

VI. Zusammenfassung Forschungsgegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung des Phänomens des technischen Wandels im Hinblick auf seinen Verlauf bzw. auf dessen Charakteristik. Hier galt es, die Frage zu klären, inwieweit dieser evolutorisch im Sinne des evolutorischen Paradigmas ist. Der technische Wandel erfährt ein besonderes Interesse aufgrund seiner volkswirtschaftlichen Wachstumswirkung und der Bestimmung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen, Branchen und ganzer Industriezweige. Zunächst wurden in der Arbeit begriffliche Grundlagen zum Phänomen des technischen Wandels geschaffen. So wurde im Zusammenhang mit dem technischen Fortschritt gezeigt, daß dieser eng mit dem Begriff der Qualität bzw. einer Qualitätsverbesserung verbunden ist und im Zusammenhang mit seinen Wirkungen betrachtet werden muß. Bezüglich der Definition des technischen Wandels wurde festgelegt, daß er die Veränderungen der technischen Eigenschaften eines Gutes repräsentiert, dabei muß Veränderung nicht zwingenderweise Verbesserung implizieren. Damit ist der technische Wandel nicht mit dem technischen Fortschritt gleichzusetzen. Letzterer impliziert eine Höherentwicklung bzw. Direktionalität im positiven Sinn, während der Wandel lediglich für eine Veränderung per se steht. Im weiteren Verlauf der Arbeit wurde die Behandlung des technischen Wandels in den bedeutendsten Strömungen der gegenwärtigen Wirtschaftstheorie im Hinblick auf eine evolutorische Betrachtungsweise analysiert. Hier waren zum einen die Aussagen der traditionellen neoklassischen Wachstumstheorie zum technischen Wandel Untersuchungsgegenstand, zum anderen die der jüngeren Strömung der evolutorischen Ökonomik. Es konnte festgestellt werden, daß die Neoklassik den technischen Wandel nicht angemessen behandeln und erklären kann. Dieser wird als exogener Faktor ausgewiesen, Kausalitäten seiner Entstehung bleiben unberücksichtigt. Der technische Wandel bleibt aus Sicht der Neoklassik eine “black box“. Anders jedoch das Paradigma der evolutorischen Ökonomik, das zwar als Theorie noch uneinheitlich ist und über keine gemeinsame Sprachregelung verfügt, jedoch Neuerungen und Phänomene des Wandels explizit in seiner Theorie berücksichtigt und endogenisiert. Es wurde aber auch festgestellt, daß die Vertreter der evolutorischen Ökonomik sich bisher vorwiegend mit der Diffusion von Neuerungen, weniger jedoch mit dem Zustandekommen von Neuerungen und den Eigenschaften von Neuerungsprozessen an sich in ausreichendem Maße beschäftigt haben. An diesem Defizit setzt die vorliegende Arbeit an und versucht, mit Hilfe der Erkenntnisse der Evolutionstheorie in Biologie, Kosmologie und Gesellschaft vor allem das Wesen von technologischen Neuerungen im Kontext der evolutorischen Ökonomik näher zu analysieren. Hierfür wurden zunächst die Grundlagen der Evolution beschrieben mit dem Ziel der Findung eines Nachweisschemas für evolutorische Prozesse im allgemeinen sowie

XVI

Zusammenfassung

im speziellen für den technischen Wandel. Der Weg hierzu führte zunächst zu der am weitreichendsten wissenschaftlich belegten biologischen Evolutionstheorie. Anhand dieses Zweiges der Evolution wurde der Nachweis erbracht, daß es sich bei der Evolution um ein Realphänomen handelt. Mit genauerer Untersuchung der Darwinschen Evolutionstheorie und der weiterentwickelten Theorien des Neodarwinismus und der Modernen Synthese wurden die Charakteristika des Evolutionsprozesses analysiert. Hierbei war das Herausarbeiten von Ablaufformen, Triebkräften und Merkmalen wesentlicher Untersuchungsgegenstand. Anhand dieser Analyse war der Grundstock für ein Struktur- und Nachweisschema für evolutorische Prozesse geschaffen. Anschließend wurde die soziokulturelle und kosmologische Evolution in ersten Ansätzen untersucht und mit den bereits gefundenen Ergebnissen der biologischen Analyse verglichen. Dabei konnten Übereinstimmungen festgestellt werden, welche die Legitimation für eine weitere detaillierte Untersuchung einer Übereinstimmung schafften. Im Anschluß wurden die erarbeiteten Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse zu einem Nachweisschema für Evolution im allgemeinen mit Schwerpunktanwendung auf den technischen Wandel transformiert. Wesentlich hierbei war die detaillierte Untersuchung der kosmologischen und soziokulturellen Evolution und deren Beitrag zu einem Nachweisschema. Im Ergebnis dieser Untersuchung konnten insgesamt über die Disziplinen der biologischen, kosmologischen und soziokulturellen Evolution bezüglich der Merkmale und des Wesens weitgehend kongruente Strukturen ausgemacht werden, welche schließlich die Generierung eines Nachweisschemas ermöglichten. Das Nachweisschema wurde auf die Domäne des technischen Wandels angewandt. Als Resultat wurde festgestellt, daß der Prozeß des technischen Wandels dem Wesen und den Charakteristiken nach evolutorisch ist. Im Sinne einer kurzen Ergebnisverarbeitung nach Bestätigung des evolutorischen Prozeßverlaufs des technischen Wandels wurden am Schluß dieser Arbeit noch rudimentäre Empfehlungen zur Gestaltung einer wirkungsvolleren Forschungs- und Technologiepolitik gegeben. Die Ableitung von Empfehlungen erfolgte jedoch ohne eine entsprechend fundierte Analyse im Feld der heutigen Forschungs- und Technologiepolitik. Insofern sind die ausgesprochenen Empfehlungen mehr als Anstoß für weitere Forschungen in diese Richtung zu verstehen.

Einleitung

1

1

Einleitung

“...economic growth depends predominantly on technical change and cannot occur to any significant extent in its absence“.1

Der technologische Wandel ist anerkanntermaßen eine herausragende Antriebskraft im Prozeß der gesellschaftlich-wirtschaftlichen Veränderung und bestimmt die Wettbewerbsfähigkeit einzelner Unternehmen und Branchen sowie ganzer Volkswirtschaften. Technologischer Wandel verhindert insgesamt die strukturelle Verkrustung der Volkswirtschaft und stellt letztendlich die Voraussetzung für quantitatives2 und qualitatives Wirtschaftswachstum3 dar. Majer erweitert diese Sichtweise und betrachtet den technischen Fortschritt als wesentlichen Träger wirtschaftlichen Wachstums.4 Kardinale Voraussetzung für die zukünftige qualitative und quantitative Entwicklung der Volkswirtschaft ist daher mehr denn je eine intensive Innovationstätigkeit der Unternehmen, sei es im “Hi-Tech“ oder im “Low-Tech-Bereich“. 5 Das wirtschaftliche Wachstum und der technische Wandel – als Ergebnis der unternehmerischen Innovationstätigkeit – sind zwei unmittelbar miteinander verbundene ökonomische Erscheinungsformen und mittlerweile integraler Bestandteil der modernen Wirtschaftstheorie. So konstatiert etwa Ott, daß intensives wirtschaftliches Wachstum und technischer Fortschritt in einem unlösbaren Zusammenhang stehen.6 Trotz der Anerkennung der Schlüsselrolle des technischen Fortschritts beim wirtschaftlichen Wachstum von allen Denkschulen der Wirtschafts- und Sozialwissenschaften gibt es über seine Entstehung keine in sich geschlossene und erfahrungswissenschaftlich bewährte Theorie.7 Das vorhandene Material ist teilweise rudimentär und widersprüchlich. Es spaltet sich in zwei hauptsächliche Denktraditionen auf: zum einen in die traditionelle neoklassische Wachstumstheorie – die Begründung der ge1 2

3

4 5 6 7

vgl. Usher, D. (1980), S. 289 vgl. Zahn, E. (1986), S. 11. An dieser Stelle muß jedoch auch bemerkt werden, daß quantitatives Wachstum nicht unkritisch gesehen werden darf, vielmehr müssen heutzutage Umwelt- und Sozialverträglichkeit des technischen Fortschritts in das Bewußtsein der Allgemeinheit als auch der politischen Entscheidungsträger rücken. In weiten Teilen ist hier bereits eine Bewußtseinsänderung eingetreten, welche nicht in eine prinzipielle Technik-Feindlichkeit verkehren darf. Der qualitative Wachstums-aspekt ist heute immer noch von nachrangiger Bedeutung, da auch die inadäquate Messung unseres Wirtschaftswachstums mit Hilfe des Hauptindikators Sozialprodukt qualitative Aspekte unberücksichtigt läßt. Das Ziel wäre eine nachhaltige Entwicklung, der Weg hierzu führt über qualitatives Wachstum. (vgl. Majer, H., 1995, S. 221 f.) Dabei ist noch zu erwähnen, daß neben qualitativem Wachstum immer stärker auch der Faktor der Lebensqualität berücksichtigt werden muß. (vgl. hierzu Majer, H., 1984, S. 37 ff.) Dabei wird unter qualitativem Wirtschaftswachstum “...das Wachstum der Lebensqualität, die Verbesserung der Lebensbedingungen oder das Zufriedenheitsniveau der Gesellschaft“ verstanden. (vgl. Majer, H., 1984, S. 44). In einem anderen Aufsatz definiert Majer qualitatives Wachstum “...als eine Strukturentwicklung [eines Lebensqualitätsindikators], die mit einer Zielfunktion bewertet ist, in der die Ziele Wirtschaftlichkeit, Umweltverträglichkeit, Sozialverträglichkeit und internationale Verträglichkeit enthalten sind“. (vgl. Majer, H., 1995, S. 221) vgl. Majer, H. (1979), S. 4 vgl. Zahn, E. (1986), S. 19. Von besonderer Bedeutung sind in diesem Zusammenhang auch “No-Tech-Unternehmen“, deren Innovationsleistungen im Wirkungsgrad denen der technischen Innovationsleistung ebenbürtig sind. (vgl. ebenda) vgl. Ott, A. (1970), S. 15 Dieser Bedeutungswandel trat erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts ein. Davor fand das Studium des technischen Wandels bei den Ökonomen wenig Interesse und wurde auch nicht in den mainstream der ökonomischen Theoriebildung integriert. (vgl. Witt, U., 1992, S. 23 ff.)

2

Einleitung

genwärtigen dominierenden Wirtschaftstheorie, stark geprägt durch Solow1 und weiterentwickelt durch Kaldor2 – zum anderen in die unter dem Terminus Evolutionsökonomie zusammengefaßten Theorieansätze, welche auf der Schumpeterschen Tradition basieren. Die neoklassische Wachstumstheorie hatte in der Nachkriegszeit zur Bedeutung der Technologie vergleichsweise wenig beizutragen und vermochte die Natur des technischen Wandels und die Entstehung von Innovationen nicht zu erklären. Technischer Wandel im Sinne von Fortschritt wurde zunächst als Synonym für den Begriff der Produktivitätssteigerung verwendet, also dafür, daß sich der Output überproportional zu den Einsatzfaktoren Kapital und Arbeit erhöht3. Dies war eine zu simplistische Reduktion des Fortschrittsbegriffs auf seine Produktivitätswirkung. Der technische Fortschritt wurde zunächst als exogener4, nicht durch menschliches Zutun beeinflußbarer Faktor betrachtet, der zudem unabhängig vom Investitionsverhalten der Unternehmen ist.5 Diese Sichtweise des technischen Fortschritts wurde erst in den 50er Jahren als theoretisches Defizit erkannt. Während dieser Zeit hatten empirische Studien gezeigt, daß bei der Erklärung der Wachstumsraten vergangener Jahrzehnte die genannten Faktoren nicht hinreichend waren, sondern ein Residuum verblieb, das letztendlich auf den technischen Fortschritt bzw. technische Veränderungen zurückgeführt wurde.6 Insgesamt bot die Neoklassik aber keine Erklärung für das Phänomen dieses Residuums und ebenfalls nicht für seine Wechselwirkungen mit den wirtschaftlichen Rahmenbedingungen. Insbesondere ist die konzeptionelle Ausrichtung der Neoklassik auf stabile Gleichgewichtszustände hierzu hinderlich. Auch die Weiterentwicklung des neoklassischen Wachstumsmodells durch Kaldor, der vom Konzept der Produktionsfunktion Abstand nimmt und die Existenz einer technischen Fortschrittsfunktion in seine Theorie einbezieht, brachte keinen signifikanten Erklärungsgewinn. Auch er mußte exogene Faktoren für die technische Fortschrittsfunktion verantwortlich machen und sein Konzept führte letztendlich wieder auf neoklassische Ergebnisse zurück. Als weitreichendster Erklärungsansatz zum technischen Fortschritt kann in Teilen die neue Wachstumstheorie dienen, die bereits gewisse evolutionsökonomische Erkenntnisse berücksichtigt. Die evolutionsökonomischen Ansätze stellen die mikroökonomische Fundierung von Wachstumsprozessen in das Zentrum des Erkenntnisinteresses. Die erfolgreichsten Ansätze stammen dabei von Schumpeter, der bereits 1911 die starke ökonomische Bedeutung des Innovationsphänomens herausgestellt hatte und als erster moderner

1 2 3 4 5 6

Für ein weitergehendes Studium vgl. die Arbeiten von Solow, R. (1956), (1957), (1970). vgl. Kaldor, N. (1961), S. 207 ff. vgl. Walter, H. (1970), S. 234 “...something that had important economic consequences but no readily identifiable economic causes...“. (Rosenberg, N., 1982, S. 17) vgl. Straßberger, F. (1995), S. 203 Dieses Residuum wird in der Neoklassik auch als measure of ignorance bezeichnet und oft unzulässigerweise als zusätzliches Argument der Produktionsfunktion – als “Dritter Faktor“ – ins Feld geführt. (vgl. Straßberger, F., 1995, S. 202 ff.)

Einleitung

3

Ökonom die Auffassung vertrat, daß die Innovationen das Wirtschaftswachstum trügen.1 Jedoch setzte erst in den letzten 20 Jahren ein Strom heterodoxer Arbeiten ein, der sich in Richtung eines evolutorischen Paradigmas der Wirtschaftstheorie bewegte und Forschungen über das industrielle Innovationsverhalten anstellte. Diese Ansätze fanden auch unter dem Begriff evolutorische Ökonomik oder Evolutionsökonomik Eingang in die Literatur. Innerhalb dieser Theorie werden Innovationen nicht mehr durch Maximierungsansätze auf Grundlage von Gleichgewichtszuständen erklärt, vielmehr stehen dynamische Wettbewerbsprozesse – verbunden mit einer Ungleichgewichtstheorie – im Mittelpunkt der Betrachtung. Das Besondere am evolutorischen Denkansatz ist die Einbeziehung interdisziplinärer Forschungsrichtungen, wie bspw. der Biologie, Soziologie und der Psychologie. Damit trägt die evolutorische Theorie der Kritik an der Neoklassik Rechnung, welche ihre Grundannahmen durch eine zu simplistische Analogiebildung zur klassischen Mechanik formuliert hatte. Charakteristisch für Innovationsverläufe im evolutorischen Paradigma sind Diskontinuitäten und Unsicherheiten, also stochastische Verläufe, die durch exogene und endogene Faktoren hervorgerufen werden. Ein weiteres Merkmal evolutorischer Innovationsverläufe ist deren Pfadabhängigkeit.2 Hauptzielsetzung der vorliegenden Arbeit ist es, festzustellen, ob das evolutorische Paradigma des technischen Wandels bzw. die die evolutorische Ökonomik prägende Denktradition per se valide ist und bzgl. des technischen Wandels einen realen Sachverhalt beschreibt. Untersucht wird dabei auch, ob die neoklassische Denktradition einen Beitrag zu einem möglichen evolutorischen Paradigma leisten könnte. Die eigentliche Voraussetzung für die Überprüfung des evolutorischen Kerns des technischen Wandels ist der Versuch der Übertragung bzw. des Imports eines möglichen gemeinsamen Erklärungsmusters evolutionstypischer Phänomenbereiche wie der Biologie, Soziologie und der Kosmologie auf die Technikentwicklung und damit einer Konkretisierung des evolutorischen Erklärungsmusters im ökonomischen Kontext. Der Einschluß der Analyseergebnisse der Bereiche der Kosmologie, der Gesellschaftsentwicklung sowie der Biologie repräsentiert einen erweiterten Untersuchungsraum, der über den in solchen Betrachtungen üblicherweise geschaffenen biologischen Bezugsrahmen hinausreicht. Die Arbeit reicht auch über die im Kontext anderer Schriften oftmals auf Analogievergleiche begrenzte Untersuchung hinaus und erweitert das Analysefeld um Funktionsund Strukturbetrachtungen der genannten Evolutionsdomänen. Die Analyseergebnisse können eventuell einen Anstoß für weitere Forschungsaktivitäten geben, wie etwa die mögliche Ausgestaltung des forschungs- und technologiepolitischen Instrumentariums in einem evolutorischen Paradigma des technischen Wandels. 1 2

vgl. Kaltwasser, A. (1994), S. 17 vgl. Rosenberg, N. (1982), S. 5

4

Einleitung

Es soll an dieser Stelle noch angemerkt werden, daß die Untersuchung des evolutorischen Kontextes z. B. im Bereich der Biologie nicht bedeutet, ein solches Konzept in identischer Manier auf die Ökonomie übertragen zu wollen; vielmehr sollen Mechanismen und Strukturen analysiert werden, die hilfreich sind bei der Erklärung von Kausalitäten in der Ökonomie bzw. im Bereich des technischen Wandels. Dies wird auch dadurch legitimiert, daß Evolution kein ausschließlich der Biologie zugeordnetes Phänomen ist. In der Arbeit wird zur Feststellung des evolutorischen Wesens des technischen Wandels zunächst einmal der durch den weitreichendsten wissenschaftlichen Erkenntnisstand geprägte Bereich der biologischen Evolution nach Funktionsmechanismen, Verlaufsmustern und Merkmalen untersucht. Die gefundenen Ergebnisse werden, um eine einheitliche Evolutionstheorie zu finden, verglichen mit der Evolution des Kosmos (auch Evolution der Materie genannt), aus der die biologische Evolution hervorgeht, und der soziokulturellen Evolution, welche wiederum auf den Ergebnissen der biologischen Entwicklungsprozesse beruht. Abschließend wird interdisziplinär ein Vergleich des biologischen Entwicklungsprozesses und seiner angeschlossenen Bereiche mit dem Entwicklungsprozeß des technisch-ökonomischen Wandels auf mögliche Analogien, Isomorphien und Funktionsidentitäten hin untersucht. Zwischenziel ist hierbei, eine für alle untersuchten Domänen in weitreichendem Umfang gültige verallgemeinerte Evolutionstheorie zu finden. Diese Untersuchungen nehmen gleichzeitig den größten Teil der Arbeit ein. Nachdem nun mit Kapitel 1 Begründung und Zielsetzung der Arbeit erläutert sind, definiert Kapitel 2 den begrifflichen Bezugsrahmen im Umfeld des technischen Wandels dieser Arbeit. Das Zustandekommen von Neuerungen bzw. technischen Veränderungen in den wichtigsten Denktraditionen der Wirtschaftstheorie und deren Untersuchung hinsichtlich eventuell vorhandener evolutionärer Charakteristika ist Gegenstand von Kapitel 3. Hauptuntersuchungsfelder sind die traditionelle neoklassische Wachstumstheorie mit deren prägendsten Vertretern wie etwa Solow und Kaldor und deren Folgetheorien sowie die bedeutendsten, das Paradigma der evolutorischen Ökonomik konstituierenden Denkschulen. Letztere sind vor allem die in der jüngeren Vergangenheit entstandenen Arbeiten von Nelson und Winter sowie von Dosi.1 Im Rahmen dieses Kapitels soll vergleichend festgestellt werden, welche Beiträge die jeweiligen Denkschulen zu einem evolutorischen Paradigma des technischen Wandels erbringen können. Zur weiteren Behandlung und Beurteilung eines möglichen evolutorischen technischen Wandels ist eine Auseinandersetzung mit dem Evolutionsphänomen im allgemeinen notwendig. In Kapitel 4 wird hierzu zunächst die durch den weitreichendsten wissenschaftlichen Erkenntnisstand geprägte biologische Evolutionstheorie auf deren Wesen hin untersucht und Grundlagen geschaffen. Ausgangspunkt sind dabei Darwins Thesen sowie deren Weiterentwicklung über den Neodarwinismus hin zur Modernen Synthese der Biologie. Jüngste wissenschaftliche Theorien, die auf den Erkenntnissen der Molekularbiologie und Genetik basieren, werden ebenso integriert 1

Die Kerninhalte dieser Arbeiten hinsichtlich des Beitrages zu einer evolutorischen Theorie des technischen Wandels werden in Kapitel 3 und Kapitel 5 behandelt.

Einleitung

5

wie die soziokulturellen und kosmologischen Entwicklungs- bzw. Evolutionsprozesse. Ziel dieses Kapitels ist letztendlich der Nachweis des Phänomens “Evolution“ im Sinne einer Legitimation hinsichtlich der weiteren Vertiefung der Thematik. Kapitel 5 untersucht ausführlich die biologischen, kosmologischen und gesellschaftlichen Entwicklungsprozesse auf ihre Gültigkeit und ihren Beitrag hin zu einer evolutorischen Theorie. Die Ergebnisse werden der Verlaufsentwicklung des technischen Wandels gegenübergestellt und ebenfalls auf die Tauglichkeit der Integration in eine evolutorische Theorie hin untersucht. Ziel ist der allgemeingültige Nachweis eines evolutorischen Prozesses sowie die Findung einer über alle untersuchten Disziplinen gültigen Evolutionstheorie. Kapitel 6 ist im Sinne eines kurzen Ausblicks zu verstehen und gibt grobe Ansatzpunkte bzw. Empfehlungen für die Gestaltung einer modernen und probaten Forschungs- und Technologiepolitik. Diese Ansätze orientieren sich am evolutorischen Charakter des technischen Wandels und stützen sich auf die Erkenntnisse von Kapitel 5 im Sinne einer ansatzweisen Ergebnisverarbeitung. Der Ausblick wird durch den bisher geringen Erfolg des vorwiegend neoklassisch geprägten forschungs- und technologiepolitischen Instrumentariums legitimiert. Insgesamt ist das Kapitel aber rudimentär und die Ableitung von Empfehlungen erfolgt ohne eine entsprechend fundierte Analyse etwa bezüglich des Status Quo der heutigen Forschungs- und Technologiepolitik. Kapitel 6 ist insgesamt mehr als Anstoß für weitere Forschungen in diese Richtung zu verstehen. Eine sachgerechte, auf Vollständigkeit abzielende Bearbeitung der Thematik würde eine neue, eigenständige Arbeit darstellen und den Rahmen der vorliegenden Dissertation bei weitem sprengen. Nachfolgende Übersicht stellt schematisch den Aufbau der Arbeit nach Kapiteln dar.

6

Einleitung

Übersicht 1: Schematische Darstellung der Gliederung der vorliegenden Arbeit

Quelle: Eigene Darstellung

Begriffliche Grundlagen

2

Begriffliche Grundlagen

2.1

Fortschritt, Wandel, Evolution und Richtung

7

Zunächst sollen hier die bereits im ersten Kapitel verwendeten Begriffe des (technischen) “Wandels“ sowie die sinnverwandten Termini (technischer) “Fortschritt“, (technische) “Evolution“ und “Richtung“ (des technischen Wandels) näher erläutert werden, da sie im Verlauf der Arbeit eine bedeutende Rolle spielen. Wandel bedeutet Veränderung, entweder in Zustand, Position oder der Natur einer Sache. Wandel kann weiterhin definiert werden, als “...die Veränderung der Struktur eines Gutes oder Sachverhaltes. Die Struktur wird gebildet durch Eigenschaften, Merkmale und Elemente.“1 Fortschritt impliziert Wandel, aber nicht jeder Wandel ist fortschrittlich.2 So verändern beispielsweise die Oxygen- und Nitrogenmoleküle der Raumluft eines Zimmers konstant ihre Position; dieser Positionswandel kann jedoch nicht als fortschrittlich betrachtet werden. Der Terminus Evolution unterscheidet sich vom Begriff des Fortschritts, obwohl beide implizieren, daß Wandel stattgefunden hat. So ist der evolutorische Wandel nicht notwendigerweise fortschrittlich: An verschiedenen Beispielen aus dem Bereich der Biologie kann gezeigt werden, daß die Evolution einer Spezies letztendlich zu ihrer eigenen Auslöschung geführt hat, ein Wandel, der also nicht fortschrittlich ist, zumindest nicht für die Spezies selbst. Fortschritt kann sich letztendlich auch ohne Evolution entwickeln, man denke hier etwa an die Samen einer bestimmten Pflanzenart, die nach einer sehr langen Dürreperiode aufgrund eines plötzlichen Regens aufgehen.3 Das Konzept der Richtung impliziert, daß Wandel in Form einer linearen Sequenz stattgefunden hat, mit dem Ergebnis, daß Elemente am Ende der Sequenz weiter entfernt sind von den Anfangselementen als von den mittleren Sequenzelementen.4 Auf der Basis dieser Definition kann jetzt eine umfassendere Erläuterung für den Begriff des (technischen) Fortschritts gefunden werden: (Technischer) Fortschritt entsteht, wenn direktionaler (technischer) Wandel in Richtung eines besseren Zustands oder Verhältnisses erzielt wird. Das Fortschrittskonzept enthält demnach zwei Elemente, nämlich ein deskriptives (Veränderung hat stattgefunden) und ein axiologisches bzw. evaluatives Element (Veränderung impliziert Verbesserung).5 Eine im expliziten technischen Zusammenhang stehende Definition des Fortschritts bzw. Wandels steht jedoch noch aus – diese wird in Kapitel 2.4 im Zuge einer klaren Begriffsfestlegung erarbeitet.

1

vgl. Majer, H. (1989), S. 4 vgl. Ayala, F. (1988), S. 76 ebenda 4 Dabei können die letzten Sequenzelemente zumindest im Durchschnitt weiter hinten angesiedelt sein als die früheren Sequenzelemente. Man spricht in diesem Zusammenhang von nicht uniformiertem gerichteten Wandel. Im Gegensatz dazu liegt bei uniformiert gerichtetem Wandel jedes zeitlich später angesiedelte Sequenzelement vor einem früher zeitlich angeordneten Element. (vgl. Ayala, F., 1988, S. 77) 5 vgl. Ayala, F. (1988), S. 78 2 3

8

2.2

Begriffliche Grundlagen

Technologie

Ott versteht unter Technologie “den Wissensstand einer Volkswirtschaft über die bei der Produktion und Distribution von Gütern und Dienstleistungen anzuwendenden Verfahren“.1 Kennedy und Thirlwall betrachten Technologie als “...useful knowledge pertaining to the art of production“.2 Schmookler wiederum definiert Technologie als einen “social pool of knowledge of the industrial arts“.3 Präziser definiert Zörgiebel Technologie als Wissen über naturwissenschaftlich-technische Zusammenhänge, soweit dieses Wissen4 bei der Lösung praktisch-technischer Probleme, etwa der Entwicklung von bestimmten Produkten oder Verfahren, zum Einsatz kommt.5 Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Anwendungswissen oder Könnenwissen.6 Der Bedeutungsgehalt der Technologie reicht von der latenten, in Patenten enthaltenen technischen Information über technisches bzw. praktisches Wissen, das bei den Wirtschaftssubjekten verfügbar ist, bis hin zu Institutionen (z. B. Unternehmen), die technisches Wissen “speichern“.7 Vereinzelt wird die Wortbedeutung auch ad absurdum geführt, indem unter dem Terminus Technologie bereits auf die Anwendung des Wissens abgezielt wird, was jedoch inhaltlich dem Spektrum des Begriffs “Technik“ zuzuordnen ist und sich nicht auf das Wissen selbst bezieht.8 In der Literatur erfährt der Begriff häufig eine Erweiterung dahingehend, daß Technologie nicht nur auf Natur- und Ingenieurswissenschaften, sondern auch auf die Sozialwissenschaften bezogen wird.9 Technologien können durch verschiedene Kriterien charakterisiert werden, einige davon werden anhand der nachfolgenden Tabelle dargestellt und kurz kommentiert. Zur Gliederung in der Tabelle ist anzumerken, daß Schrittmacher-, Schlüssel- und Basistechnologien nicht unter dem Lebenszykluskonzept subsumiert werden10, sondern unter ihrer wettbewerblichen Bedeutung. In bezug auf das Lebenszykluskonzept wird nachfolgend auf Perrillieux11 verwiesen, der den Verlauf der Technologie von der Reife bis zur Degeneration mit einem ursprünglich von Ford und Ryan entwickelten Lebenszykluskonzept darstellt. Dieses Konzept sowie die Betrachtung der wettbewerbsrelevanten Einordnung von Technologien werden im Verlauf dieses Abschnittes noch weiter ausgeführt.

1

vgl. Ott, A. (1996), S. 158 f. vgl. Kennedy, C. und Thirlwall, A. (1972), S. 12 vgl. Schmookler, J. (1966), S. 1 4 Dabei wird unter Wissen die Kenntnis eines Pools von Prinzipien, Methoden und Mitteln verstanden. (vgl. Zahn, E., 1995, S. 3) 5 vgl. Zörgiebel, W. (1983), S. 11 6 Im Gegensatz dazu wird das Erklärungswissen oder Kennenwissen unterschieden. (vgl. Zörgiebel, W., 1983, S. 4) 7 vgl. Hall, P. (1994), S. 1 f. 8 vgl. Hawthorne, E. (1978), S. 6 9 vgl. Jantsch, E. (1967), S. 15 10 Es bleibt natürlich festzustellen, daß die Entwicklung von der Schrittmacher- zur Basistechnologie einen zeitlichen Entwikklungsverlauf beschreibt, jedoch wird das Kriterium der Wettbewerbsrelevanz im vorliegenden Kontext höher bewertet. 11 vgl. Perillieux, R. (1987), S. 12 2 3

9

Begriffliche Grundlagen

Tabelle 1: Systematisierung von Technologiearten Systematisierungskriterium

Kriterienausprägungen

Erläuterungen

•

Einsatzgebiet

•

Produkt- vs. Prozeß-/ Verfahrenstechnologien

•

Produkttechnologien sind in der verkauften Leistung enthalten; Prozeßtechnologien werden zur Leistungserstellung genutzt, sind aber nicht direkt Teil der Leistung

•

Interdependenzen

•

Komplementär- vs. Substitutions-/Konkurrenztechnologien

•

Komplementärtechnologien ergänzen sich bei der Lösung eines Kundenproblems; Konkurrenz-/Substitutionstechnologien lösen ähnliche Kundenprobleme durch unterschiedliche Mittel

•

System- vs. Einzeltechnologien

•

Systemtechnologie entsteht durch Integration verschiedener Technologien; Einzeltechnologie wird isoliert von anderen Technologien eingesetzt

•

Schrittmacher- vs. Schlüsselvs. Basistechnologien (SMT vs. ST vs. BT)

•

SMT: Neu entstehende Technologie mit großem Weiterentwicklungspotential und erst vage definierten Anwendungsfeldern; ST: Zunehmend am Markt eingesetzte, aber noch eher neue Technologie mit einigem Weiterentwicklungs- und Wettbewerbsdifferenzierungspotential; BT: Von allen Wettbewerbern am Markt beherrschte, ausgereifte Technologie

•

Neue vs. verbesserte vs. verdrängte/alte Technologie

•

Neue Technologie: Erst kürzlich gefundene Ziel-Mittel-Wirkungskette; verbesserte Technologie: Auf bekannter Ziel-Mittel-Wirkungskette aufbauende Technologie mit marginalen Leistungszuwächsen; verdrängte Technologie: nicht/kaum mehr am Markt eingesetzte, leistungsschwächere frühere Technologie

•

Lebenszyklusphase

•

Branchenbezogene Anwendungsbreite

•

Querschnitts- vs. spezifische Technologie

•

Querschnittstechnologie: Branchenübergreifend einsetzbare Technologie, auf der oft andere Technologien basieren; spezifische Technologie: Branchenbezogen nutzbare Technologie

•

Unternehmensinterne Anwendungsbreite/Wettbewerbspotential

•

Kernkompetenz- vs. Randkompetenztechnologie (KKT vs. RKT)

•

KKT: Geschäfts-/Produkt-Marktfeld übergreifend einsetzbare, schwer imitierbare Technologie mit hohem Potential zur Erringung von nachhaltigen Wettbewerbsvorteilen; RKT: Geschäfts/Produkt-Marktfeld spezifisch einsetzbare Technologie ohne hohe Relevanz für die Entwicklung des Gesamtunternehmens

10

Begriffliche Grundlagen

•

Grad des Produktbezugs

•

Kern- vs. Unterstützungstechno- • logie (KT vs. UT)

KT: Technologie, die im Produkt selbst enhalten ist; UT: Technologie zur Erleichterung der Nutzung des eigentlichen (Haupt-) Produktes

•

Rechtliche Schützbarkeit

•

Rechtlich schützbare vs. ungeschützte Technologien (RST vs. UST)

•

RST: Steuerung der Nutzung neuer Technologien durch Dritte über Schutzrechte (Patente, Gebrauchsmuster); UST: Industrielles Problemlösungswissen (Know-how)

Quelle: Gerpott, T. ,1999, S. 26 f.

Stellt man nun aus dieser Darstellung das Lebenszyklus-Konzept heraus und betrachtet das von Ford und Ryan entwickelte Technologielebenszyklus-Konzept, so zeigt dies den generellen stadiengeprägten Verlauf der Technologieanwendung unabhängig vom Einsatz der Technologie in bestimmten Produkten oder Verfahren.1 Es ist dem Verlauf des klassischen Produktlebenszyklus ähnlich.2 Das Konzept findet Anwendung bei Unternehmen, die eine bestimmte Technologie in-house generiert haben, um durch umfassende Verwertung dieser Technologie am Markt eine maximale Rendite zu erzielen. Hierbei kann die Attraktivität und somit die Renditeträchtigkeit der Technologie vor dem Hintergrund des jeweiligen Stadiums im Lebenszyklus beurteilt werden.3 Der Verlauf gliedert sich, wie in Abbildung 1 dargestellt, in sechs Phasen auf.4

1

vgl. Ford, D. und Ryan, Ch. (1981), S. 117 ff. Zur Vertiefung der Theorie des Produktlebenszyklus vgl. Backhaus, K. (1990). Problematisch bei diesem Modell ist, daß Ford und Ryan ihr Konzept auf grundlegende Technologien (major technologies) bezogen haben, die sich aber in der Praxis in vielen Fällen nicht eindeutig von weniger relevanten Technologien (minor technologies) abgrenzen lassen. Zudem ist der sechsteilige Phasenverlauf idealisiert, nicht alle Technologien werden diesen in beschriebener Weise durchlaufen. Schließlich bleibt das Konzept operationelle Kriterien zur Phasendauerbestimmung und -abgrenzung schuldig. (vgl. Perillieux, R., 1987, S. 34 f.) 4 Zur detaillierten Beschreibung des Phasenverlaufs im Rahmen des Technologielebenszyklus-Konzepts vgl. Perillieux, R. (1987). 2 3

Begriffliche Grundlagen

Abbildung 1: Der Technologielebenszyklus nach Ford und Ryan

Quelle: Perrillieux, R., 1987, S. 31

11

12

Begriffliche Grundlagen

Hinsichtlich der wettbewerbsstrategischen Bedeutung von Technologien können deren gegenwärtige und zukünftige Wettbewerbsbeeinflussungsmöglichkeiten nach Schrittmachertechnologien, Schlüsseltechnologien und Basistechnologien analog Tabelle 1 unterschieden werden.1 Bezieht man diese auf den dargestellten Technologielebenszyklus, so befinden sich die Schrittmachertechnologien in einer frühen Phase dieses Zyklus und sind durch momentan noch geringe Wettbewerbsrelevanz gekennzeichnet. Sie besitzen jedoch ein hohes Entwicklungspotential, das die zukünftige Wettbewerbsposition determinieren kann.2 Schlüsseltechnologien, wie etwa Informations- und Biotechnologie, stehen noch in der Wachstumsphase und sind durch ein hohes Entwicklungspotential, an dem intensiv geforscht wird, gekennzeichnet. Am Ende des Lebenszyklus, in der Reife- oder Altersphase, befinden sich die Basistechnologien, die von vielen Wettbewerbern am Markt beherrscht werden. Basistechnologien reflektieren die fundamentalen technologischen Grundlagen, auf denen eine Industrie im wesentlichen aufbaut.3

2.3

Technik

Wesentlich für die Begriffsbestimmung ist vor allem die Unterscheidung zwischen Technologie und Technik. Besonders in jüngeren Diskussionen über die Bedeutung neuer Technologien werden die Grenzen zwischen beiden Begriffen zunehmend verwischt; häufig wird Technologie als Synonym für Technik verwendet.4 Doch Technik in der Form von Produkten oder Verfahren manifestiert sich in konkreter Anwendung von Technologie.5 Unter Technik ist also ein tatsächlich realisiertes Element einer Technologie zu verstehen. Der Begriff “Technik“ bezieht sich einerseits auf die Gegenstände und andererseits auf das Handeln mit solchen Gegenständen. Technik strebt danach, das Handeln vollendet zu gestalten. Vollendung bezieht sich nicht allein auf die Güte einer fertigen Leistung, sondern auch auf den Herstellungsprozeß. Technik hat die Aufgabe, für geeignete Verfahren und taugliche Hilfsmittel zu sorgen. Das Ziel ist es, Erfolg zu haben. Die technische Aufgabe besteht darin, Mittel und Bedingungen ausfindig zu machen, die für die Zielerreichung notwendig sind, und zwar auf der Grundlage des kausal Möglichen. Technologische Abstraktionen müssen anschließend in das tatsächlich Machbare umgesetzt werden. Die Methode, die auch zum Erfolg führt, ist gleichzeitig die Lösung der technischen Aufgabe. Je günstiger das Verhältnis von Aufwand zu Erfolg ist, desto günstiger verläuft die Produktion und desto besser ist die Lösung im wirtschaftlichen Sinne.6 Technik umfaßt also die Menge der nutzenori-

1

vgl. Backhaus, K. (1990), S. 144 vgl. Perillieux, R. (1987), S. 12 f. vgl. Sommerlatte, T. und Deschamps, J. (1985), S. 53 f.; Servatius, H.G. (1985), S. 116 f. 4 Letztendlich ist aus betriebswirtschaftlicher Sicht die Begriffsabgrenzung von untergeordneter Bedeutung, da die Unternehmen profitträchtige Technologien immer im Zusammenhang mit der Umsetzbarkeit in Techniken betrachten. 5 vgl. Wolfrun, B. (1991), S. 314, Ott, A. (1996), S. 159 6 vgl. Gottl-Ottilienfeld, Fr. von (1923), S. 60 ff. 2 3

Begriffliche Grundlagen

13

entierten künstlichen Gebilde, menschlichen Handlungen und Einrichtungen, in denen Sachsysteme entstehen sowie auch verwendet werden.

2.4

Technischer Fortschritt, technologischer und technischer Wandel

Im folgenden wird sich auf Definitionen des technischen Fortschritts gestützt, die sich auf dessen Wirkungen oder das Phänomen per se beziehen, da dieser Ansatz die trefflichste Form der Beschreibung ermöglicht.1 Am häufigsten wird in der Literatur diesbezüglich der von Ott stammenden Definition aus dem Jahr 1959 gefolgt.2 Demnach wird unter technischem Fortschritt folgendes verstanden: “1) Die Schaffung neuer, d. h. bis zu der betreffenden Zeit unbekannter Produkte3 und 2) den Übergang zu neuen Produktionsverfahren, die es gestatten, eine gegebene Menge von Produkten mit geringeren Kosten bzw. mit den gleichen Kosten eine größere Produktionsmenge herzustellen“. Im Sinne der in Kapitel 2.2. und 2.3. getroffenen Festlegungen bedeutet technischer Fortschritt also die Anwendung neuen Wissens in Form neuer Produkte (Produktinnovation) sowie neuer Produktionsverfahren (Prozeßinnovation4).5 Aufbauend auf dieser Basisdefinition hat Walter später eine erweiterte Definition für den technischen Fortschritt gegeben. Danach kann dieses Phänomen in Form der • “Anwendung neuer Produktionsverfahren • Schaffung neuer oder qualitativ verbesserter Güter und • Entwicklung und Nutzbarmachung neuer Mittel und Wege zur besseren Befriedigung menschlicher Bedürfnisse“ auftreten.6

1

2 3 4 5

6

Dabei wird dem Ansatz von Majer gefolgt, der neben dieser definitorischen Annäherung noch den Beschreibungsweg über eine Produktionsfunktion sowie über die terminologische Anwendung von Begriffen wie Wissenszuwachs und Informationsverarbeitung aufzeigt. (vgl. Majer, H., 1989, S. 2) Die Beschreibung des technischen Fortschritts über seine Wirkungen wird auch von Kennedy und Thirlwall vertreten: “The best that can be done is to measure technical change by its effects, such as its impact on the growth of national income, or on the growth of factor productivity not accounted for by other inputs, leaving technical change as a residual“. (vgl. Kennedy, C. und Thirlwall, A., 1972, S. 13). Für weitere Definitionen des technischen Fortschritts auch in Richtung der anderen von Majer genannten Beschreibungswege vgl. Majer, H. (1979), S. 7. vgl. Ott, A. (1959a), S. 302 Ott versteht hierunter zum einen die Schaffung völlig neuer Güter sowie die Schaffung neuer, d. h. verbesserter Güterqualitäten bereits bestehender Güter. (vgl. Ott, A., 1970, S. 117 f.) vgl. ebenda. Zum Begriff der Produkt- und Prozeßinnovation vgl. Kapitel 2.5. Technischer Fortschritt ist aber nicht zu verwechseln mit der Substitution von Gütern oder Produktionsmitteln, einer veränderten Kombination von Produktionsmitteln bei gegebener Produktionsfunktion, der Anwendung des “Gesetzes der Mehrergiebigkeit längerer Produktionsumwege“, noch mit der Anwendung “neuer Kombinationen“ (d. h. Güter, Produktionsverfahren, Märkte, Rohstoffquellen und Industrieneuorganisationen) im Schumpeterschen Sinne. (vgl. Ott, A., 1996, S. 101 ff.) vgl. Walter, H. (1977), S. 569 ff.

14

Begriffliche Grundlagen

Nach Walter handelt es sich hierbei um weitgehend qualitative Merkmale, die nicht exakt quantifizierbar sind.1 Majer erweitert diese Begriffsbildung im Zuge seines Versuches eines allgemeinen Beitrages zur Erklärung des technischen Fortschritts um die Definition des technischen Fortschritts als Qualitätsveränderung bzw. -verbesserung .2 Letztendlich steht hinter diesem Ansatz der Versuch der Findung struktureller Ähnlichkeiten in den Definitionen des technischen Fortschritts und der Qualitätsveränderung. Dabei wird von Majer startpunktgleich Bezug genommen auf Basisarbeiten von Alfred E. Ott über den technischen Fortschritt.3 Im Zuge des genannten definitorischen Vergleichs muß zunächst eine Festlegung von Qualität bzw. Qualitätsveränderung getroffen werden. Majer gibt dabei folgende Definition, die sich als Extrakt bzw. Weiterentwicklung früherer definitorischer Ansätze ergeben hat: “Qualität beschreibt ein Gut oder Ding durch eine Eigenschaftsstruktur, die nach dem Zweck des Gutes bewertet werden muß“.4 Eine andere Definition von Klatt5 beschreibt Qualität “...als Zusammenfassung jener unterschiedlicher Merkmale und Eigenschaften eines Gutes, die nicht unter den Begriff der Quantität des Gutes fallen...“.6 Nach Majer müssen im Zuge der Begriffsfestlegung zum technischen Fortschritt immer auch die Kriterien fixiert werden, unter welchen man von diesem Phänomen sprechen kann. Damit kommt dem technischen Fortschritt eine Bewertung zu, dies im Sinne der Beurteilung, ob tatsächlich auch technischer Fortschritt per se vorliegt, d. h. letztendlich auch einer Qualitätsmessung. Bei letzterer, d. h. der Quantifizierung von Qualität, stößt man oftmals auf Schwierigkeiten, weil, so Klatt, “...Qualität zum Inbegriff des Nichtmeßbaren wird, da sie häufig mangels Zweck- und Sachkenntnis nicht in Zahlen angegeben werden kann“.7 Legt man diesen Bewertungsaspekt zugrunde, so kann produktbezogener technischer Fortschritt als die Verbesserung der technischen Eigenschaften eines Gutes o. ä., der produktionstechnische Fortschritt als Verbesserung der technischen Eigenschaften eines Produktionsverfahrens unter Messung oder Bewertung von ökonomischen Kriterien betrachtet werden. So legt Ott bspw. bei den Produktionsverfahren fest, daß Neuerungen, Verbesserungen oder Ähnliches8 mit dem Meßkriterium der Kosten, d. h. etwa sinkende

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Walter versucht deshalb auf eine Dimension des Fortschrittsbegriffes abzustellen, welche in bestimmtem Umfang quantifizierbar ist und die sich auch mit gebräuchlichen Variablen der Produktions- und Wachstumstheorie in Einklang bringen läßt. Walter beschreibt schließlich vor diesem Hintergrund technischen Fortschritt als “...eine Erhöhung des Sozialproduktes mit konstantem Input (Arbeits- und Kapitaleinsatz) bzw. ein konstantes Sozialprodukt mit vermindertem Einsatz an Produktionsfaktoren zu erreichen“. (vgl. Walter, H., 1977, S. 569) vgl. Majer, H. (1989), S. 1. vgl. Ott, A. (1959a) und Ott, A. (1959b) vgl. Majer, H. (1989), S. 4 vgl. Klatt, S. (1961), S. 22 ff. Darüber hinaus kann noch zwischen Qualität im weiteren und Qualität im engeren Sinne unterschieden werden, vgl. hierzu Klatt, S. (1961), S. 22 f. vgl. Klatt, S. (1961), S. 22 f. Klatt kommt zu dem Schluß, daß Qualitäten, sofern diese variabel sind, prinzipiell meßbar sind. Für Hinweise im Sinne von Ausgangspunkten für ökonom(etr)ische Qualitätsmessungen vgl. ebenda, S. 27 f. Diese qualitativen Kategorien finden sich bereits in der Ausgangsdefinition von technischem Fortschritt nach Ott im Kapiteleingang.

Begriffliche Grundlagen

15

Stückkosten bewertet werden.1 Ganz allgemein kann aber in dieser Kategorie Fortschritt gemessen werden “...mit Hilfe von Produktivitäten wie Arbeits-, Kapital- und Gesamtproduktivität bzw. dem reziprokem Wert, dem Input-Koeffizienten“, als auch “...anhand einer makroökonomischen Produktionsfunktion“.2 Eine Bewertung nach ausschließlich ökonomischen Aspekten unter Annahme ansonsten konstanter Bedingungen ist jedoch zu eng – der so definierte technische Fortschritt kann bspw. negative Auswirkungen haben in sozialen wie auch in ökologischen Feldern.3 Damit gelangt man schließlich zu einer erweiterten Begriffsfassung des technischen Fortschritts: “Technischer Fortschritt ist die Verbesserung der technischen Eigenschaften eines Gutes (Produkt, Produktionsverfahren o. ä.), bewertet mit technischen, ökonomischen, sozialen und ökologischen Kriterien“.4 Als Ergebnis dieses definitorischen Exkurses ist nach Majer festzustellen, daß die Verwendung des technischen Fortschrittsbegriffs, soll dieser empirisch sinnvoll sein, nur in Verbindung mit einer Bewertung stehen kann. Mit einer solchen Evaluation kommt technischer Fortschritt einer Qualitätsveränderung gleich. Weiterhin müssen die Verbesserungen der technischen Eigenschaften, wie z. B. “neu“5, eines Produktes oder Produktionsverfahrens durch deren Qualitätsverbesserungen beschrieben werden.6 Majer ergänzt hier, daß “Qualitätsverbesserungen nur sinnvoll mit Hilfe von Qualitätsträgern beschrieben werden“ können; als solche sieht er auf der Outputseite bspw. Endprodukte, die für Konsum- oder Investitionszwecke verwendet werden können oder Zwischenprodukte bzw. in übergreifender Form Güter und Dienstleistungen an.7 Auf der Inputseite, diese kann sich z. B. auf verbesserte Produktionsverfahren beziehen, werden • “... produktive Arbeitsleistungen, • kreative Arbeitsleistungen, • Kapitalleistungen, • Organisationsleistungen,

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2

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5 6 7

vgl. Ott, A. (1959a) und Ott, A. (1959b). Anders verhält es sich bei der Messung des technischen Fortschritts im Sinne des ersten Teils der technischen Fortschrittsdefinition von Ott – der Schaffung neuer Produkte. Hier stößt man auf große Meßprobleme, die mit einem immensen statistischen Aufwand einhergehen. Ebenfalls problematisch ist die Messung neuer Qualitäten bestehender Produkte. In diesem Zusammenhang ist zuerst einmal eine Unterscheidung zu treffen, ob es sich tatsächlich um eine verbesserte Güterqualität handelt oder nicht gar um ein neues Produkt. Eine weitere Schwierigkeit ist die Ordnung bzw. Gewichtung der erzielten Qualitätsverbesserung. Hierbei kann nach Ott als grober Ansatzpunkt nach substantiellen und akzidentiellen Eigenschaften eines Produktes kategorisiert werden. (vgl. Ott, A., 1970, S. 120) Bei beiden Verfahren ergibt sich allerdings die Problematik, daß man lediglich den Anteil der Veränderung mißt, der nicht auf eine Vergrößerung der Einsatzfaktoren zurückzuführen ist. Diese Restgröße ist aber nicht unbedingt mit dem technischen Fortschritt gleichzusetzen. (vgl. Ott, A., 1970, S. 121) Majer führt hier als Beispiel die Störung des Familiengefüges durch von technischem Fortschritt initiierter Schichtarbeit an, wie auch ökologische Negativwirkungen, z. B. in Form eines höheren Schadstoffausstoßes. (vgl. Majer, H., 1989, S. 5) Nach Majer gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten, technischen Fortschritt zu messen: “Die Totalproduktivität als Verhältniszahl und die Produktionsfunktion als explizit ausgedrückte Beziehung zwischen dem Produktionsergebnis und den eingesetzten Produktionsfaktoren“. (vgl. Majer, H., 1973, S. 57) Hier wird Bezug genommen auf die eingangs gegebene Definition des technischen Fortschritts von Ott. Nach Majer müssen hierzu Messvorschriften angewandt werden. (vgl. Majer, H., 1989, S. 5). Zur objektiven Messung von Qualitätsveränderungen mit Hilfe der Technometrie vgl. Grupp, H. u. a. (1987). vgl. Majer, H. (1979), S. 8

16

Begriffliche Grundlagen

• Vorleistungen“ genannt.1 Schließlich kann dann abschließend technischer Fortschritt als die Qualitätsverbesserung seiner Träger definiert werden.2 Der Stand der Forschung zeigt ein im Prinzip zweigeteiltes Bild. Während ältere Arbeiten die Qualitätsveränderung als Ergebnis des technischen Fortschritts betrachten, erkennen jüngere Arbeiten die Identität von technischem Fortschritt und Qualitätsverbesserung an.3 Zu letzteren zählt bspw. Brockhoff4, Dosi u. a.5. Letztendlich macht aber, wie bereits genannt, die empirisch sinnvolle Nutzung des technischen Fortschrittsbegriffs wie auch die eigentliche Feststellung des technischen Fortschritts die Anwendung einer Bewertung im Sinne von Qualitätsveränderung bzw. -verbesserung notwendig. Dadurch erhält das Begriffsbündel Identität. Majer spricht hier von der Bestätigung der “Identitäts-Hypothese“.6 Auch die Messung des technischen Fortschritts in makroökonomischer Hinsicht über das Produktionsfunktions-Konzept7 bestätigt unter gewissen Voraussetzungen die Identität von technischem Fortschritt und der Qualitätsveränderung. So kann der Unterschied von Veränderungen des Inputs im Vergleich zu den Veränderungen des Outputs8 über die Restgröße – das “Residual“ – im Sinne eines Qualitätsveränderungsindikators betrachtet werden.9 Nadiri merkt zu dieser Restgröße folgendes an: “...the 'residual' becomes a weighted sum of the growth rates of the quality changes 'embodied' in the conventional inputs“.10 Hierzu müssen aber preliminär die Input-/ Outputveränderungen gemessen werden, d. h. bestimmten Qualitätseinheiten zugeordnet werden.11 Es herrscht weiterhin Übereinstimmung, daß im Rahmen der Input/Output- Betrachtung der technische Fortschritt im Input inkorporiert ist. So ist bspw. beim “vintage approach“, d. h. beim sachkapitalgebundenen technischen Fortschritt, in den jeweils neuen Jahrgängen von Gütern (z. B. Maschinen) die Qualitätsverbesserung enthalten.12 Darüber hinaus kann es auch einen ausbildungsgebundenen technischen Fortschritt geben, also eine Produktivitätssteigerung durch verbesserte Qualität bzw. Ausbildung beim “Human Capital“. Dies ist ebenso der Fall bei den auf Solow zurückgehenden Embodyment-Konzepten, die zwischen gebundenem und ungebundenem technischen Fortschritt un1 2 3 4 5 6 7 8

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vgl. ebenda, S. 3 ff. vgl. Majer, H. (1984), S. 164 vgl. hierzu die Ausführungen in Majer, H. (1989), S. 6 ff. vgl. hierzu Brockhoff, K. (1978), S. 583 vgl. hierzu Dosi, G. u. a. (1988) vgl. Majer, H. (1989), S. 4 Hier ist anzumerken, daß über das Produktionsfunktions-Konzept primär die Wirkungen des technischen Fortschritts festgestellt werden können, nicht aber die Ursachen. (vgl. Majer, H., 1979, S. 5.) Vgl. auch die Ausführungen in Kapitel 3.1.2.1. Diese Veränderung wird im Rahmen des Produktionsfunktions-Konzepts als technischer Fortschritt interpretiert. “Dieser technische Fortschritt in der Produktionsfunktion kann jedoch nur zum Ausdruck bringen, daß noch andere Faktoren zum Outputwachstum beitragen, und/oder Outputzuwächse der Produktionsfaktoren nur mit Hilfe technischer Fortschritte gelingen“. (vgl. Oppenländer, K., 1989, S. 168) vgl. Solow, R. (1957) vgl. Nadiri, I. (1970), S. 1140 f. vgl. Majer, H. (1989), S. 8 vgl. Solow, R. (1957)

Begriffliche Grundlagen

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terscheiden.1 Beim ungebundenen technischen Fortschritt handelt es sich um einen autonomen, also exogen vorgegebenen technischen Fortschritt. Diese Fortschrittsart ist nicht das Resultat von vermehrtem oder qualitativ besserem Faktoreinsatz. Hier kommt eine Qualitätsverbesserung von außen, d. h. ohne Investitionstätigkeit. Demgegenüber beschreibt der gebundene technische Fortschritt eine endogene Qualitätsverbesserung bzw. höhere Produktivität, die durch vermehrte oder qualitativ höherwertige Einsatzfaktoren (z. B. bessere Maschinen) zustande kommt – im Fall dieser Fortschrittsart sind Investitionen getätigt worden.2 Bei den genannten Fortschrittsarten ist zu beachten, daß sie Fortschrittsklassifikationen nach verschiedenen Ursachen angeben, die Ursprungsdefinition von Fortschritt ist aber im Falle dieser Arbeit anhand der Wirkungen angegeben worden. Im Zuge der Nennung dieser diversen Ursachenkonzepte ging es hauptsächlich um die erweiterte Bestätigung der “Identitäts-Hypothese“. Nachfolgend wird noch kurz auf die Klassifizierung des technischen Fortschritts eingegangen. Hinsichtlich der Einteilung der verschiedenen Formen des technischen Fortschritts nach seinen Wirkungen kann zwischen neutralem-, arbeitssparendem- und kapitalsparendem technischer Fortschritt unterschieden werden. Während arbeitssparender technischer Fortschritt die Reduktion von Einsatzmitteln auf der Seite “Arbeit“ (z. B. Freisetzung von Arbeitskräften) zur Folge hat, bezieht sich der kapitalsparende technische Fortschritt bspw. auf eine höhere Produktivleistung von Einsatzmitteln auf der Seite “Kapital“ (z. B. leistungsfähigere Produktionsanlagen). Der neutrale technische Fortschritt hat keine Freisetzungen auf der Inputseite zur Folge.3 Hicks bringt die verschiedenen Fortschrittsformen mit Erfindungen in Verbindung. Diese sind für ihn gleichbedeutend mit technischem Fortschritt. So sind nach Hicks Erfindungen • “neutral, wenn sie die Grenzproduktivitäten des Kapitals und der Arbeit in gleichem Verhältnis erhöht, • arbeitssparend, wenn sie die Grenzproduktivität des Kapitals stärker erhöht als die der Arbeit • kapitalsparend, wenn sie die Grenzproduktivität der Arbeit stärker erhöht als die des Kapitals“. Anders ist die Definition der Fortschrittsarten bei Harrod.4 Harrod bringt die Anteile der Einsatzfaktoren Kapital und Arbeit (bei konstantem Zinssatz) am Sozialprodukt in Verbindung mit den verschiedenen Formen des technischen Fortschritts. Harrod definiert demnach technischen Fortschritt als kapitalsparend, wenn bei konstantem Zinssatz dieser den Kapitalanteil am Sozialprodukt senkt, auf der anderen Seite aber den Arbeitsanteil erhöht. Für den arbeitssparenden technischen Fortschritt gilt das

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vgl. zu den “Embodyment“ und “Disembodyment“ Konzepten Jorgenson, D. (1966), S. 1-17; Weizsäcker, C. (1966), S. 14 f.; Nadiri, I. (1970), S. 1143 vgl. Walter, H. (1977), S. 570 3 vgl. Brown, M. (1968), S. 20 f. 4 vgl. Harrod, R. (1954), Helmstädter, E. (1988), S. 486 ff 2

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umgekehrte Verhältnis, für den neutralen technischen Fortschritt ändern sich die Relationen der Einsatzfaktoren am Sozialprodukt dementsprechend nicht.1 Robinson wählt eine andere definitorische Basis; er macht technischen Fortschritt an der Veränderung des Kapitalkoeffizienten2 (bei konstantem Zinssatz) fest. Lange schließlich unterscheidet Veränderungen auf der Input- und Outputseite und bringt die Definition der verschiedenen Fortschrittsarten in Verbindung mit der Veränderung der Grenzkosten bei laufender Produktion auf der Outputseite und mit der physischen Grenzproduktivität der eingesetzten Produktionsfaktoren auf der Inputseite. Auf der Outputseite differenziert Lange je nach Senkung, Erhöhung und Nichtveränderung der Grenzkosten der Ausbringung zwischen ausbringungsvergrößerndem, ausbringungsverminderndem und ausbringungsneutralem technischem Fortschritt. Auf der Inputseite wirkt technischer Fortschritt faktorsparend, faktorbeanspruchend bzw. faktorneutral, falls dieser die physische Grenzproduktivität des entsprechenden Einsatzfaktors vermindert, erhöht bzw. unverändert läßt. 3 Zu dieser Klassifikation bleibt anzumerken, daß sie im Sinne der Ausgangsposition, der Definition des technischen Fortschritts nach seinen Wirkungen, ausreichend ist. Jedoch bleiben diese Einteilungen, sieht man in gewissem Umfang von der Langeschen Klassifizierung ab, einer ursachenbezogenen Einteilung des technischen Fortschritts schuldig. Weiterhin ist die Theorie der Grenzproduktivität nicht unkritisch zu sehen.4 Anders als mit dem Begriff des technischen Fortschritts verhält es sich mit der Definition des technischen Wandels: Da die Erfüllung der axiologischen Bedingung der Fortschrittsdefinition gemäß Kapitel 2.1. ex ante nicht hinreichend überprüft werden kann, d. h. auch ein Rückschritt eintreten kann, soll in der Folge für technologische Veränderung anstatt des Terminus des technischen Fortschritts der Terminus des technischen Wandels verwendet werden. Dieser enthält demnach keine Wertung. Unter Rückgriff der allgemeinen Definition von Wandel in Kapitel 2.1. und der in diesem Kapitel geschaffenen definitorischen Voraussetzungen wird abschließend unter technischem Wandel die Veränderung der technischen Eigenschaften eines Gutes verstanden werden.5 Diese Veränderung wird im Sinne einer Definition des technologischen Wandels durch die Erweiterung der Wissensbasis generiert.6 Technischer Wandel bezieht sich demnach auf die umgesetzten Ergebnisse dieses Wissenswandels, die sich dann in höherer Produktivität (d. h. Prozeßverbesserungen), der Generierung neuer Produkte oder der Verbesserung bestehender Produkte ausdrücken.7 1 2 3 4 5

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zur Erklärung des Harrod und Hicks-neutralen technischen Fortschritts vgl. Weizsäcker, V. (1969), S. 455 f. Diesen definiert Robinson als das Verhältnis von Kapitalstock zu Produktion. vgl. zu diesen verschiedenen Formen des technischen Fortschritts Ott, A. (1996), S. 104 ff. vgl. Ott, A. (1996), S. 111; S. 125 f. vgl. ebenda, S. 5. Saviotti und Metcalfe machen technischen Wandel an der Veränderung von technischen und ServiceCharakteristiken fest, die zu einem bestimmten Zeitpunkt bei einem bestimmten Produkt eine bestimmte Ausprägung haben. So hat ein Pkw bspw. eine technische Charakteristik, die sich auf die Zylinderzahl des Motors bezieht und eine ServiceCharakteristik, welche z. B. an der Größe des Gepäckraums festgemacht ist. Die nächste Generation dieses Pkw`s könnte andere Ausprägungen dieser Charakteristika haben, wonach dann technischer Wandel vorliegen könnte. (vgl. Saviotti, P. und Metcalfe, J., 1984, S. 142 f.) Schmookler versteht unter technologischem Wandel ″... changes in the stock of knowledge“. (Schmookler, J., 1966, S. 1) vgl. Kennedy, C. u. a. (1972), S. 11 f.

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Die dem technologischen Wandel entsprechende Wissensänderung wird oftmals dadurch hervorgerufen, daß sie integraler Bestandteil des ganzen Lernprozesses ist, mit dem schließlich Produkt- oder Produktivitätsverbesserungen erzielt werden – neues Wissen wird danach nicht per se geschaffen. So sind Produktveränderungen gleichsam auf technische wie auf technologische Veränderungen zurückzuführen.1 Dies erschwert oftmals eine Begriffsabgrenzung. Eine Unterscheidung beider Termini wird deshalb in der Literatur vielfach ignoriert.2 Da diese Begriffsabgrenzung jedoch für den weiteren Verlauf der Arbeit von Relevanz ist, wird hier an der definitorischen Abgrenzung festgehalten. Zugleich soll der Begriff des technologischen Wandels nicht nur im technoökonomischen Sinn verstanden werden, sondern auch das soziokulturelle Umfeld integrieren.

2.5

Innovation und Innovationsprozeß

Innovation“ ist zu einem häufig benutzten Terminus geworden, seit Schumpeter dessen herausragende ökonomische Bedeutung in seinem Werk “Theorie der wirtschaftlichen Entwicklung“ herausgestellt hat.3 Der Innovationsbegriff wird im Alltag und im wissenschaftlichen Sprachgebrauch in besonders vielfältiger Weise verwendet, so daß hier eine “uneinheitliche, vielschichtige und mehrdimensionale“ Begriffswelt entstanden ist.4 Gemeinsam ist allen Innovationsdefinitionen das Element der Neuheit.5 Vor allem zwei Annahmen prägen gemeinhin den Gebrauch des Terminus Innovation: zum einen die selbstverständliche Prämisse, daß Innovation von grundsätzlich neuem Wissen abhängig ist, das erst erworben werden muß, also auf einer Erfindung basiert; zum anderen die Verbindung zu ausschließlich (körperlichen) Produkten oder (technischen) Verfahren. Dadurch impliziert die Gemeinvorstellung mit dem Innovieren stets eine technische Neuerung von Objekten oder Verfahren.6 Dieser vorherrschenden Begriffsbetrachtung folgt die klassische technische Innovationsdefinition, nach der unter Innovationen alle technisch neuen oder verbesserten Produkte und Verfahren und deren Einführung in den Markt oder die Produktion zu verstehen sind, die sich vorwiegend auf Forschung und Entwicklung zurückführen lassen.7 Aregger erweitert diese Begriffsfassung und definiert Innovation als “...eine signifikante Änderung im Status quo eines sozialen Systems, welche gestützt auf neue Erkenntnisse, soziale Verhaltensweisen, Materialien und Maschinen eine direkte

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vgl. Hall, P. (1994), S. 2 So hat z. B. Rosenberg den Begriff des technologischen Wandels dem des technischen Wandels gleichgesetzt, da er letzteren als Wissenserwerb definiert, der es ermöglicht “...to produce (1) a greater volume of output or (2) a qualitatively superior output from a given amount of resources“. (Rosenberg, N., 1982, S. 3) vgl. Schumpeter, J. (1964), S. 88 ff.; S. 318 ff. vgl. Aregger, K. (1976), S. 115 So ist für Grupp auch der Begriff der Neuerungen gleichbedeutend mit dem Begriff der Innovation. (vgl. Grupp, H., 1997, S. 15). vgl. Zahn, E. (1986), S. 184 vgl. BMFT, (1993), S. 3

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und/oder indirekte Verbesserung innerhalb und/oder außerhalb des Systems zum Ziele hat“. Die Systemziele selbst können auch Gegenstand der Innovation sein.1 2 Diese Sichtweise erweitert die gemeine Vorstellung der Innovation und schließt neben Verbesserungen technischer Natur auch Verbesserungen sozialer Prägung mit ein, wobei der Anstoß nicht notwendigerweise durch neuen Wissenserwerb zustande kommen muß. Soziale Innovationen, wie etwa Neuerungen in der Managementtechnik und institutionelle Neuerungen, sind für technische Innovationen Preliminarien, sowohl als Katalysatoren wie auch als Wegbereiter. Soziale Innovationen sind zugleich Voraussetzung und Folge technischer Innovationen.3 Die Definition von Uhlmann bringt die Begrifffe des Wissens und der Technik in Verbindung: “Innovation ist der Prozeß der Erforschung, Entwicklung und Anwendung eines Wissens über die Eigenschaften und Einsatzbedingungen einer Technik.“4 Diese Definition betont den Prozeßcharakter der Innovation, der letztendlich auf die FuE5- Ergebnisse aufbaut.6 Die Vielfalt der Definitionen von Innovation ist insgesamt sehr groß, einen guten bezugsorientierten Überblick gibt Hausschildt.7 Da der Fokus dieser Arbeit auf dem technischen Wandel liegt, wird auch auf eine Begriffsfestlegung des Bundesministeriums für Forschung und Technik im Sinne einer Arbeitsdefinition zurückgegriffen, jedoch unter Berücksichtigung der Aspekte und Beeinflussungsdeterminanten des sozioökonomischen Umfelds. In ergebnisorientierter Hinsicht können zur Charakterisierung von Innovationen Innovationsobjekte herangezogen werden; dabei ist im betriebswirtschaftlichen Sinne eine Beschränkung auf Unternehmen als Bezugsobjekt für Innovationen sinnvoll.8 Auf dieser Ebene unterscheiden die meisten Autoren vorrangig zwischen Produktund Verfahrensinnovationen. Unter Produktinnovationen9 werden Neuerungen im Sach- und Dienstleistungen umfassenden Leistungsangebot der Unternehmen verstanden. Verfahrensinnovationen10 bezeichnen hingegen Neuerungen bei den Leistungserstellungsprozessen.11 Unter den Verfahrensinnovationen kann im Bereich administrativer Neuerungen auch die Sozialinnovation als weitere Subkategorie mit 1 2

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vgl. Aregger, K. (1976), S. 118 In diese Richtung geht auch die Definition von Merton, der alle spezifischen Ausprägungen wie ökonomische, technologische, politische, kulturelle und soziale Innovationen unter dem Begriff der Innovation subsumiert. (vgl. Merton, R., 1964, S. 141 ff.) So ist die oft beklagte, zu geringe technische Innovationsrate in Deutschland nicht zuletzt das Ergebnis einer nicht ausreichend berücksichtigten Interdependenz zwischen sozialer und technischer Innovation. (vgl. Albach, H.,1983, S. 7 ff.) Uhlmann, L. (1978), S. 42 FuE steht für Forschung und Entwicklung. Uhlmann unterscheidet hier sechs Stufen von innovativen Tätigkeiten bzw. Sub-Prozessen: die Grundlagenforschung, die angewandte Forschung, die technische Entwicklung, die Anwendungsentwicklung, die Produktion sowie die Anwendung. (vgl. Uhlmann, L., 1978, S. 45) vgl. Hausschildt, J. (1997), S. 4 f. Daneben können noch Kunden sowie der Wettbewerb als Bezugsobjekte unterschieden werden. (vgl. Gerpott, T., 1999, S. 46 f.) Ott bemerkt hierzu: “Produktinnovationen befriedigen entweder neue Bedürfnisse [z. B. das Bedürfnis nach Fernsehen oder Fliegen] oder befriedigen alte Bedürfnisse besser als die alten Güter“. (Ott, A., 1986, S. 30) Ott definiert eine Prozeßdefinition wie folgt: “ -eine gegebene Menge von Produkten kann mit niedrigeren Realkosten (d. h. bei konstanten Produktionsmitteln) bzw. -mit den gleichen Realkosten kann eine größere Produktmenge hergestellt werden“. (vgl. Ott, A., 1986, S. 30) vgl. Thom, N. (1980), S. 6; Sever, M. (1985), S. 118 f.

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einbezogen werden. Hierunter wird bspw. die Einführung von Gruppenarbeit in der Produktion verstanden.1 Als Oberbegriff für Produkt- und Verfahrensinnovationen wird auch von technischen Innovationen gesprochen, für welche wiederum Technologien als Input dienen. Eine erweiterte Innovations-Begriffsfassung unter der Objektaufteilung wird von Kleinknecht gegeben. Er unterscheidet Produktinnovationen2 und versteht darunter radikal neue Produkte, Verbesserungen und Prozeßinnovationen sowie “wissenschaftliche Instrumente“. Letztere Kategorie rechtfertigt Kleinknecht durch ihren Entstehungsort und deren Verwendung: “wissenschaftliche Instrumente“ werden primär von den Forschungs- und Entwicklungsabteilungen eingesetzt sowie entwickelt und entstehen zur Bedarfsbefriedigung aus dem Forschungsprozeß. Unter der Kategorie Verbesserungen und Prozeßinnovationen versteht Kleinknecht einerseits mehr oder weniger radikale Qualitätsverbesserungen3 bestehender Produkte, andererseits verbesserte oder ganz neue Produktionsprozesse für bestehende Produkte. Produktinnovationen stehen bei Kleinknecht nur für gänzlich neue Produkte und Materialien. Einteilungskriterium für Kleinknecht ist der Grad der Marktnachfrage. Bei Verbesserungen und Prozeßinnovationen handelt es sich um Produkte, die bereits eingeführt sind – Innovationen werden hier nach Kleinknecht durch direkte Marktnachfrage ausgelöst. Anders verhält es sich bei den Produktinnovationen; Kleinknecht unterstellt hier die Aufnahme von Innovationstätigkeiten von unternehmerischer Seite nach Erkennen von latenter oder potentieller Marktnachfrage.4 Ein zweites wichtiges Klassifikationskriterium bei Innovationen in ergebnisbezogener Sicht ist der Innovationsgrad.5 Barreyre unterscheidet dichotom zwischen radikalen Innovationen mit hohem Innovationsgrad und Innovationen mit geringem Innovationsgrad.6 Systemisch betrachtet handelt es sich beim “Innovieren“ um einen dynamischen Gesamtprozeß, in dessen Mitte ein komplexes, offenes System mit Trendbrüchen und Asymmetrien zwischen Nutznießer und Betroffenen steht. Der Prozeß ist i.d.R. länger anhaltend und aufgrund der Systemkomplexität (z. B. durch den Einschluß vieler Wirtschaftssubjekte) nur begrenzt kontrollierbar. Schließt man alle innovationsverwandten Aktivitäten und Ergebnisse mit ein, so spricht man vom “Innovationsprozeß“, was dem Begriff Innovation einen sehr viel weiteren Sinn gibt.

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vgl. Gerpott, T. (1999), S. 40 Die Definition von Produktinnovationen hat dabei weitgehende Ähnlichkeit mit den Basisinnovationen von Mensch. Mensch unterteilt prinzipiell Innovationen nach Basisinnovationen, Verbesserungsinnovationen und Pseudo-Innovationen. (vgl. Kleinknecht, A., 1987, S. 57 ff.) Damit kommt der Innovation und in der Folge dem technischen Wandel eine Bewertung zu, vgl. Kap. 2.4. vgl. Kleinknecht, A. (1987), S. 64 f. In der Innovationsliteratur werden weitere, für den Rahmen dieser Arbeit allerdings nicht relevante Klassifikationskriterien angeführt. (vgl. Barreyre, P.-Y., 1980, S. 9 ff.) Diese Innovationskategorien werden im Kapitel 2.6. näher erläutert. (vgl. hierzu auch Gerpott, T., 1999, S. 43 ff.)

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Im Sinne dieser prozeßorientierten Darstellung wird die Innovation in der Literatur überwiegend in sequentieller bzw. linearer Modellform dargestellt.1 Diese Darstellungsart beruht zu großen Teilen auf der Schumpeterschen Sichtweise des Innovationsverlaufs, die stark nach den Phasen Invention – Innovation – Diffusion2 unterschieden hatte und damit auf eine extreme Fokussierung der wissenschaftlichen Seite abzielte. Die so modellierten Verlaufsansätze wurden dann später unter die sogenannten “Science-Push-Theorien“ eingegliedert, welche simplistisch unterstellen, daß mehr Wissenschaft zu mehr Innovation führt.3 Dieser Technologiestoß-Theorie steht die Nachfragesog-Theorie (“Demand-Pull-Ansatz“) gegenüber. Die Nachfragesog-Theorie unterstellt, daß Innovationen durch entsprechende Marktnachfrage hervorgerufen wird. Diese Denkrichtung wird bspw. durch Schmookler vertreten.4 Insgesamt ist aber keine eindeutige Zuordnung der Kausalität des technischen Wandels5 zu diesen Denkschulen möglich, vielmehr ist die Entstehung von Innovationen sektoren- und epochenabhängig und wird sowohl durch die wissenschaftliche wie auch durch die Marktnachfrage beeinflußt.6 Auch die darüber hinaus gehenden Ansätze der Investitionsinduzierung oder Lernprozeßinduzierung bleiben letztendlich eine Erklärung für Innovationen und technischen Wandel schuldig.7 Die Literatur liefert jedoch inzwischen ausreichend Nachweise, welche die Unbrauchbarkeit der linearen Abfolge der Innovationsentstehung unterstreichen.8 Zudem bedarf es aufgrund der soziologischen Systemtheorie, nach der Wissenschaft, Technik und Wirtschaft sich gegenseitig beeinflussen, keiner weiteren empirischen Belege gegen das Linearmodell mehr.9 Aufgrund dieser Multikausalität wurden von verschiedener Seite neue Modelle entwickelt. Diese auch in der Literatur als rückgekoppelte Modelle bezeichneten Ablaufschemata bedeuteten zunächst einen großen Fortschritt, da neben den “SciencePush-Faktoren“ auch Nachfragelemente (z. B. Nutzeraspekte) berücksichtigt werden. Die Modelle haben jedoch den Nachteil, daß sie den wissensbasierten Teil der Innovation nicht erklären können, d. h. die Verbindung von wissenschaftlichem und technologischem Wissen mit dem Innovationsprozeß bleibt unklar. Das Modell ist demnach nur eingeschränkt tauglich und kann nur Innovationsprozesse abbilden, bei de1

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vgl. Brockhoff, K. (1992), S. 30; Gerybadze, A. (1982), S. 22; Uhlmann, L. (1978), S. 45 So defiiniert auch Majer die Innovation “...als die zeitpunkt- und orts-bezogene Einführung eines neuen Gutes (i.w.S.)“ und technischen Fortschritt “...als den zeitraum- und nicht-orts-bezogenen Prozeß (Innovations-Diffusion)“. (vgl. Majer, H., 1979, S. 1 f.) Der “Science-Push-Ansatz“ ist in seiner ursprünglichen Form auf Bush zurückzuführen, der Nachfragefaktoren bei der Entstehung des Innovationsprozesses völlig außer acht ließ. (vgl. hierzu Bush, V. ,1945). vgl. Schmookler, J. (1966) Es bleibt dennoch festzustellen, daß ein Ursachenschwerpunkt in den Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten liegt, wie zahlreiche Studien belegen können. (vgl. hierzu Majer, H., 1979, S. 2 f.) vgl. hierzu Scherer, F. (1982). Zur Diskussion der Demand-Pull- und Science-Push-Theorien vgl. Coombs, R., Saviotti, P., Walsh, V. (1987), S. 94 ff., Kleinknecht, A. (1996), S. 5 ff. vgl. Walter, H. (1977), S. 570. Einen guten Gesamtüberblick über verschiedene Theorien und Meßansätze von Innovation und technischem Fortschritt gibt Majer. (vgl. hierzu Majer, H., 1979, S. 17) vgl. Schmidt-Tiedemann, K. (1982) In dieses Feld ist auch der schematische Forschungsansatz von Majer einzuordnen. Majer unterscheidet im Forschungsprozeß vier sich gegenseitig beeinflussende und rückgekoppelte Komplexe, deren Zusammenspiel schließlich zur Innovation führt. (vgl. hierzu Kap. 2.7.)

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nen wissenschaftliche und technologische Faktoren keine bedeutende Rolle spielen.1 Dieses Defizit gleichen im Sinne einer Weiterentwicklung die strukturierten Ablaufmodelle aus, die wissenschaftlich-technologische Aspekte in stärkerem Maße berücksichtigen und auch die zeitliche Dimension des Innovationsprozesses behandeln, welche bei den rückgekoppelten Modellen nicht inkorporiert war.2 Nach Grupp stellen aber auch diese Modelle die zeitliche Dimension ungenügend dar. Grupp favorisiert ein funktionelles Referenzschema für die Abbildung des Innovationsprozesses, welches • die notwendigen Rückkoppelungen zwischen den Innovationsstadien berücksichtigt, • den prozeßhaften Charakter von Forschung und Entwicklung unterstreicht,3 • das Wechselspiel zwischen FuE- und Innovationsprozessen funktional betrachtet und • die zeitliche Dimension des Innovationsprozesses in besonderem Maße berücksichtigt.4 Diese Aspekte gleichen die Defizite der bisher vorgestellten Modelle aus und berücksichtigen weiterhin die jüngsten Erkenntnisse aus den Sozial- und Wirtschaftswissenschaften.

1

Eine weitergehende Diskussion findet sich in Grupp, H. (1997). Zu Beispielen von rückgekoppelten Modellen siehe z. B. Blume (1992); Clark und Juma (1987). Das Begriffstum zum Bereich der Forschung und Entwicklung wird im Kapitel 2.7. näher erläutert. Der Begriff der Forschung und Entwicklung wurde bereits mit “FuE“ abgekürzt und wird so fortgeführt. 4 vgl. Grupp, H. (1997), S. 19 ff. 2 3

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Abbildung 2: Das funktionale Referenzschema des Innovationsprozesses

Quelle: Grupp, H., 1997, S. 22

Das Referenzschema unterscheidet verschiedene Innovationsstadien, die nachfolgend kurz erläutert werden.1 Mögliche Funktionen von FuE zielen ab auf die Initiierung von Aktivitäten wie Ideenfindung, Theorieentwicklung2 und -verbesserung sowie Entdeckungen. Dieses Stadium wird in den Linearmodellen mit dem Begriff der Invention belegt.3 Technisch funktionsfähige Konzeptionen zu generieren ist eine weitere Funktion der FuE, wobei noch keine Abschätzung hinsichtlich der späteren Möglichkeiten der Kommerzialisierung dieser Lösungen in diesem Stadium möglich ist. Konstruktion soll über die reine technische Machbarkeit hinaus Kosten- und Preisfragen, Herstellungsprozesse, Gewährleistungsfragen etc. berücksichtigen. Eine weitgefaßte Definition von Innovation wurde bereits im vorhergehenden Abschnitt gegeben. Diese Stadien der Konstruktion und Innovation werden in den sequentiellen Darstellungen als Innovation bzw. Innovation im engeren Sinne bezeichnet.4

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Der im Modellzusammenhang bedeutende Begriff der Wissenschaft steht für die Produktion von Wissen. (vgl. Essig, H., 1977, S. 628) Der Begriff “Theorie“ steht vor allem für die Lehre über allgemeine Grundlagen, Gesetze und Prinzipien einer bestimmten Wissenschaft oder Technik. (vgl. Brockhaus, 1993, Band 22, S. 84) 3 vgl. Brockhoff, K. (1992), S. 20 f.; Elster, J. (1983), S. 93 f. 4 vgl. ebenda 2

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Imitation bedeutet die post-innovative Adaption von Neuerungen und ist ein wichtiges Instrumentarium zur Diffusion dieser Neuerungen.1 Dabei schließt die Diffusion begrifflich sowohl die Verbreitung von neuem Wissen als auch die Nachahmung von Innovationen ein.2 Diese hier in einem Innovationsstadium subsumierten Aktivitäten werden in den Linearmodellen separiert.3 Die Innovationsstadien Nutzung und Entsorgung4 entsprechen in etwas stärker abstrahiertem Sinne den Phasen (Innovations-)Reife und (Innovations-)Sättigung bei Orientierung am (Produkt-)Lebenszyklus der klassischen prozeßorientierten Modelle. Am Ende eines Innovationsprozesses steht der jeweilige technische Wandel bzw. im positiv wertenden Sinne der technische Fortschritt.5 Das funktionale Referenzschema kann formell und funktional mit dem Modell des “Forschungskegels“ von Majer verglichen werden.6 Jedoch gibt es auf inhaltlicher Ebene wenig Analogien.7 Basis des Modells von Majer ist die Erkenntnis, daß der Innovationsprozeß in einem nicht-linearen mehrdimensionalen Netzwerk stattfindet. Am Anfang des Innovationsprozesses steht die Forschung. Diese findet im privaten wie auch im öffentlichen Sektor statt. Der öffentliche Sektor ist hierbei stark durch die Universitäten und Großforschungseinrichtungen im Bereich der Grundlagen- und Anwendungsforschung gekennzeichnet, während die private Forschung stärker in der experimentellen Entwicklung vertreten ist. Die Ergebnisse der verschiedenen Wissenschaftsbereiche8 und deren Abhängigkeiten lassen sich mit dem Kegelmodell darstellen und gliedern sich in drei Kategorien auf: 1) vertikale Beziehungen von Forschungsergebnissen innerhalb eines Wissenschaftsbereichs, 2) horizontale Beziehungen zwischen Wissenschaftsbereichen (diese repräsentieren, die Beziehungen bzw. Abhängigkeiten zwischen mehreren Wissenschafts-bereichen), 3) Rückkoppelungsbeziehungen (“feedbacks“) von Forschungsergebnissen innerhalb und zwischen Wissenschaftsbereichen. Die genannten Forschungsergebnisse können im Sinne von Zwischen- oder Endprodukten verstanden werden. Die Endprodukte können wiederum als Ergebnis von technologischen Zwischenprodukten aufgefaßt werden, die ihrerseits wieder Endprodukte von untergeordneten Prozessen sind. 1

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Imitation ist jedoch keine notwendige Bedingung für Diffusion. Diffusion kann auch dadurch zustande kommen, daß zwei oder mehrere Firmen gleichzeitig die gleiche Idee oder das gleiche Produkt entwickeln, was keineswegs ungewöhnlich ist. (vgl. Hall, P., 1994, S. 1 f.) vgl. Grupp, H. (1997), S. 23 f. vgl. ebenda Zur weitergehenden Begriffsauslegung vgl. Grupp, H. (1997). vgl. Kromphardt, J. und Teschner, M. (1986), S. 236 vgl. Majer, H. (1978), S. 75 Majer stellt die Innovationsstadien hierarchisch anhand der Kegelachse dar. Wie dem Referenzschema entnehmbar, präferiert Grupp dagegen eine idealtypische Darstellung, bei der sich die Innovationsstadien anhand der Tätigkeiten der jeweiligen Wirtschaftssubjekte gemäß deren eigenem Selbstverständnis zuordnen lassen. Das Kegelmodell wird im folgenden vertieft. Als Beispiel können hier die Natur-, die Ingenieur-, die Geistes- und Sozial- sowie bspw. die biomedizinischen Wissenschaften genannt werden.

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Nach diesem Verständnis erhält man Ergebnisbäume, welche innerhalb und zwischen Wissenschaftsbereichen vertikale, horizontale und rückgekoppelte Verbindungen haben. Eine Kennzeichnung der Ergebnisbäume erfolgt durch die Breite der horizontalen Verzweigungen und die Länge der Ergebniskette. Letztere repräsentiert die vertikale Richtung und Rückkoppelungen. Die Breite des Ergebnisbaumes steht in Abhängigkeit der Menge an technologischen Zwischenprodukten aus interdisziplinären (oder verschiedenen) Wissenschaftsbereichen, die notwendig sind, um als Zwischenprodukte in die Vertikalstruktur des Baumes einzugehen. Majer nennt hier sogenannte übergreifende Disziplinen wie etwa Biochemie, Molekularbiologie und Soziobiologie.1 Die Länge der Ergebnisketten in vertikaler Richtung wiederum hängt davon ab, wie viele Zwischenstufen im Sinne von technologischen Zwischenprodukten notwendig sind, um ein Endprodukt zu erstellen, d. h. je technologisch und technisch komplexer ein (End-)Produkt ist, desto länger die Ergebniskette und damit auch die Anzahl der verbundenen Wissenschaftsbereiche. Die mit den Wissenschaftsbereichen verbundenen Fachgebiete lassen sich im Verständis der vertikalen Ergebnisketten in vor- und nachgelagerte Gebiete wie Grundlagen-, anwendungsorientierte und endproduktnahe Bereiche unterteilen. Mit dieser Art von Struktur läßt sich eine Hierarchie der Wissenschaftsbereiche darstellen, die ihre Ergebnisse über die Grundlagenbereiche in die anwendungsorientierten Stufen schließlich in die endproduktorientierten Stufen weitergeben. In diesem Kontext kann etwa die organische Chemie als Grundlage für die Biochemie oder Pharmazie betrachtet werden. Auf der Oberfläche des Kegels läßt sich dies als eine vertikale Beziehung darstellen. Mit Hilfe dieser Art der Darstellung können auch gegenseitige Abhängigkeiten von Industrien im Sinne von technologischen Verflechtungen transparent gemacht werden. So können bspw. Chemiefasern im Sinne von Zwischenprodukten in der Textilindustrie zu Endprodukten weiterverarbeitet werden. Dies kann mit horizontalen Verbindungen auf dem Kegel dargestellt werden.2

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vgl. Majer, H. (1978), S. 71 ff. vgl. ebenda

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Die Gesamtdarstellung der beschriebenen Abhängigkeiten zeigt folgende Abbildung Abbildung 3: Der Forschungskegel

Quelle: Majer, H. 1978, S. 75

Mit Hilfe des Forschungskegels wird es möglich, den Prozeß- und Ergebnisweg eines Produktes o. ä. von der Invention bis zur Markteinführung darzustellen und damit Querverbindungen und Rückkopplungen der involvierten Wissenschaftsbereiche aufzuzeigen. Im folgenden wird noch kurz in makroökonomischer Hinsicht auf den Zusammenhang zwischen der Innovationsentstehung und dem ökonomischen Umfeld eingegangen. Hierzu gibt es unterschiedliche Auffassungen: Während bspw. Kleinknecht1 im Ergebnis seiner Untersuchungen die Innovationsentstehung als einen weitgehend autonomen Prozeß betrachtet, in dessen Verlauf diskontinuierlich und schubweise Innovationen entstehen, wird von anderer Seite untersucht, ob nicht eine unstetige Wirtschaftsentwicklung kausal für die Innovationsentstehung ist.2 Kleinknecht bezeichnet die Vertreter der ersten Denkschule als "Wellentheoretiker“, während er letztere als "Stadientheoretiker“ benennt. Die Wellentheoretiker sind nach Kleinknecht stark deterministisch geprägt und denken in bestimmten Gesetzmäßigkeiten, das andere von den Detaillisten repräsentierte Lager betont den

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vgl. Kleinknecht, A. (1987), S. 197 ff.; ebenda (1984), S. 60 ff. vgl. Perlitz, M. und Löbler, H. (1985); Freeman, Ch., Clark, J., Soete, L. (1982)

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Stellenwert großer und einmaliger Ereignisse, die wiederum strukturelle Verschiebungen und qualitative Brüche in der konjunkturellen Entwicklung bewirken.1 Kleinknecht nimmt als Ausgangspunkt für seine Untersuchungen die Theorie der langen Wellen von Schumpeter2 an, nach der die Entstehung und die Ausbreitung von radikalen technischen Neuerungen in der Wirtschaft schubweise vonstatten geht. So ist bei Schumpeter der Unternehmer für die Beendigung auftretender stationärer Wirtschaftsphasen maßgeblich und führt durch sein “gehäuftes Auftreten“ zu einer Welle von Innovationen.3 Dies primär dadurch, daß der Schumpetersche Unternehmer immer bereit zur Risikoübernahme ist und fortwährend Mut zur Innovation zeigt.4 Jedoch bauen sich nach dem Auftreten der Innovationen und der Imitationen Überkapazitäten auf − Preisverfall setzt ein. In dessen Folge verschwinden die Gründergewinne und der Aufschwung endet. Es kommt zur Depression mit einer in der Folge erneuten stationären Phase. Schumpeters evolutorischer Entwurf wird durch diese Thesen zu einer Konjunkturtheorie, die Konjunkturzyklen werden innovationsgetragen erklärt. Basierend auf zahlreichen empirischen Untersuchungen5 zu dieser sogenannten Diskontinuitätshypothese kommt Kleinknechts Studie zu dem Schluß, daß infolge der Diffusion neuer Produkte bzw. Produktionsverfahren branchenweise Wachstumsschübe entstehen und eine stagnative Phase ablösen können.6 Diese neuen Produkte bzw. Produktionsverfahren sind dabei das Resultat von Basisinnovationen.7 Die bisherigen empirischen Erklärungsversuche zum Zusammenhang von konjunktureller Entwicklung und Innovationstätigkeit konnten letztendlich die auf Schumpeter basierende Theorie des schubweisen Zustandekommens von Innovationen weder bestätigen noch falsifizieren. So gibt es auch Untersuchungen, die belegen, daß eine schlechte Absatz- und Gewinnlage in einer Rezessionsphase keinen Anreiz für die Aufnahme von Innovationstätigkeiten darstellt8, wenngleich sicherlich davon ausgegangen werden kann, daß in solchen Phasen die Neigung zur Innovation in stärkerem Maße vorhanden ist.9 Auch bleibt bisher unklar, ob die Anstöße für diese Innovationen endogen oder exogen bestimmt sind.10 1 2

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vgl. Kleinknecht, A. (1984), S. 72 Schumpeter setzt hier auf die Theorie von Kondratieff auf. (vgl. hierzu Kondratieff, N., 1926, S. 574). Schumpeter unterscheidet hier vor allem mittlere Konjunkturwellen, sog. Juglars, die das Ergebnis der Anstrengungen der Pionierunternehmer sind als auch lange Konjunkturwellen, die Kondratieff Zyklen, welche nach Schumpeter in starkem Zusammenhang mit Basisinnovationen wie etwa der Elektrizität stehen. (vgl. Ott, A., 1996, S. 121 f.) Zum Zyklus der Konjunktur vgl. Schumpeter, J. (1961), S. 146 ff., S. 263 ff. Gemäß dem Auftreten von neuen Innovationen und der damit erzeugten Verschiebung der technologischen Grenze wird dieser frühe Ansatz Schumpeters auch “Widening-Modell“ genannt, im Gegensatz zum “Deepening-Modell“ des späteren Schumpeter, 1942, bei dem es mehr um die Entwicklung bzw. Evolution bestimmter Technologien geht (“kreative Akkumulation“). (vgl. Malerba, F. und Orsenigo, L., 1996, S. 451 ff.) vgl. Grupp, H. (1997), S. 55 f. vgl. hierzu die Literaturhinweise in Kleinknecht, A. (1987). vgl. Kleinknecht, A. (1979), S. 330 ff. und Kleinknecht, A. (1984). Zur Definition von Basisinnovationen vgl. Kap. 2.6. Basisinnovationen sah Kleinknecht mehr oder weniger regelmäßig in den Jahren 1830/40, 1885 und 1935 auftreten. Kleinknecht bezieht seine Untersuchung auf das letzte Datum und schließt dabei Basisinnovationen wie neue Kunstsoffe, neue Kunststoffverarbeitungsmethoden und Neuerungen in der Elektrotechnik und im Luftfahrzeugbau ein. (vgl. Kleinknecht, A., 1979, S. 323) Dem Diskontinuitätsansatz mit seinen Basisinnovationen steht der Trajektorienansatz von Dosi gegenüber. Gemäß dieser Hypothese verlaufen Innovationen kummulativ, graduell und auf kontextabhängigen Prozeßbahnen. (vgl. Dosi, G., 1988a, S. 1129) vgl. Freeman, Ch., Clark, J., Soete, L. (1982) vgl. Ott, A. (1996), S. 85 vgl. hierzu die Science-Push und Technology-Pull-Diskussion am Anfang des Kapitels

Begriffliche Grundlagen

29

Als Fazit bleibt insgesamt festzuhalten, daß die Ergebnisse der Studien kritisch zu prüfen sind. Zwar werden mit den vielfältigen Arbeiten auf diesem Gebiet gute Einblicke in mögliche kausale Zusammenhänge zur Entstehung von Innovationen bzw. technischem Wandel ermöglicht, sie bedürfen aber noch der weiteren intensiven Forschungstätigkeit.

2.6

Radikale und inkrementale Innovationen, technologische Paradigmen und Trajektorien

Innovationen können, wie bereits unter Kapitel 2.5. genannt, nach dem Innovationsgrad differenziert werden. Hierbei wird die Abweichung des neuen Outputs bzw. Verfahrens gegenüber dem Status Quo bewertet und nach dem Neuheitsgrad der Produkt-/Prozeßbausteine und dem Grad der Integration neuer naturwissenschaftlichtechnischer Erkenntnisse unterschieden. Im ersten Fall spricht man von einer Erhöhung des quantitativen, im zweiten Fall von einer Erhöhung des qualitativen Innovationsgrades.1 Nach dem so beschriebenen Neuerungsgrad können bspw. inkrementale, radikale bzw. generische Innovationen sowie technologische Revolutionen unterschieden werden.2 Inkrementale Innovationen erfolgen meist kontinuierlich und betreffen bestehende Produkt- und Produktionsprozesse. Der Neuheitsgrad der in diese Art von Innovationen eingehenden Erkenntnisse ist gering. Im Gegensatz dazu ist bei radikalen Innovationen3 der Neuheitsgrad des umgesetzten naturwissenschaftlich-technischen Wissens hoch. Dieser Innovationstyp erfolgt meist diskontinuierlich und ist mit der Entstehung langfristiger Wirtschaftszyklen gekoppelt.4 Technologische Revolutionen, wie etwa die Entdeckung der Elektrizität, bilden die Basis eines neuen “technoökonomischen Paradigmas“5 und der sich darin entwickelnden technologischen Trajektorie.6 Technoökonomische Paradigmen zeichnen sich durch große Breitenwirkung aus. Die technologische Trajektorie ist das Ergebnis der gezielten Innovationsaktivitäten der Unternehmen und bildet sich durch kumulative bzw. graduelle Innovationen fort, wie etwa im Bereich der Mikroelektronik die ständige Verkleinerung der Speicherchips bei gleichzeitiger Speichererweiterung. Jüngere Forschungen gehen davon aus, daß die technologische Trajektorie bzw. der Entwicklungspfad aus technologischen Paradigmen generiert wird und in spezifi1 2

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5

6

vgl. Gerpott, T. (1999), S. 43 Eine ähnliche Klassifikation, die jedoch wegen eines anderen zugrunde gelegten Klassifikationsmusters noch weiter aufgeteilt ist (in inkrementale, modulare, architektonische und radikale Innovationen), findet sich bei Afuah, N. und Bahram, N. (1995). Als Beispiel für radikale Innovationen gelten Chemiefasern wie Nylon, Polyäthylene sowie der Transistor. Man spricht im Zusammenhang mit inkrementalen und radikalen Innovationen auch von Routine- und Basisinnovationen (vgl. Grefermann, K. und Sprenger, R.-U., 1977, S. 27), diese werden in den folgenden Abschnitten ebenfalls noch erläutert. Zur Thematik der Koppelung von Innovationen und Wirtschaftszyklen siehe Grupp, H., (1997). Dosi definiert technologische Paradigmen “...as a pattern of solutions to select techno-economic problems, based on selected principles derived from the natural sciences and specific rules aimed at acquiring new knowledge“ (Dosi, G., 1988a, S. 1120). Als Paradigmen können zum Beispiel die Mikroelektronik und die Biotechnologie zählen. Als Trajektorie soll im genannten Zusammenhang ein Bahnverlauf verstanden werden. Im Rückgriff auf Kapitel 2.4. kann hier noch angefügt werden, daß Trajektorien die Änderung eines Eigenschaftenbündels eines Gutes o. ä. repräsentieren und jede Änderung eine Qualitätsveränderung aufzeigt. (vgl. Saviotti, P. und Metcalfe, J.S., 1984, S. 147)

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Begriffliche Grundlagen

schen, kontextabhängigen Bahnen verläuft.1 Durch diese Verlaufsentwicklung wird technischer Wandel geschaffen.2 Die pfadabhängige und kumulative Suche nach neuen technischen Möglichkeiten ist das Ergebnis der mit Unsicherheit und hohen Kosten verbundenen Innovationstätigkeit – nicht die Gesamtheit der realisierbaren Technologien wird anvisiert, sondern die bisher geschaffene technologische Plattform: “What the firm can hope to do in the future is narrowly constrained by what it has been capable of doing in the past“.3 Neben dieser Art der Innovationsunterscheidung wird in der Literatur auch noch das Begriffspaar der Basis- und Routine-Innovation aufgeführt. Dabei stellen Basisinnovationen eine Veränderung der ihr zugrundeliegenden Technologie im Sinne eines wissenschaftlichen Fortschritts dar. Ein solcher ist gegeben, falls neue wissenschaftliche Erkenntnisse oder neue entwicklungsreife Erkenntnisse entstanden sind. Ein technologischer und/oder technischer Fortschritt kann dabei ebenfalls vorliegen, es ist jedoch nicht zwanghaft. Demgegenüber beziehen sich Routine-Innovationen auf eine Technologie, die keinen wissenschaftlichen Fortschritt erfordert, sondern lediglich einen technologischen oder technischen Fortschritt.4 Abschließend muß noch kritisch angemerkt werden, daß die Erfassung und Bewertung des Neuheitsgrades eines Produktes oder Prozesses als schwierig zu betrachten ist, da es an allgemeingültigen operationalen und operativen Meßkriterien mangelt. Grundsätzlich besteht in dieser Hinsicht aber Konsens darüber, daß eine Messung nur mit einer mindestens ordinal skalierten, nicht aber mit einer nominal skalierten Meßgröße durchgeführt werden kann. Zur Erfassung des Neuheitsgrades können dementsprechend objektiv-quantitative Indikatoren wie auch subjektiv-semiquantitative/-qualitative Beurteilungen, die in eine quantitative Form übersetzt werden, zur Anwendung kommen.5

2.7

Forschung und Entwicklung

Die herausragende Rolle der FuE für die Durchsetzung und Entdeckung technischer Neuerungen wird in der Literatur allgemein anerkannt. Die systematisch betriebene FuE in den großen Unternehmen, so hat sich empirisch gezeigt, zielt vor allem auf Innovationen ab; Inventionen sind weniger häufig Gegenstand dieser Aktivitäten.6 Dabei sind FuE-Aktivitäten zwar ein wesentlicher, sich aber

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vgl. Dosi, G. (1988a), S. 1120 ff. Grundlegende schubweise Paradigmenwechsel einerseits sowie inkrementale Verbesserungen innerhalb eines Paradigmas andererseits sind nach Kuhn verantwortlich für den technischen Wandel. (vgl. Kuhn, T., 1970) vgl. Dosi, G. (1988a), S. 1130 vgl. Uhlmann, L. (1978), S. 45 Zu einer näheren Beschreibung dieser Meßmethodik vgl. Gerpott, T. (1999), S. 44 vgl. Freeman, C., (1982).

Begriffliche Grundlagen

31

nicht erschöpfender Teil des Innovationsprozesses: Externe Quellen werden für das Innovationspotential eines Unternehmens zunehmend wichtig. 1 Aufgrund des breiten Spektrums der unter dem Begriff “industrielle Forschung und Entwicklung“ subsumierten Aktivitäten sowie ihrer Heterogenitäten finden sich in der betriebswirtschaftlichen Literatur sehr unterschiedliche Definitionen für FuE.2 Als erster Anhaltspunkt für eine einheitliche Begriffsbestimmung kann FuE als “...die systematische Suche nach neuem oder erweitertem Wissen“ betrachtet werden.3 Hier stellt sich die Frage, wie der Begriff der Neuheit inhaltlich abgegrenzt werden soll. Beinhaltet er nur objektiv neues Wissen oder auch subjektiv neues Wissen – also neues Wissen für ein Wirtschaftssubjekt in Gestalt eines Entscheidungsträgers? Schätzle löst das Problem durch die Erklärung, daß “...als Maß für die objektive Neuheit die subjektive Vorstellung der Unternehmung über das Vorhandensein und die Zugänglichkeit neuen Wissens dient“.4 Auch die Abgrenzung des Wissensbegriffs kann nur pragmatisch gesehen werden: Im Sinne eines Konsenses wird unter Wissen ausschließlich natur- und ingenieurwissenschaftliches Wissen verstanden, somit wird etwa die Marktforschung oder die innerbetriebliche Verhaltensforschung nicht miteinbezogen. Dies resultiert aus der organisatorisch-funktionalen Strukturierung der Unternehmung, durch welche die Tätigkeit betrieblicher Forschungs- und Entwicklungsbereiche abgegrenzt wird.5 Erwerb und Anwendung neuer Kenntnisse bzw. neuen Wissens durch planvolle und systematische Vorgehensweise sind die FuE kennzeichnenden Attribute, über die, trotz der vorherrschenden Begriffsvielfalt, Grundkonsens besteht.6 Weitere Kennzeichen von FuE-Aktivitäten sind die damit verbundenen Unsicherheiten interner und externer Art sowie die sich ständig wandelnden informationellen Grundlagen, die den FuE-Prozeß als hochgradig dynamischen Prozeß charakterisieren.7 Im Frascati-Handbuch wird FuE verstanden als “...systematische, schöpferische Arbeit zur Erweiterung des Kenntnisstandes, einschließlich der Erkenntnisse über den Menschen, die Kultur und die Gesellschaft sowie deren Verwendung mit dem Ziel, neue Anwendungsmöglichkeiten zu finden“.8 Wird der FuE-Begriff analytisch und nach dem Kriterium des Anwendungsbezugs betrachtet, so ergibt sich die “klassische“ phasenbezogene Einteilung mit den Teilphasen Grundlagenforschung, angewandte Forschung und (experimentelle) Entwicklung.9

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Für diese Entwicklung wird vor allem die Tendenz zur Steigerung der FuE-Kosten verantwortlich gemacht. (vgl. Wolfrum, B., 1991, S. 293) vgl. Kaltwasser, A. (1994), S. 23 vgl. Reichhardt u. a. (1992), S. 2 vgl. Schätzle, G. (1965), S. 16 vgl. Brockhoff, K. (1992), S. 35 vgl. Kern, W. und Schröder, H. (1977), S. 15 vgl. ebenda, S. 16 f. vgl. Frascati-Handbuch (1982), S. 29 vgl. Frascati-Handbuch (1982), S. 29 ff. Diese Phaseneinteilung ist allerdings nicht unproblematisch, da z. B. die Begriffsverwendung nicht identisch erfolgt. Weiterhin sind die Begriffe nicht so eindeutig abgrenzbar, daß bestimmte Teilaktivitäten diesen eindeutig zuzuordnen wären. (vgl. Brockhoff, K., 1994, S. 37 f.)

32

Begriffliche Grundlagen

Grundlagenforschung bedeutet dabei die “experimentelle oder theoretische Arbeit, die primär auf die Gewinnung neuer Erkenntnisse über den zugrundeliegenden Ursprung von Phänomenen und benachbarten Tatsachen gerichtet ist“.1 Angewandte Forschung bezieht sich ebenfalls auf die Gewinnung neuen Wissens, allerdings mit Ausrichtung auf spezifische und praktische Ziele oder Zwecke. Die experimentelle Entwicklung, d. h. die gemeinhin als Entwicklung bezeichnete Tätigkeit, bezieht sich auf die systematische Arbeit, die auf bereits generiertes internes oder externes Wissen aufbaut und auf die Produktion neuer Materialien, Produkte, Geräte oder der Installation neuer Prozesse, Systeme oder Dienstleistungen gerichtet ist. 2 Majer findet diesen Unterteilungsansatz zu wenig systematisch und unvollständig, sieht er doch bestimmte Spezifika und Bestandteile des realen Forschungsprozesses nicht berücksichtigt.3 Er wählt deshalb eine nach vier Komplexen unterteilte Darstellung des Forschungsprozesses, welche diese Defizite beseitigt. In erster Linie bestimmen nach Majer Umwelt- und Sachzwänge in starkem Maße die Phasen der FuE-Vorbereitung, der eigentlichen FuE sowie der Kommerzialisierung einer aus der FuE entstandenen Neuerung. Hierzu zählt bspw. die staatliche Forschungspolitik und der Geld- und Kreditmarkt. Anschließend folgt die Vorbereitungsphase für die Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten, die aus den Teilphasen Problemstellung und Ideensuche, der Informationsgewinnung zur Problemlösung und -spezifizierung sowie der Ausführungsplanung besteht. Nach diesen Phasen folgt die Stufe der eigentlichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, die durch Projektmerkmale in der Ausführungsplanung determiniert wurden. Abhängig vom projektbezogenen Wissensstand werden Grundlagenforschungsarbeiten notwendig, deren Ergebnisse in die angewandte Forschung münden können. Die auf dieser Stufe durchgeführten Forschungsarbeiten können in der experimentellen Entwicklung münden, die nach weiteren Konstruktionsarbeiten, Testläufen und der Herstellung weiterer Prototypen in die Versuchsproduktion und anschließend in die Serienproduktion geht. Der Gesamtprozeß endet dann im Sinne der Kommerzialisierungsphase mit der Markteinführung des Produktes.4 Diese Zusammenhanänge werden mit nachfolgender Abbildung dargestellt:

1

Im erweiterten Sinn können noch die Begriffe der reinen Grundlagenforschung und anwendungsorientierten Grundlagenforschung differenziert werden. (vgl. Grupp, H., 1997, S. 13) vgl. Grupp, H. (1997), S. 13. Eine weitere Definitionsbeschreibung dieser unterschiedlichen Teilphasen findet sich im bereits genannten Frascati-Handbuch. (vgl. Frascati-Handbuch 1982) 3 vgl. Majer, H. (1978), S. 12 f. 4 vgl. ebenda, S. 21 ff. 2

Begriffliche Grundlagen

33

Abbildung 4: Schematische Darstellung des Forschungsprozesses

Quelle: Majer, H., 1978, S. 23

Diese von Majer definierten Komplexe sind durch vielfältige Faktoren beeinflußt und kennzeichnen sich durch Rückkoppelungen und Überschneidungen. Dadurch wird eine lineare und eindeutige Darstellung des von der Forschung ausgehenden Innovationsprozesses insgesamt stark verkompliziert bzw. ist quasi nicht realitätsnah möglich.1

1

vgl. Majer, H. (1978), S. 22 ff.

34

2.8

Begriffliche Grundlagen

Fazit

Die vorgehenden Teilkapitel hatten vor allem die Klärung und Abgrenzung der diversen Begriffe, die im Kontext der Arbeit verwendet werden, zum Gegenstand. Eine erste Unterscheidung erfolgt in allgemeiner Hinsicht zu dem Begriffspaar Wandel und Fortschritt. Hier wurde generell festgestellt, daß Fortschritt immer mit einer Besserentwicklung verbunden ist, während Wandel einfach eine generelle Änderung beschreibt, die aber auch rückwärtsgerichtet sein kann. Im Zusammenhang mit der Technologie wurde erarbeitet, daß sie Wissen in unterschiedlichster Form zur Entwicklung und Erstellung von Gütern und Dienstleistungen repräsentieren kann. Darüber hinaus wurde gezeigt, daß Technologien anhand verschiedener Systematisierungskriterien beschrieben werden können. Von großer Bedeutung ist hierbei die Einordnung in den Technologielebenszyklus und nach der Wettbewerbsrelevanz. Gegenüber der Technologie steht der Technikbegriff für eine tatsächlich zur Anwendung gekommene Technologie oder zumindest eines Elements davon. In der Definitionsfindung zum technischen Fortschritt hat sich gezeigt, daß dieser eng mit dem Begriff der Qualität bzw. einer Qualitätsverbesserung verbunden ist. Damit kommt dem technischen Fortschritt eine Bewertung zu. Wichtig in diesem Zusammenhang ist die Findung eines geeigneten Bewertungskriteriensets. Es wurde weiterhin festgestellt, daß eine rein ökonomische Bewertung des technischen Fortschritts unzureichend ist, es müssen ebenfalls ökologische und soziale Bewertungsaspekte berücksichtigt werden. Majer definierte zusammenfassend technischen Fortschritt als Verbesserung der technischen Eigenschaften eines Gutes unter Messung von ökonomischen und nicht-ökonomischen Kriterien. Es bleibt noch anzumerken, daß bei dieser Definition der Fortschritt im Zusammenhang mit seinen Wirkungen betrachtet wurde. Als Zwischenergebnis konnte weiterhin die Identität von technischem Fortschritt und Qualitätsverbesserung festgestellt werden. Im weiteren Verlauf des Kapitels wurde kurz auf das Produktionskurvenkonzept zur makroökonomischen Messung des technischen Fortschritts und auf seine verschiedenen Fortschrittsarten bzw. Klassifikationen eingegangen. Als Grundklassifizierung konnte dabei neutraler, arbeitssparender und kapitalsparender technischer Fortschritt unterschieden werden, der von verschiedenen ökonomischen Vertretern mit unterschiedlichen Meßkriterien versehen ist. Bezüglich der Definition des technischen Wandels wurde festgelegt, daß er die Veränderungen der technischen Eigenschaften eines Gutes repräsentiert, dabei muß Veränderung nicht zwingenderweise Verbesserung implizieren. Zum Begriff der Innovation wurde auf vielfältigste Beschreibungen gestoßen, Definitionskern war die Einführung neuer oder technisch verbesserter Produkte oder Produktionsverfahren, die sich auf FuE-Aktivitäten zurückführen lassen. Es wurde festgestellt, daß sich Innovationen in ergebnisorientierter und prozeßorientierter Hinsicht unterscheiden lassen. Bei den unter der Prozeßorientierung subsumierten linearen oder sequentiellen Innovationsmodellen wurde darauf hingewiesen, daß sie die Rea-

Begriffliche Grundlagen

35

lität nur unzureichend abbilden können. Statt dessen wurde gezeigt, daß dieser Herausforderung noch am besten mit den systemischen Modellen, welche verschiedene Umwelten (wirtschaftliche, wissenschaftliche, politische und gesellschaftliche Umwelt) berücksichtigen und Rückkoppelungsprozesse und Interaktionen einschließen. In diesem Zusammenhang wurden kurz die Modelle von Grupp und Majer vorgestellt. Im Sinne der makroökonomischen Betrachtung der Innovationsentstehung wurden in groben Zügen die Denkschulen der "Wellen-" und "Stadientheoretiker" erläutert. Empirische Versuche zur Bestätigung eines dieser Theoriegebäude erbrachten jedoch kein eindeutiges Ergebnis; hier sind auf jeden Fall im Bereich der Theoriebildung noch vertiefende Forschungsanstrengungen notwendig. Abschließend wurden im Sinne einer Innovationsklassifizierung nach dem Neuheitsgrad verschiedene Unterscheidungen wie radikale und inkrementale Innovationen sowie Basis- und Routineinnovationen getroffen. Gelegentlich werden diese beiden Begriffspaare auch synonym verwendet. Basisinnovationen erfordern generell einen wissenschaftlichen Fortschritt, was für Routineinnovationen per Definition nicht erforderlich ist. Im Ergebnis zur Thematik der Forschung und Entwicklung kann festgehalten werden, daß die klassische Phaseneinteilung nach Grundlagenforschung, angewandter Forschung und (experimenteller) Entwicklung nicht ausreichend ist, um die Realität abzubilden. Geeigneter ist hierzu das Modell von Majer, das einen in mehrere Komplexe unterteilten Forschungsprozeß beschreibt, der darüber hinaus durch Interaktionen geprägt ist.

Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

3

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Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

Im folgenden werden die bedeutendsten Strömungen der wirtschaftstheoretischen Denktraditionen in ihren Hauptaussagen kurz dargestellt sowie hinsichtlich ihrer Erklärungen zum Zustandekommen des technischen Wandels untersucht. Die Untersuchung soll zeigen, ob die bestehenden Denktraditionen bereits eine eindeutige bzw. hinreichende Erklärung zur Entstehung des technischen Wandels zulassen und inwieweit hier ggf. evolutorische Entwicklungsmuster enthalten sind. Untersuchungsgegenstand des nachfolgenden Kapitels ist zum einen die traditionelle neoklassische Wachstumstheorie sowie deren Folgetheorien (keynesianische Modelle und Neue Wachstumstheorie) und zum anderen die das evolutorische Paradigma der Ökonomie (evolutorische Ökonomik) konstituierenden Denkschulen. Dabei ist die Anwendung des Terminus des “technischen Wandels“ oder des “technischen Fortschritts“ auf die Neoklassik im originären Sinn eigentlich inkorrekt, da das neoklassische Paradigma durch Statik und Gleichgewichtslagen gekennzeichnet ist, während dem Begriff des “Wandels“ wie auch des “Fortschritts“ eine dynamische Komponente inhärent ist. Die Verwendung der Begriffe1 wird deshalb bis zur endgültigen Feststellung des Resultats dieses Teilkapitels unter Vorbehalt fortgeführt und dann ggf. korrigiert.

3.1

Der technische Wandel im neoklassischen Paradigma – Erklärung und Kritik

Nach einer kurzen Zusammenfassung der zentralen Aussagen der neoklassischen Wachstumstheorie ist die Behandlung des technischen Wandels in dieser Denktradition zentraler Gegenstand der nachfolgenden Abschnitte. 3.1.1

Die traditionelle neoklassische Wachstumstheorie in allgemeiner Hinsicht Eine der historischen ökonomischen Kernfragen bezieht sich auf die Strukturen und Gesetzmäßigkeiten im Wachstum einer Volkswirtschaft. Hier hat sich, wie bereits im Kontext dieser Arbeit erwähnt, in der jüngeren ökonomischen Vergangenheit (seit ca. 1960) qua Empirie die Innovation bzw. der technische Wandel als maßgeblicher Antrieb herausgestellt. Die ersten Versuche, den technischen Wandel in ökonomische Modelle zu integrieren, gingen einher mit der Entwicklung der neoklassischen Wachstumstheorie.

1

Die neoklassische Literatur bedient sich überwiegend des Begriffs des “technischen Fortschritts“. Obwohl auf die Problematik des Begriffs bereits hingewiesen wurde (Fortschritt ist ex ante nicht determinierbar) und dieser korrekterweise durch den “technischen Wandel“ ersetzt werden sollte, wird zur korrekten Wiedergabe den Originalliteraturstellen der Terminus des “technischen Fortschritts“ verwendet, sofern die Vorlage diesen anführt.

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Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

Als Wegbegründer der neoklassischen Wachstumstheorie kann man Smith und Ricardo1 betrachten, die in ihren Arbeiten zwar noch keine Wachstumstheorie entwickeln, aber dennoch erste wachstumstheoretische Interpretationen zulassen. Das Wachstum des Sozialproduktes ist nach Smith vor allem auf Arbeitsteilung einen stetig wachsenden Kapitalstock sowie eine liberale Wirtschaftspolitik zurückzuführen. Im Gegensatz zu Smith, der ein stetiges Wirtschaftswachstum postuliert, sieht Ricardo eine langfristige Stagnation der wirtschaftlichen Wachstumsentwicklung. Das Entstehen der eigentlichen neoklassischen Wachstumstheorie beruht auf der Kritik an der Harrod-Domar-Theorie, speziell im Hinblick auf die Instabilität von Wachstumspfaden.2 Die Harrod-Domar-Theorie kann wiederum als Dynamisierung der von Keynes3 entwickelten Theorie verstanden werden. Im wesentlichen geht es bei diesen verschiedenen Wachstumsmodellvertretern um die unterschiedliche Auslegung des Stellenwerts von Investitionen. Während im Keynesschen Modell4 Investitionen lediglich unter dem Aspekt der Einkommenserhöhung einbezogen werden, wird in der postkeynesianischen Theorie bei Domar eine Erweiterung um den Kapazitätseffekt5, d. h. die Vermehrung der Produktionskapazität durch Investitionen, in seine Überlegungen mit eingeschlossen.6 Insgesamt jedoch ist das Domar-Modell nur sehr eingeschränkt anwendbar, da es auf der unrealistischen Prämisse der gleichgewichtigen Wirtschaftsentwicklung fußt. Eine Erweiterung des Domar-Modells findet durch Harrod statt, der in sein Wachstumsmodell noch das Bevölkerungswachstum sowie den technischen Wandel mit einbezieht. Jedoch lassen auch Harrods Betrachtungen kein stabiles Gleichgewicht zu und sind damit ebenfalls nur sehr eingeschränkt anwendbar. Solow, ein weiterer Wegbereiter der neoklassischen Wachstumstheorie, macht für die Instabilität der genannten Modelle die zugrunde gelegte linear-limitationale Produktionsfunktion verantwortlich, bei der es keine Substitution zwischen Arbeit und Kapital gibt.7 Durch die Annahme einer geeigneten Produktionsfunktion und der Substituierbarkeit der Faktoren Arbeit und Kapital sowie einer geeigneten Investitionsquote zeigt Solow in seinem Modell, daß sich die Wirtschaft im Sinne eines stabilen Gleichgewichts entwickeln kann Solows Arbeiten war eine der ersten, welche die Endogenisierung des technischen Wandels in den Wachstumsmodellen vornahm. Diese Integration des technischen Wandels in eine Produktionsfunktion wurde von Solow als ungebundener (disembodied) technischer Wandel bezeichnet. Im Gegenzug wurde von Solow auch der

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7

vgl. Ricardo, D. (1817), Smith, A. (1872) vgl. Harrod, R. (1954); Domar, E. (1957); Kromphardt, J. (1988), S. 513 ff. Die zentrale Hypothese der keynesschen Theorie ist die der konjunkturellen Instabilität des Wachstumsprozesses. (vgl. Keynes, J., 1936) Ganz allgemein war das Hauptergebnis der keynesschen Theorie die Feststellung der Notwendigkeit von Investitionserhöhungen im Zustand der Unterbeschäftigung bzw. Nichtauslastung von Human- und Sachkapital. Zur Diskussion des Domar-Modells vgl. Domar, E. (1957), vgl. auch Kromphardt, J. (1988), S. 514 Ein grundlegender Unterschied zwischen der keynesschen und der postkeynesschen Wachstumstheorie besteht in der Annahme der im Zeitablauf veränderlicher Größen wie Stand der Technik, Kapitalausstattung, Erwerbsbevölkerung etc. und bezieht auch die Angebotsseite in die Theorie mit ein. (vgl. Kromphardt, J. (1988), S. 513) vgl. Solow, R. (1956), S. 56 f.

Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

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gebundene (embodied) technische Wandel definiert, den er durch einen stetigen Fluß von Weiterentwicklungen in den Produktionsprozeß einfließen sieht. Die gesonderte Betrachtung des technischen Wandels und die Analyse seiner Wirkungen war wesentlicher Bestandteil von Solows Arbeiten.1 Als Fazit bleibt jedoch festzustellen, daß auch die Integration des technischen Wandels in die Solowschen Modelle ohne wesentliche Einschränkung der Preliminarien der Neoklassik erfolgt. Die Basis der Gleichgewichtspfade in der wirtschaftlichen Entwicklung bleibt bestehen, ebenso wird der technische Wandel zwar integriert, bleibt aber letztendlich doch nur eine kaum zu erklärende Restgröße.2 Im Prinzip wird in allen Arbeiten zur neoklassischen Wachstumstheorie versucht, dem Problem der Instabilität eines gleichgewichtigen Wachstums durch entsprechende Annahmen wie vollkommener Konkurrenz und Gewinnmaximierung3 entgegenzutreten, vor allem unter Einbeziehung einer Produktionsfunktion. Kaldor bietet eine interessante Alternative zur neoklassischen Wachstumstheorie, indem er die Produktionsfunktion der neoklassischen Theorie durch das Konzept der technischen Fortschrittsfunktion ersetzt.4 Bei dieser Funktion kann man nicht zwischen dem Einfluß unterscheiden, “...den Veränderungen der Faktormengen bei gegebener Produktionstechnik und Veränderungen der Produktionstechnik (technischer Fortschritt) bei gegebenen Faktormengen auf die Produktmenge ausüben“.5 Die technische Fortschrittsfunktion stellt damit keine eindeutige Beziehung zwischen dem Input, d. h. dem eingesetzten Kapital- und Arbeitspotential und dem Output her und ist damit vordergründig nicht neoklassisch. Letztendlich führte aber auch Kaldors Konzept auf neoklassische Ergebnisse zurück, vereinzelt wird sogar eine Annäherung an Harrod und dessen Modellgesetzmäßigkeiten festgestellt.6 Der Kaldorsche Denkansatz ist nicht wirklich antineoklassisch, die technische Fortschrittsfunktion weist in weiten Zügen neoklassische Grundmuster auf. Es ist nicht das Ziel dieser Arbeit, die neoklassische Theorie zu falsifizieren − zumal dies im Bereich der Geistes- und Sozialwissenschaften selten möglich ist − und damit einen Paradigmenwechsel einzuleiten, jedoch soll zumindest der Theoriegehalt dieser Denktradition hinsichtlich der Entstehung von Innovationen bzw. technischem Wandel im Spiegel der Literatur in seinen wichtigsten Axiomen kritisch untersucht werden, um zu zeigen, warum in dieser Arbeit dem auf der Schumpeterschen Tradition fußenden evolutorischen Ansatz der Vorzug gegeben wird. In diesem Zusammenhang werden zunächst, nach der kurzen Einführung zur Entwicklung der neoklassischen Denktradition, einige der wesentlichen Prämissen erläutert und analysiert: 1 2 3 4 5

6

vgl. Solow, R. (1957); Solow, R. (1967) So konstatiert auch Solow, “Thus slowdowns, speed-ups, improvements in the education of the labor force, and all sorts of things will appear as “technical change“. (vgl. Solow, R., 1957, S. 312) vgl. hierzu auch Nelson, R. (1981), S. 1059 vgl. Kaldor, N. und Mirrlees, J. (1962), S. 188; Solow, R. (1968), S. 35 ff. Dies bezieht sich auf die ablehnende Haltung Kaldors bzgl. der Möglichkeit der Differenzierung von Bewegungen entlang einer Produktionsfunktion und Verschiebungen der Produktionsfunktion an sich. Diese Differenzierung hält Kaldor für willkürlich und künstlich. (vgl. Ott, A., 1968, S. 252) vgl. Krelle, W. (1964), S. 21

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Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

Beim neoklassischen Paradigma handelt es sich um vorwiegend normative, aus einem kleinen Satz von Annahmen logisch abgeleitete, allgemeine Aussagen über das wirtschaftliche Menschen- und Systemverhalten. Die wichtigste Methode der Neoklassik ist die primär formale und reduktionistische Analyse im Rahmen von strukturell meist geschlossenen, ahistorischen und vorwiegend deterministischen Modellen mit raum-zeitlich unbegrenztem Geltungsanspruch. Der Paradigmenkern hat u. a. die Annahmen über die beschränkte Nutzenmaximierung, das weitgehend unbeschränkt rational handelnde und optimierende Individuum, die Annahme der vollständigen Information der Marktakteure, das mechanistische Weltbild sowie die Linearität und Gleichgewichtigkeit von Entwicklungen zum Gegenstand.1 Auf diese Annahmen wird im weiteren Verlauf des Kapitels teilweise noch weiter eingegangen, erweisen sich diese doch heute im Hinblick der Erkenntnisse der Innovationsforschung zugleich als Schwachstellen des neoklassischen Paradigmas. Weiterhin wird in der Neoklassik die Produktion, der Output, in den Unternehmungen als Kombination von Inputs oder Produktionsfaktoren betrachtet, dies sind in aggregierter Form Kapital und Arbeit.2 Insbesondere auch die Annahme des ausschließlich gewinnmaximierenden Unternehmerverhaltens – eine der Grundthesen der Neoklassik – erweist sich als kaum haltbar. Viele empirische Untersuchungen zeigen, daß das Gewinnstreben zwar eine Triebfeder der unternehmerischen Tätigkeit ist, jedoch zahlreiche andere Aspekte wie Machtstreben, Prestige, Marktanteilsicherung letztendlich nachhaltiger das Tun und Handeln des unternehmerischen Wirtschaftsakteurs determinieren.3 Letztendlicher Hauptgegenstand der neoklassischen Theorie ist der Versuch, den individualistischen Ansatz – den des optimierenden Individuums – mit der Gleichgewichtskonzeption zu verschmelzen.4 Letztere stützt sich auf das allgemeine “Walrassche Gleichgewichtsmodell“ der umfassenden Markträumung im Tauschoptimum mit Hilfe des Preissystems, das auf dem von Gossen, Jevons, Menger, Marshall, Walras und Pareto entwickelten neoklassischen Menschen- und Systembild basiert.5 Neben den Gleichgewichtslagen werden zwar auch Ungleichgewichtslagen untersucht, diese unterscheiden sich jedoch ausschließlich in quantitativer Hinsicht (durch Preis und Menge). Qualitative Aspekte, wie etwa die Entwicklung und Anpassung von Angebot und Nachfrage und damit das von Menschen gestaltete, sich in Raum und Zeit vollziehende Wirtschaftsgeschehen, werden in der Neoklassik nicht betrach1

In der neoklassischen Theorie gilt ein stabiles Gleichgewicht als Normalzustand, während Abweichungen davon als Anomalien betrachtet werden. (vgl. Coombs, R., Saviotti, P., Walsh, V., 1987, S. 14) vgl. Coombs, R., Saviotti, P., Walsh, V. (1987), S. 25 3 vgl. hierzu bspw. Röpke, J. (1977), S. 152 4 Die bisherige Entwicklung des klassischen bzw. neoklassischen Paradigmas kann im weitesten Sinne sogar als Versuch angesehen werden, einen dreifachen Gleichgewichtsbeweis zu erbringen: (1) Nachweis, daß es ein ökonomisches Gleichgewicht gibt. Dies kann nur eintreten, solange es keine Veränderungen der Produktionsfunktion und Präferenzen der beteiligten Akteure gibt; (2) Nachweis, daß Märkte genau einen Gleichgewichtszustand annehmen müssen, was wiederum nur unter den Prämissen der vollkommenen Markttransparenz sowie der Rationalität der Marktakteure bezüglich den Konsequenzen ihres eigenen Handelns sowie dem der Mitakteure möglich ist; (3) Nachweis, daß der Gleichgewichtszustand des Wettbewerbsmarktes ein stabiler sein müsse, d. h., daß jede Störung des stabilen Gleichgewichts durch entsprechende “Gegenkräfte“ neutralisiert wird (vgl. Witt, U., 1987, S. 2). Es ist unschwer zu erkennen bzw. durch zahlreiche Abhandlungen belegt, daß die genannten Voraussetzungen zum vollkommenen Gleichgewicht nicht erfüllt werden können. (vgl. Biervert, B. und Held, M., 1992, S. 189 f.) 5 vgl. Kühne, K. (1982), S. 2 2

Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

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tet. Ebenso werden Qualitäten der Produkte und Produktionsverfahren außer acht gelassen. Die rein quantitative Betrachtung trifft für alle in der Neoklassik behandelten Marktformen zu.1 In der Thematik des technischen Wandels mangelt es der Neoklassik an der Einbeziehung (Endogenisierung) der Bestimmungsgründe für diese Entwicklung, sie beschäftigt sich statt dessen mit den Wirkungen des technischen Wandels. Technischer Wandel ist in der traditionellen neoklassischen Wachstumstheorie ein exogener Faktor2, der allein der Behebung des im Rahmen des Produktionskurvenkonzepts entstandenen Defizits des rückläufigen (Wirtschafts-)Wachstums dient. Die Neoklassik bietet insgesamt keine ausreichende Erklärung für das Phänomen des technischen Wandels und kann demzufolge auch keinen Beitrag zu einem evolutorischen Denkgerüst liefern. Nachfolgend werden die Defizite der neoklassischen Denktradition speziell im Hinblick auf technischen Wandel und Innovationen noch näher ausgeführt. 3.1.2

Die Aussagen der Neoklassik im Hinblick auf den technischen Wandel

3.1.2.1 Das Produktionsfunktionskonzept Das ErkIärungsinstrument im Rahmen der traditionellen neoklassischen Wachstumstheorie für das Wirtschaftswachstum ist das Produktionskurvenkonzept mit den Produktionsfaktoren Kapital und Arbeit. Die Produktionsfunktion beschreibt das Verhältnis zwischen verschiedenen technisch möglichen Kombinationen von Inputs bzw. Produktionsfaktoren und die dementsprechenden Outputs.3 Linde definiert eine Produktionsfunktion wie folgt: “Eine Produktionsfunktion gibt an, welche Produktionsmengen (Güter bzw. Dienstleistungen) innerhalb eines festgelegten Zeitraumes mit alternativen Faktoreinsatzmengen jeweils hergestellt werden können und welche Beziehungen die Produktionsmengen und die Faktormengen untereinander aufweisen“.4 Die Produktionsfunktion repräsentiert aber nicht einen spezifischen Produktionsprozeß, sondern alle unter gegebenem technischen Wissen möglichen Produktionsmodi. Die Produktionsfunktion wird dabei als konvexe Isoquante dargestellt, welche die verschiedenen Produktionsmöglichkeiten bei gegebenem Output widerspiegelt.

1

vgl. Arndt, H. (1988), S. 11 Technischer Fortschritt wird in diesem Zusammenhang auch als “measure of ignorance“ bezeichnet. (vgl. Abramovitz, M., 1986, S. 385 ff.) 3 Die aggregierte Produktionsfunktion geht zurück auf die Arbeit von Cobb und Douglas. (vgl. Cobb, C. und Douglas P., 1928). Zur Definition der Produktionsfunktion vgl. auch Brown, M. (1968), S. 9 ff. 4 vgl. Linde, R. (1981), S. 276. Generell lassen sich verschiedene Arten von Produktionsfunktionen wie die Leontief, die ertragsgesetzliche sowie die Cobb-Douglas Produktionsfunktion unterscheiden. Bei konstanter Technik und Unterstellung unter ein einfaches Wachstumsmodell eignet sich aber die Cobb-Douglas Produktionsfunktion am besten und wird auch durch makroökonomische Untersuchungen als die realistischste Variante angesehen. (vgl. Ott, A., 1968, S. 253) 2

42

Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

Abbildung 5: Das Produktionskurvenkonzept

Quelle: Sahal, D., 1981, S. 5

Abbildung 5(a) ist eine Illustration der Produktionsfunktion. I-I repräsentiert die konvexe Isoquante. Die Linie P-P stellt die Gesamtkosten der Produktion dar und repräsentiert gleichzeitig über den eingeschlossenen Winkel der Linie P-P das Verhältnis vom Preis des Kapitals zum Preis der Arbeit. Der Punkt Q symbolisiert den Gleichgewichtspunkt. Darstellung 5(b) stellt den technischen Wandel dar, der in Form einer Bewegung der Isoquante zum Ursprung hin erfolgt (I1 - I3).1 Dies bedeutet, daß mit immer geringerem Einsatz von Kapital und Arbeit in Abb. 5b derselbe Output erzeugt werden kann. Das Produktionskurvenkonzept hat eine linear-homogene Produktionsfunktion solowscher Bauart mit konstanten Skalenerträgen zum Gegenstand. Jedoch führt dieses Konzept aufgrund der Annahme abnehmender Grenzerträge der einzelnen Produktionsfaktoren zu langfristig rückläufigen Wachstumsraten von Produktion und Produktivität. In dieser Situation greift die traditionelle neoklassische Wachstumstheorie in Ad-hocManier zum technischen Fortschritt, um anhaltendes Wachstum abzuleiten.2

1 2

vgl. auch Coombs, R., Saviotti, P., Walsh, V., (1987), S. 25 ff. Die Wachstumsrate des technischen Fortschritts ergibt sich im Solowschen Modell als Residualgröße aus der Wachstumsrate des Sozialprodukts und der Produktionsfaktoren Kapital und Arbeit. (vgl. Kendrick, J., 1961, S. 19 f.)

Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

43

Im Modell der Produktionskurven verursacht die Einführung des technischen Fortschritts eine Effizienzsteigerung, welche die Isoquante hin zum Ursprung zu einem Punkt verschiebt, bei dem der gleiche Output mit weniger Einsatzmengen zu realisieren ist. Bewegungen entlang der Isoquante implizieren eine Veränderung des InputVerhältnisses.1 In diesem Zusammenhang lassen sich arbeits- und kapitalsparender technischer Wandel unterscheiden.2 Abbildung 6: Arbeits- und kapitalsparender technischer Wandel

Quelle: Sahal, D., 1981, S. 5

In der Abbildung 6 symbolisiert I-I0 die ursprüngliche Isoquante. I-I1 stellt das Ergebnis von arbeitssparendem technischen Wandel dar, während I-IC das Ergebnis von kapitalsparendem technischen Wandel repräsentiert. I-In steht für den neutralen technischen Wandel, da die Einsatzrelationen von Arbeit und Kapital konstant bleiben.3 Das Problem bei diesem Konzept ist der beigemessene zentrale Stellenwert des technischen Wandels, der aber dennoch exogen bleibt, d. h. modellimmanent nicht erklärt werden kann – das Produktionsfunktionskonzept zeigt die Wirkungen des technischen Wandels4, leistet aber keine Hilfe bei der Ursachenfeststellung.5 Weiterhin ist dieser im Konzept durch menschliches Zutun nicht beeinflußbar und steht dar1

vgl. Elster, J. (1983), S. 100 vgl. auch Sahal, D., (1981); Coombs, R., Saviotti, P., Walsh, V., (1987), S 26 f. Zu den verschiedenen Formen des technischen Wandels bzw. Fortschritts vgl. Kap. 2.4. 4 Nach Nadiri sind hierfür u. a. Parameter wie die Produktionseffizienz, der “bias“ für technischen Wandel und die Substitutionselastizität verantwortlich. (vgl. Nadiri, I. 1970, S. 1141) 5 So merkt auch Majer an: “Für eine Kausalanalyse mußte aber ein autonomer technischer Fortschritt, der wie `Manna vom Himmel kommt`, unbefriedigend bleiben“. (vgl. Majer, H. 1978, S. 2) 2 3

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Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

über hinaus kostenlos zur Verfügung. Als kritisch bleibt weiterhin anzumerken, daß der Stand der Technologie (als Preliminarium des technischen Wandels) gänzlich unabhängig vom Investitionsverhalten der Unternehmer ist.1 Ein weiteres Defizit des Isoquantenkonzepts ist die Abbildung des Produktionsprozesses allein mit der auf zwei Einsatzfaktoren reduzierten Faktorsubstitution und dem technischen Wandel, was jedoch nicht ausreichend ist – vielmehr müssen noch andere Beeinflussungsparameter berücksichtigt werden, wie etwa economies of scale.2 Darüber hinaus wird die Messung des technischen Wandels mit Hilfe des Konzepts der totalen Faktorproduktivität den Produktinnovationen nicht gerecht, da hauptsächlich nur Prozeßfortschritt erfaßt wird.3 Es wird vermehrt nur quantitativer Wandel dargestellt, qualitativer Wandel bleibt in diesem Konzept unberücksichtigt. Schließlich kann das Produktionskurvenkonzept nur Verbesserungen im Sinne von Kostenreduktionen darstellen, Performance-Verbesserungen wie auch die Einführung neuer Dienstleistungen können im Konzept nicht abgebildet werden.4 Das Isoquantenkonzept basiert also auf drei Prämissen, die aber in der Realität nicht zu halten sind: zunächst dem Verhaltenspostulat der Profitmaximierung5, weiterhin den Isoquantenverläufen, für die unterstellt wird, daß sie den Unternehmern alle in gleichem Maße zugänglich sind sowie dem Modell des perfekten Wettbewerbs.6 Abschließend bleibt zu konstatieren, daß das Isoquantenkonzept in vielerlei Hinsicht hilfreich ist, so etwa um eine Einsicht in die Ursachen von ökonomischen Fluktuationen zu klären oder die Bedeutung einzelner Produktionsfaktoren für das gesamte Wachstum einer Volkswirtschaft zu bewerten. Im Hinblick auf die Analyse von technologischen Innovationsprozessen versagt das Konzept jedoch. 3.1.2.2

’’Öffentliche Gut’’ – Sichtweise des technologischen Wissens

Maßgeblich für ökonomische Wachstumseffekte in der Neoklassik ist die Existenz von lokalen “Spillover-Effekten“ technischen und technologischen Wissens.7 Für einen “Spillover-Effekt“ müssen die zugrundeliegenden Güter den Kriterien der partiellen oder vollständigen Nicht-Ausschließbarkeit und Nicht-Rivalität unterliegen. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von partiellen oder reinen öffentlichen Gütern.8 Viele Formen des technischen und technologischen Wissens entsprechen dieser Definition. Nach den Ansätzen der traditionellen neoklassischen Wachstumstheorie findet technologisches und technisches Wissen als reines öffentliches Gut Eingang in die Produktionsfunktion.9

1 2 3 4 5 6 7 8 9

vgl. Straßberger, F., (1995), S. 203 vgl. Sahal, D., (1981), S. 9 vgl. Bombach, G. und Blattner, N. (1976), S. 110 f. vgl. Coombs, R., Saviotti, P., Walsh, V. (1987), S 29 Nach diesem Postulat wird immer diejenige Faktorkombination realisiert, die eine Profitmaximierung zum Ergebnis hat – dieses ist rational ex ante nie antizipierbar. (vgl. Elster, J., 1983, S. 91) vgl. Sahal, D. (1981), S. 5 f. Hierbei handelt es sich um Externalitätseffekte, in dem Sinn, daß Wissen auch für andere Marktteilnehmer als den “Wissenserzeuger“ zugänglich wird. Diese Effekte werden in Kapitel 6 noch weiter ausgeführt. Diese Begriffsfindung stammt aus der Finanzwirtschaft. vgl. Hanusch, H. und Cantner, U. (1993), S. 13 ff.

Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

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Im reinen “Öffentlichen-Gut-Kontext“ des technischen und technologischen Wissens bedeutet Nicht-Ausschließbarkeit, daß die Nutzer von technologischem Wissen andere potentielle Nutzer vom Gebrauch eben jenes Wissens nicht ausschließen können, während die Nicht-Rivalität besagt, daß die Nutzung technologischen Knowhows durch eine Institution (Unternehmung) oder bestimmte Personen keine Einschränkung dieser Nutzung für andere mit sich bringt, so daß andere dieses Wissen auch benutzen können. Durch die Nicht-Rivalität wird grundsätzlich die Möglichkeit geschaffen, den bereits genannten Effekt abnehmender Grenzerträge akkumulierbarer Produktionsfaktoren zu kompensieren. In der Konsequenz bedeutet vollständige Nicht-Ausschließbarkeit und Nicht-Rivalität jedoch, daß es quasi keine privaten Anbieter mehr gibt und damit der Staat als einziger Anbieter in Frage kommt.1 Nur für den Fall der partiellen Ausschließbarkeit würde Anreiz zur Wissensproduktion privatwirtschaftlicher Anbieter geschaffen werden, dieser Fall wird jedoch, wie bereits erwähnt, von der traditionellen Neoklassik ausgeschlossen. Da in der traditionellen Neoklassik technisches und technologisches Wissen ein exogener Faktor ist, bzw. “Black-box-Charakter“2 hat, wird der Mechanismus der Wissensproduktion nicht untersucht oder als unbewußte Aktivität der Wirtschaftssubjekte betrachtet. Die Neoklassik per se schließt sogar die Möglichkeit der Investition in die Erweiterung technischen und technologischen Wissens aus, da sie unterstellt, daß die entstehenden Faktoreinkommen vollständig an die Produktionsfaktoren Arbeit und Kapital fließen. Abschließend bleibt zu bemerken, daß die neoklassische Sichtweise des technischen und technologischen Wissens der Realität nicht gerecht wird. Die Forschungsrichtung der evolutorischen Ökonomik lehnt diesen Pauschalansatz des “reinen öffentlichen Gutes“ ab und differenziert den “Gut-Charakter“ des technologischen Wissens je nach Art des technischen Fortschritts: So werden radikale technische Innovationen und die sie begleitenden technologischen Paradigmen bzw. Paradigmenwechsel beispielsweise als sogenanntes latentes öffentliches Gut angesehen, während inkrementalen technologischen Fortschritten der Charakter eines privaten Gutes zugesprochen wird.3 Korrekterweise muß noch angemerkt werden, daß sich auch die traditionelle neoklassische Wachstumstheorie fortentwickelt hat und mit der Neuen Wachstumstheorie4 die oben skizzierten Theoriedefizite etwas ausgleicht, indem sie den Patentschutz und damit den teilweisen Ausschluß bestimmter Parteien vom technologischen Wissenserwerb inkorporiert. Demzufolge bezeichnet sie den technologischen und technischen Fortschritt als teilweise ausschließbaren, nicht rivalisierenden Input-

1

Zum Beispiel in Form von staatlicher Grundlagenforschung. Der technische Fortschritt wird auch als ‘’residual neutrino’’ bezeichnet. (vgl. Nelson, R. und Winter, S., 1982, S. 197) vgl. Hanusch, H. und Cantner, U. (1993), S. 22; Nelson, R., ( 1990), S. 90 4 Die Neue Wachstumstheorie erlegt der neoklassischen Wachstumstheorie eine stärkere Mikrofundierung von Wachstumsprozessen auf und berücksichtigt somit auch gewisse evolutionsökonomische Erkenntnisse. Zur Neuen Wachstumstheorie vgl. z. B. Stolpe, M. (1992); Hahn, F. (1993); Romer, P. (1994); Solow, R. (1994). 2 3

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Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

faktor.1 Insgesamt versucht die Neue Wachstumstheorie, den technischen Wandel in stärkerem Maß zu endogenisieren.2 3.1.2.3

Mechanistische Prägung und Ausschluß von behavioristischen Faktoren

Das neoklassische Paradigma richtet sich bei der Erklärung ökonomischer Probleme stark an der klassischen Mechanik und den mit ihr verbundenen Modellen aus. Hierbei entstehen als Ergebnis einer fehlenden kritischen Analogieprüfung oftmals latente Fehlkonzeptionen, die ein adäquates Verständnis von Prozeß und Wandel in der Ökonomie behindern.3 Die Analogie zur mechanistischen Welt läßt den Eindruck entstehen, daß der historische Ereignisfluß − als Aktion − eine dichotomische Abfolge von Störungen eines Gleichgewichts ist, der wiederum − als Reaktion − eine Wiederherstellung des Gleichgewichts bewirkt. Bei der Entstehung der soeben beschriebenen Ungleichgewichtslage wird aus Sichtweise der Mechanik Energie freigesetzt, die jedoch durch die nachfolgende Wiederherstellung des Gleichgewichts wieder aufgezehrt wird. Das neoklassische Paradigma überträgt diesen Sachverhalt im Rahmen der Hypothese der Nutzenmaximierung unter Beschränkung auf die Ökonomik. Das ökonomische Analogon zur freigesetzten Energie bei Entstehung einer Ungleichgewichtslage ist die psychische Energie des Wirtschaftsakteurs und stellt die Antriebs- bzw. Handlungsmotivation dar. Diese wird gemessen durch die Differenz zwischen der gegenwärtig gegebenen Auswahlkombination von Entscheidungsalternativen und dem Nutzen, der aus anderen, bei einer exogenen Faktoränderung erreichbaren Auswahlkombination, gewonnen werden könnte. Die Analogie legt nun nahe, daß der Antrieb aufgezehrt ist, sobald das Individuum das neue, beschränkte Maximum erreicht hat (“Hypothese der Nutzenmaximierung unter Beschränkung“). Betrachtet man hierzu die kognitive Situation des Individuums, so liegt dieser Interpretation eine ganz spezielle Annahme zugrunde: Der Akteur muß immer über vollständige Transparenz aller Auswahlmöglichkeiten verfügen sowie zumindest partiellen Überblick über die mit ihnen verbunden Konsequenzen haben.4 Im Falle der Intransparenz und der Unvorhersehbarkeit künftiger Ergebnisse bei der Handlungswahl lassen sich keine Erwartungen bilden. Dadurch können sie auch nicht zu Handlungen motivieren, es sei denn, man legt die äußerst unwahrscheinliche Annahme zugrunde, daß die Akteure im Hinblick auf die Bedingung der Unvorhersehbarkeit systematisch irren oder sie absichtlich ignorieren. Das neoklassische Optimierungsmodell bleibt eine Erklärung für dieses Motivationsproblem schuldig.

1

vgl. Straßberger, F. (1995), S. 207 Die wesentliche Erweiterung in diesem Modell besteht in einer stärkeren Betonung des Investitionsverhaltens. Auch das von Kaldor etwa zeitgleich zum solowschen Modell entwickelte Wachstumsmodell keynesianischen Zuschnitts blieb im Hinblick auf den technischen Wandel ebensowenig mikroökonomisch fundiert und ist wiederum hauptsächlich von exogenen Faktoren abhängig. (vgl. Straßberger, F., 1995, S. 203 ff.) 3 vgl. Witt, U. (1987), S. 27 4 vgl. Biervert, B. und Held, M. (1991), S. 49. Die in diesem Zusammenhang in der neoklassischen Literatur zu findende Annahme der Rationalität impliziert, daß im Zuge der Alternativenauswahl eine geordnete Menge von Präferenzen existiert, was wiederum eine Einheitlichkeit von Bewertungsstandards und eine logische Ordnung von Präferenzen erfordert, die aber nur in seltenen Fällen nachgewiesen werden kann. (vgl. hierzu Schmid, M., 1992, S. 191) 2

Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

47

Damit ist jedoch ein Widerspruch geschaffen, denn die Neoklassik prägte den Begriff der konstitutionellen Unwissenheit. Fehlbares Wissen würde dann Raum für Entdeckung und Lernen - also in gewissem Sinne auch Kreativität schaffen, was aber in der neoklassischen Sichtweise vollständig vernachlässigt wird.1 Kognitive Kreativität2 zur mentalen Erzeugung von Neuerungen ist mit dem harten Kern der Neoklassik aus beschränktem Maximierungskalkül und Gleichgewicht kaum zu vereinbaren. 3.1.2.4

Exogenität des technischen Wandels

In der neoklassischen Wachstumstheorie wird technisches und technologisches Wissen und damit auch das Derivat des technischen und technologischen Wandels als ein Phänomen außerhalb der rein ökonomischen Sphäre, also exogen auftretend, behandelt.3 Die Produktionsverfahren und damit die “Technik“ gelten als gegeben.4 Individuelles Verhalten wird als Reaktion auf äußere Einflüsse betrachtet, Veränderungen als Ergebnis des autonomen, individualistischen Handelns werden in der Neoklassik ausgeschlossen. Technischer Wandel ist demzufolge von den Aktivitäten einzelner Wirtschaftssubjekte abgekoppelt. Insgesamt werden Veränderungen und Neuerungen in dem Maß, in dem sie im realen Wirtschaftsablauf endogen verursacht werden, durch einen von der mechanistischen Denkweise geprägten theoretischen Ansatz des neoklassischen Paradigmas bestenfalls nur fragmental erfaßt und erklärt.5 Auch die Neue Wachstumstheorie kann noch nicht in den Stand eines real abbildenden Theoriekonstrukts erhoben werden, da der technische Wandel noch in starkem Maße exogen erklärt werden muß. 3.1.2.5

Raum-Zeit-Limitation des technischen Wandels

Im allgemeinen wird der prozessuale technische Wandel (tW) der neoklassischen Wachstumstheorie als Verschiebung einer Produktionsfunktion gekennzeichnet, wie in nachfolgender Abbildung dargestellt:

1

vgl. Arndt, H. (1988), S. 11 Kreativität kann in der weiteren, fast schon philosophischen Definition als Produkt menschlicher Vorstellung aus den Aktivitäten des Gehirns verstanden werden. Zu weiteren Ausführungen zu diesem Thema vgl. Popper, K. und Eccles, J. (1977). 3 vgl. Biervert, B. und Held, M. (1992), S. 9 4 vgl. Arndt, H. (1988), S. 25 5 vgl. Biervert, B. und Held, M. (1992), S. 29 2

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Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

Abbildung 7: Darstellung des prozessualen technischen Wandels

Quelle: Hesse, 1992, S. 114

Die Ordinate stellt den Output (Y), die Abszisse den Input (A) dar. Zum Zeitpunkt to gilt die Produktionsfunktion Po, zum Zeitpunkt t1 gilt P1. In t1 ist es nun möglich, mit gleichem Input einen größeren Output zu erzeugen (oder den gleichen Output mit weniger Input), die totale Faktorproduktivität ist gestiegen, Knappheit ist ceterus paribus reduziert worden. Der in dieser Darstellung definierte tW ist absoluter Wandel, der bei genauerer Betrachtung allerdings fiktionale Werte annehmen kann und somit unplausibel wird. Man betrachte ein Beispiel aus der Landwirtschaft und nehme an, daß zum Zeitpunkt t0 zur Produktion von einer Tonne Nahrungsmittel 3.650 Stunden Arbeit p. a. und 1km2 Boden analog einer gegebenen Produktionsfunktion benötigt werden. Nun soll eine moderate Rate des tW von 0,01 pro Jahr eingeführt werden: Nach 1.000 Jahren

Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

49

würden anhand der Produktionsfunktion mit dem gleichen Faktoreinsatz schon 22.000 Tonnen Nahrungsmittel produziert werden. Pro Tonne Nahrungsmittel gerechnet, würden nur noch 10 Minuten an Arbeitszeit und nur noch 45m2 Boden benötigt. Führt man dieses Beispiel weiter, so könnten nach weiteren 1.000 Jahren bereits 480 Millionen Tonnen Nahrungsmittel produziert werden, wofür dann pro Tonne betrachtet nur noch 0,027 Sekunden Arbeitszeit sowie die Fläche eines kleinen Blumentopfs an Boden benötigt werden würde. Führt man dieses Beispiel fort, so mündet dies quasi in Magie. Das neoklassische Paradigma weicht diesem “Mangel“ aus, indem der tW nur für einen bestimmten Zeitraum und für bestimmte Regionen Gültigkeit haben soll. Eine Begründung für die raum-zeitliche Limitierung des Auftretens dieses Fortschrittsphänomens wird in der Regel nicht gegeben.1 Daneben basiert die neoklassische Theorie im genannten Zusammenhang auf der unwahrscheinlichen Annahme, daß es zu jedem Zeitpunkt für die Unternehmen bzw. Wirtschaftssubjekte eine große Auswahl an technologischen Möglichkeiten gibt, aus denen Firmen frei auswählen können.2 Weiterhin basiert dieses Modell auf der schon in einem anderen Zusammenhang aufgezeigten Hypothese der beschränkten Nutzenmaximierung in dem Sinn, daß der Erfolg bzw. der monetäre Output des Innovationsaufwands einschließlich FuE von vornherein im Detail feststeht.3 3.1.3

Fazit

Ein kurzer Abriß zur Geschichte der Neoklassik zeigt, daß der technische Wandel in ökonomischen Systemen mit dem Erklärungsmuster der neoklassischen Ökonomik nicht zu fassen ist. Die Entstehung von Wissenschaft, Technik und Innovation ist nicht in die Theorie integriert bzw. endogenisiert. Die neoklassische Theorie ist adäquat, wenn sie sich mit statischen Umgebungen bzw. intertemporären Gleichgewichten befaßt, die Erweiterung der Theorie auf das dynamische Problem der Innovation ist jedoch problematisch. Insbesondere reicht das Produktionskurvenkonzept mit den Faktoren Kapital und Arbeit sowie die Arbeitsteilung nicht aus, um den starken industriellen Output früherer Jahre zu erklären, was zur Ad-hoc-Einführung des technischen Wandels führt. Die traditionelle neoklassische Wachstumstheorie ist insgesamt eine in vielfacher Hinsicht überkommene Theorietradition, die ausschließlich funktionalistisch argumentiert und keine Wandlungsprozesse behandelt.4 Die Fokussierung auf die Analyse von Gleichgewichtszuständen und nicht auf die Prozesse zur Erreichung dieser Gleichgewichtszustände, die als Anpassungsprozesse im Sinne von Innovationsprozessen verstanden werden können, führt zu einer bisher nur in Ansätzen entwickelten ökonomischen Theorie zur Innovation.5

1

2 3 4 5

Hesse kommentiert, daß diese Implausibilität des prozessualen technischen Fortschritts “...letztendlich Substanzschöpfung, also Zauberei impliziert und für die Möglichkeit wissenschaftlicher Erklärung wirtschaftlicher Entwicklung katastrophale Folgen hat“. (vgl. Hesse, G. 1995, S. 30) Siehe hierzu auch “Öffentlicher-Gut-Ansatz“ unter Kapitel 3.1.2.2. vgl. Nelson, R. und Winter, S. (1982), S. 201 vgl. Schmid, M. (1992), S. 190 ff. vgl. Gerybadze, A. (1982), S. 36

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Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

Die keynesianische Wachstumstheorie, speziell deren Vertreter Kaldor, entwickelte ein Wachstumsmodell, dessen wesentliche Erweiterung gegenüber dem neoklassischen Wachstumsmodell in einer stärkeren Betonung des Investitionsverhaltens bestand. Jedoch bleibt auch dieser Ansatz eine mikroökonomische Fundierung des Verlaufs der Fortschrittsfunktion schuldig – die Wachstumsrate des Pro-Kopf-Einkommens ist auch hier letztendlich von exogenen Faktoren abhängig, wie etwa von vollständiger Information und frei verfügbarem technischen Wissen. Insofern repräsentiert auch dieser Ansatz keine geschlossene Theorie bezüglich des Zustandekommens des technischen Wandels. Auch der weiterreichende Erklärungsansatz der Neuen Wachstumstheorie liefert keine ausreichende (endogene) Erklärung für Neuerungen bzw. technischen Wandel. Zumindest erkennt diese Denkschule aber an, daß für den Erwerb des technologischen Wissens Mittel aufgewendet werden müssen.1 Damit ist die Innovationstätigkeit eine spezifische Art der Investition, die von bewußt handelnden, rationalen Unternehmern durchgeführt wird. Ausschlaggebend für diese Denktradition ist die Existenz von lokalen Spillovers technischen Wissens bzw. von Informationen, die für systemimmanent geschaffenes Wachstum zuständig sind. Teilweise wird mit der Neuen Wachstumstheorie ein Verständnis für den Mechanismus der Wissensproduktion geschaffen. Jedoch muß auch innerhalb dieses Ansatzes noch auf exogene Faktoren als Erklärung für technischen Wandel zurückgegriffen werden.2 Wie bereits ausgeführt, wird bei der neoklassischen Theorie und deren Folgetheorien mindestens zu Teilen auf exogene Faktoren zur Erklärung des technischen Wandels Bezug genommen. Den technischen Veränderungen wird daher der Terminus des Wandels, als ein im evolutorischen Sinne aus sich selbst heraus entstehender Prozeß3, nicht gerecht. Adäquaterweise muß im genannten Zusammenhang von technischen Veränderungen oder Neuerungen gesprochen werden. Da die traditionelle neoklassische Wirtschaftstheorie sowie deren Folgetheorien insgesamt keine befriedigende Erklärung zum technischen Wandel zulassen, ist die evolutorische Ökonomik als zweite bedeutende Wirtschaftstheorie weiterer Untersuchungsgegenstand. Im Sinne einer alternativen evolutorischen Betrachtung hat die evolutorische Ökonomik den endogen entstehenden technischen Wandel und die theoretischen Erklärungen für diese Veränderungen zum zentralen Gegenstand. Diese Denkschule wird in Grundzügen im Anschluß vorgestellt.4

1

FuE-Ergebnisse werden nicht mehr, wie in der solowschen Wachstumstheorie, als öffentliche Güter betrachtet, die allen Unternehmen gleichermaßen zur Verfügung stehen, sondern als Güter, für die das Unternehmen eigene Mittel aufwenden muß. (vgl. Grupp, H., 1997, S. 66) 2 Inzwischen gibt es vereinzelte Publikationen aus dem neoklassischen Lager zum Thema technischer Wandel und Innovation im Rahmen einer dynamischen Sichtweise der Ökonomie – und sogar Anstrengungen, erste Elemente einer neoklassischen Evolutionsökonomik zu entwickeln. Hier wird auf Binswanger, H.P. und Ruttan, V. (1978); Ursprung, H. (1988), S. 275 ff; Hansson, I. und Stuart, C. (1990) verwiesen. 3 Zur Definition von Evolution vgl. Wuketits, F. (1989), S. 1 ff. 4 Eine Theorie des technischen Wandels sollte dabei operationelle Variablen im Bereich von Entdeckungs-, Inventions-, Innovations-, und Diffusionsprozessen definieren und benutzen können. (vgl. Bombach, G. und Blattner, N., 1976, S. 112 f.)

Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

3.2

51

Der technische Wandel im evolutorischen Paradigma – Erklärung und Kritik

Evolutorische Ökonomik − aktuelle Forschungsrichtung im Bereich der Neuerungen und des strukturellen Wandels Im bisherigen mainstream der ökonomischen Theoriebildung, der Neoklassik, erfolgt, wie im vorigen Kapitel gezeigt, noch keine systematische Integration der Entstehung von Neuerungen. Der technische Wandel wird dort als exogener, nicht beeinflußbarer Faktor betrachtet und damit kann die Neoklassik keinen Erklärungsbeitrag zur Entstehung des technischen Wandels leisten. 3.2.1

Hier stößt man auf eine Art Paradoxon, da unser heutiges Wirtschaftssystem in einem besonderen Maße Neuerungen und Wandlungsprozesse berücksichtigt, die vorherrschende Art der ökonomischen Theoriebildung − wie bereits ausschnittsweise dokumentiert − jedoch noch methodologische Probleme hat, damit angemessen umzugehen. Hier haben neue Strömungen der ökonomischen Theoriebildung angesetzt und Neuerungen sowie ungleichgewichtige Prozesse strukturellen Wandels systematisch untersucht. Dies hat zu einer Unsicherheit mit dem herrschenden Paradigma geführt.1 Der Neuerungsbegriff ist in den neuen Strömungen weit gefaßt und beinhaltet bei einer phasenmäßigen Betrachtung neben der Innovation als wesentliches Element die Adaption, die Selektion sowie die Diffusion und beschreibt damit den technischen Wandel insgesamt. Diese neuen Strömungen lassen sich zusammenfassend als evolutorische Ökonomik2 bezeichnen, bei der sich jedoch bisher noch kein einheitlicher, kohärenter Ansatz mit Allgemeinheitsanspruch − wie etwa in der Neoklassik − herausgebildet hat, sondern eher ein zum Teil auf Ad-hoc-Konstruktionen basierender Status geschaffen wurde. Der gegenwärtige Stand der evolutorischen Ökonomik läßt sich demzufolge auch als neue Heterodoxie im ökonomischen Denken bezeichnen.3 Trotz der Heterodoxie der evolutorischen Ökonomik ist eine prinzipielle Grundausrichtung erkennbar, die weg von der im Kern statischen Ausrichtung auf allokative und wohlfahrtstheoretische Aussagen hin zu einer prinzipiell dynamischen (evolutorischen) Betrachtung der Prozesse führt, in denen sich die Triebkräfte und Konsequenzen ökonomischen Wandels ausdrücken.4 Die bisherige Theoriebildung in der evolutorischen Ökonomik ist in bedeutendem Maße durch die Schumpetersche Tradition geprägt. Diese umschließt einen Strom

1

vgl. Witt, U. (1987), S. 12 Männel definiert den Inhalt der evolutorischen Ökonomik als Untersuchung des langfristig gerichteten “Wandels von (Markt-) Ökonomien“, die durch die Mechanismen Variation und Selektion gesteuert werden. (vgl. Männel, B., 1996, S. 331 ff.) 3 vgl. Witt, U. (1987), S. 23 4 vgl. ebenda, S. 2 2

52

Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

heterodoxer Arbeiten, die sich stark am frühen Werk Schumpeters orientieren1 und eine Synthese mit der neueren behavioristischen Theorie des Organisationsverhaltens anstrebt. Hier sind vor allem Winter und die gemeinsamen Arbeiten von Nelson und Winter zu erwähnen.2 Ein weiterer Veröffentlichungsstrom zielt in direkter Analogie mit dem späteren Hauptwerk Schumpeters auf empirische Forschungen über das industrielle Innovationsverhalten ab, um Erklärungen für den technischen Fortschritt zu gewinnen. Hierzu zählen vor allem Schmookler, Mensch, Soete, Sahal, Pavitt, Freeman, Rosenberg und Dosi.3 Im weiteren Verlauf des Kapitels wird auf einen Teil der genannten Autoren näher eingegangen. Die evolutorische Ökonomik versteht ökonomische Prozesse als diskontinuierliche Entwicklungsprozesse, als Phasenübergänge von einem qualitativen Zustand zu einem anderen.4 Sie unterstellt bei diesen ökonomischen Wandlungsprozessen endogene Ursachen und versucht, Hypothesen über die Gesetzmäßigkeit dieses Wandels aufzustellen.5 Generell implizieren evolutorische Theorien offene Entwicklungen, was bedeutet, daß sie weniger restriktiv sind, aber auch über eine geringere Erklärungs- und Prognosekraft als geschlossene Theorien verfügen.6 Zwei die evolutorische Ökonomik kennzeichnende Aspekte sind die Generierung von ökonomischen Analogiekonstruktionen zur biologischen Evolutionstheorie bei verschiedenen Vertretern dieser Denktradition und die Relevanz behavioristischer Modelle in der ökonomischen Theorie, die von der Neoklassik beispielsweise nicht erfaßt werden.7 Folgende Gesetzmäßigkeiten müssen nach der evolutorischen Ökonomik erfüllt sein, damit eine Theorie als “evolutorisch“ bezeichnet werden kann: 1) Bei den betrachteten Abläufen und Prozessen handelt es sich um dynamische Entwicklungen im Sinne von in der Zeit ablaufenden Entwicklungen – statische Betrachtungen sind nicht Gegenstand der Hypothesen- oder Theoriebildung. 2) Die evolutorische Theoriebildung zielt auf Entwicklungen ab, die eine zeitlich nicht umkehrbare Richtung aufweisen, d. h. die irreversibel sind. Dies impliziert zugleich, daß dynamische Theoriebildungsversuche gegenstandslos sind, wenn die Vorgeschichte des untersuchten Systemzusammenhangs nicht in Betracht gezogen wird.

1

2 3

4 5 6 7

Hier wird Bezug genommen auf Schumpeters "Theorie der wirtschaftlichen Entwicklung". Hauptgegenstand von Schumpeters Arbeit sind die Pionierunternehmer und die von ihnen geschaffenen Innovationen. Diese beiden Faktoren sind nach Schumpter verantwortlich für die Konjunkturzyklen in Form von kurzen Wellen (sog. “Kitchins“), mittleren Wellen (sog. “Juglars“) und langen Wellen (sog. “Kondratieffs“). (vgl. Schumpeter, J., 1964, S. 318 ff.; Schumpeter, J., 1961, S. 146 ff., S. 263 ff; Ott A., 1986, S. 26) Zur Vertiefung vgl. Lit.-verzeichnis Winter, S. (1971), Nelson, R. und Winter, S. (1977a), (1977b), (1982) Hier wird Bezug genommen auf Schumpeters Werk "Kapitalismus, Sozialismus und Demokratie". Zur Vertiefung vgl. Lit.verzeichnis Schumpeter, J. (1987); Schmookler, J. (1966); Mensch, G. (1975); Soete, L. (1979); Sahal, D. (1981), (1985); Pavitt, K. (1984); Freeman, C. (1982); Rosenberg, N. (1976), (1982); Dosi, G. (1982), (1984), (1988a), (1988b). In diesem Zusammenhang werden auch alle (technischen) Wandlungsprozesse als Auslöser ökonomischer Prozesse – wie z. B. Wachstumsprozesse − verstanden. Endogener Wandel kann dabei nur durch (kognitive) Kreativität als Quelle entstehen, dadurch gewinnt hier die behavioristische Ebene an Bedeutung. (vgl. Hesse, G., 1990, S. 53) vgl. Witt, U. (1987), S. 25 vgl. ebenda, S. 34

Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

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3) Die evolutorische Theorie muß erklären können, wie Neuerungen in den untersuchten Abläufen und Prozessen entstehen und welche allgemeinen Einflüsse sie haben. Demzufolge formuliert eine evolutorische Theorie Hypothesen über das zeitliche Verhalten von Systemen, in denen Neuerungen auftreten und sich ausbreiten. Letztendlich steht der Aspekt der von der jeweiligen Theorie angebotenen Möglichkeiten der endogenen Erklärung zur Entstehung neuer Situationen und Veränderungen im Vordergrund. Dies grenzt evolutorische Theorien von nicht evolutorischen Theorien wie der Neoklassik ab, die auf exogene Kausalfaktoren für die Entstehung von Neuerungen zurückgreifen.1 3.2.2

Involvierte Wissenschaftsbereiche der evolutorischen Ökonomik

Die Erkenntnisse der evolutorischen Ökonomik sollen in dieser Arbeit mit Schwerpunkt auf der Untersuchung des evolutionären Charakters des technischen Wandels verankert werden. Um ökonomische Phänomene wie den Verlauf des technischen Wandels erklärbar zu machen, greift die evolutorische Ökonomik auf verschiedene Wissenschaftsbereiche zurück, die für kausale Übertragungsmöglichkeiten hilfreich sind. Naturwissenschaften Hier geht es um die Berücksichtigung und Überprüfung der Übertragungsmöglichkeiten der neuesten Entwicklungen und Forschungsergebnisse in den Naturwissenschaften. So hielten vor allem die Erkenntnisse der Evolutionsbiologie Einzug in die evolutorische Ökonomik. Sozialwissenschaftliche Systemtheorie Der Systemtheorie werden Erkenntnisse zur Erklärung des evolutionären Wandels ökonomischer Systeme und deren Selbstorganisation entnommen. Aus Sicht dieser Theorie besteht die Gesellschaft aus autonomen Subsystemen, die jeweils in der ihnen eigenen systemischen Rationalität reagieren.2 Für die sozialwissenschaftliche Systemtheorie gibt es folgende Voraussetzungen für die Entstehung eines ökonomischen Systems3: die Existenz autonomer Individuen im gesellschaftlichen Prozeß sowie die Rationalisierung verdinglichter Funktionsbereiche der Gesellschaft zu sich selbst organisierenden Systemen. Sozialökonomische Verhaltensforschung Um eine Theorie evolutorischer Ökonomik weiterzuentwickeln, wird auf Bereiche der sozialökonomischen Verhaltensforschung zurückgegriffen.4

1

vgl. Hesse, G. (1990), S. 9 Zur sozialwissenschaftlichen Verhaltenstheorie vgl. Luhmann, N. (1988). Unter diesem soll ein ausdifferenziertes Teilsystem der Gesellschaft verstanden werden. 4 vgl. hierzu auch Biervert, B. und Held, M. (1992); Witt, U. (1987). 2 3

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Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

Gegenstand dieses Wissenschaftszweiges ist u. a. die endogene Erklärung von Neuerungen und Innovationen auf der Ebene der Individuen, also das Neuerungsverhalten des Menschen. Untersuchungsgegenstand sind insbesondere der motivationale Aspekt, der die Suche nach Neuigkeiten veranlaßt, und die kognitiven Probleme bei deren Schaffung sowie der kreative Aspekt in seinem Wirken als Quelle endogener Neuerungen.1 Weiterhin werden aber auch Themen wie Exploration, Neugier, Komplementarität von ständiger Suche nach Anregungen (Aktivitätsstreben), Sicherheitsstreben etc. behandelt. Letztendlich steht hier der Versuch im Vordergrund, die evolutorische Ökonomik durch ein individualistisches Verhaltensmodell zu fundieren, da Neuerungsbereitschaft anreizabhängig ist. Soziobiologie Um die im evolutorischen Paradigma der Wirtschaftstheorie aufgeworfenen Fragestellungen angemessen behandeln zu können, wird vereinzelt auch auf den Wissenschaftsbereich der “Soziobiologie“ zurückgegriffen. Hierbei wird versucht, die Struktur und Dynamik des menschlichen Sozialverhaltens in Einklang mit der Biologie zu bringen, um daraus wiederum Erkenntnisse für die Analyse des ökonomischen Verhaltens zu gewinnen.2 In dieser Hinsicht ist besonders der Ansatz von Nelson und Winter zu erwähnen, der sich mit einer Analogiekonstruktion zur biologischen Evolutionstheorie befaßt. Das Konzept fußt auf den behavioristischen Firmenmodellen von Cyert und March3. 3.2.3

Beiträge zur Entwicklung der evolutorischen Ökonomik – Erklärung und Kritik Nachfolgend werden die wichtigsten Ansätze, die zur Entwicklung der evolutionären Wirtschaftstheorie beigetragen haben, kurz vorgestellt, vor allem hinsichtlich des Begründungszusammenhangs mit dem technischen Wandel. Weitere Vertreter der evolutorischen Ökonomik wie Metcalfe, Boulding, Mokyr, Hull etc. finden sich unter Kapitel 5.6.1. im Zusammenhang mit dem biologisch-technischen Analogievergleich. 3.2.3.1

Die Theorie des wirtschaftlichen Wandels bei Winter und in der gemeinsamen Arbeit von Nelson und Winter

3.2.3.1.1 Winter 1971 und 1975 Die Arbeiten von Winter und die gemeinsame spätere Arbeit mit Nelson (1982)4 bauen unmittelbar auf Schumpeter auf und streben eine Synthese mit der neueren behavioristischen Theorie des Organisationsverhaltens an. Die Beiträge von Winter beruhen in erster Linie auf einer sozioökonomischen Analogiekonstruktion zur biologischen Evolution mit dem Schwerpunkt, ein Pendant zur natürlichen Auslese zu finden. 1

vgl. Dopfer, K. (1990), S. 39 ff. vgl. Biervert, B. und Held, M. (1992), S. 222 ff. vgl. Cyert, R. und March, J. (1963). 4 vgl. Kap. 3.2.3.1.3. 2 3

Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

55

Winter verknüpft in seiner Arbeit sowie in der später mit Nelson gemeinsam entwickelten Theorie das Gedankengut von Schumpeters Arbeit der "Theorie der wirtschaftlichen Entwicklung"1 mit den detaillierten Vorstellungen über Organisationen, wie sie von der Carnegie-Mellon-Schule entwickelt wurden.2 Winter bezieht in seine Theorie diese organisationstheoretischen Vorstellungen ein, die auf dem behavioristischen Ansatz des Firmenverhaltens basieren.3 Hervorgehend aus der beschränkten Rationalität menschlicher Entscheider stellt Winter die These auf, daß in den allermeisten ökonomisch relevanten Fällen wenigstens die kurzfristig zu treffenden Entscheidungen aus routinemäßig etablierten Regeln, Prozeduren und Politiken hervorgehen. Alle Verhaltensmuster einer Unternehmung, die regulär und vorhersagbar sind, repräsentieren solche Routinen. Der findige Schumpetersche Unternehmer wird bei Winter durch eine entsprechend geartete Firmenorganisation ersetzt. Winter lehnt sich an die Hypothesen von Simon4 an und behauptet, daß keine neuen, verbesserten Regeln für Routinen gesucht werden, solange mit diesen operativen Routinen satisficing praktiziert wird, d. h. solange das Ergebnis aus den Regeln das Anspruchsniveau der Unternehmung insgesamt zufriedenstellt. Diese organisations- bzw. verhaltenstheoretischen Elemente bringt Winter dann 1971 und 1975 mit einem Selektionsmodell in Verbindung, das auf einer losen Analogie zur biologischen Evolutionstheorie basiert. Nach diesem Modell werden operative Routinen auf der unteren Ebene eines Unternehmens als “Gene“ interpretiert, während den Phänotypen Entscheidungen entsprechen, die auf diesen Routinen basieren.5 Das aus erfolgreichen Routinen resultierende Unternehmenswachstum kann dann nach Winter als Vermehrung betrachtet werden.6 Mit diesem Analogieschluß würde dann die natürliche Selektion in der Sozioökonomie bestimmte Firmenverhaltensweisen auswählen. Insgesamt bleibt zu Winters Hypothesen kritisch anzumerken, daß eine geschlossene Entwicklung modelliert wird, in welcher der Prozeß – hat er einmal den optimalen Zustand erreicht – von diesem Zustand nicht mehr abweicht und eine statische Lage einnimmt. Dieser modellierte Sachverhalt ist als unnatürlich im Kontext einer evolutionären Strategie zu bezeichnen.7 3.2.3.1.2 Nelson und Winter 1974 Nelson und Winter stellen in ihrer Arbeit die Schwächen der traditionellen neoklassischen Wachstumstheorie heraus und legitimieren damit den Versuch der evolutorischen Unterlegung einer Wachstumstheorie. Die wesentlichen Elemente werden in

1 2 3 4 5 6 7

vgl. Schumpeter, J. (1964) Zu den Thesen der Carnegie-Mellon-Schule vgl. March, J. und Simon, H. (1958). Zum behavioristischen Firmenansatz vgl. auch Simon, H. (1981). Zu diesen Hypothesen vgl. Simon, H. (1967). Speziell auf die Analogie zum biologischen Evolutionsmodell wird in Kapitel 5 noch näher eingegangen. vgl. Witt, U. (1987), S. 140 vgl. ebenda, S. 141

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Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

dem Aufsatz diskutiert, ebenso die Eckpunkte eines Simulationsmodells und einige Simulationsergebnisse. Aus den bekannten Schwächen der neoklassischen Theorie wie Profitmaximierung, Gleichgewichtszustände, aggregierte Produktionsfunktion mit den verbundenen Deutungs- und Erklärungsproblemen im Hinblick auf den technischen Wandel, legitimieren Nelson und Winter ihren evolutorisch unterlegten Versuch eines Modells des technischen Wandels.1 Hierbei lehnen sie sich an die Schumpetersche Theorie seines Werkes "Theorie der wirtschaftlichen Entwicklung"2 an, insbesondere an dessen Verständnis der Rolle vom “innovativen Unternehmer“, der sich in einem vom dynamischen Wettbewerb geprägten Marktumfeld durch Innovation behauptet.3 Tragende Wachstumskräfte in den Schumpeterschen Betrachtungen sind die Innovation und die Selektion. Im 1974 publizierten Artikel der beiden Autoren geht es primär um eine evolutorische Theorie des Firmenverhaltens und des ökonomischen Sektors insgesamt. Das zugrunde gelegte Simulationsmodell repräsentiert einen Sonderfall der evolutorischen Theorie, genauso wie es aber auch die Cobb-DouglasFunktion im Rahmen der Interpretation der aggregierten Produktionsfunktion ist. Basis der evolutorischen Theorie ist die Findung bzw. Festlegung einer Verhaltensprämisse der Unternehmung, die durch ein Set von Entscheidungsregeln (“decision rules“) bei bestimmten Umweltstimuli determiniert ist. Diese Regeln sind im Sinne von Routine-Regeln zu verstehen. So ist bspw. eine Produktions-Entscheidungsregel (“production decision rule“) im Rahmen des Simulationsmodells gefunden und festgelegt worden, welche in bezug auf routinemäßige Produktionsmethoden-Entscheidungen eine sehr lange Gültigkeit hat. Nelson und Winter merken weiterhin an, daß Entscheidungsregeln nicht unveränderbar sind, sondern vielmehr auch veränderlich im Kontext von Umfeldveränderungen sind und dies sich wahrscheinlich ebenfalls in einer Art evolutorischer Manier vollzieht. Die Annahme konstant gültiger Entscheidungsregeln kann daher nur für einen kurzfristigen Zeitraum Gültigkeit haben. Für eine langfristige Abschätzung der Entwicklung der “decision rules“ innerhalb der Unternehmung ist es von Relevanz, über die Mechanismen der Regeländerung als auch über die Bedeutungshierarchie von Regeln tiefere Kenntnis zu erlangen. Der Änderungsprozeß wird nach Nelson und Winter bestimmt durch zielorientierte “search“ und “problem-solving“ Aktivitäten.4

1

Dabei wird aber nicht nur die neoklassische Theorie per se betrachtet, sondern es wird ebenso der Erkenntniswert von Arbeiten diverser Autoren wie Rosenberg, Schmookler, Mansfield, Freemann etc. kritisch überprüft. Auch die Ergebnisse spezieller Abhandlungen von Nadiri, Pavitt und Mansfield zum technischen Wandel sind von den Autoren berücksichtigt worden. (vgl. Nelson, R. und Winter, S., 1974, S. 888) 2 vgl. Schumpeter, J. (1964) 3 vgl. Nelson, R. und Winter, S. (1974), S. 888 4 Nelson und Winter führen in diesem Zusammenhang die innerbetriebliche FuE-Politik an, welche eine Unternehmung auf einer bestimmten Ebene in Richtung eines spezifischen Suchprozesses nach neuen Produkten und Produktionstechniken lenkt. Nun kann aber die FuE-Politik an sich auch als “decision rule“ betrachtet werden, die von höherhierarchischen Entscheidungsregeln determiniert und ggf. verändert wird. (vgl. Nelson, R. und Winter S. (1974), S. 892)

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Insbesondere der Suchprozeß und vor allem dessen kausale Zusammenhänge innerhalb der Unternehmung sind von primärem Interesse von Nelson und Winter.1 So ist vor allem im Zuge der Suchstrategie für eine Unternehmung relevant, Informationen über die “decision rules“ in anderen Unternehmungen zu gewinnen, Marktpreisinformationen zu verarbeiten und über exogene Änderungen des für die Unternehmung relevanten Wissens zu erfahren. Weiterhin ist es für eine evolutorische Theorie essentiell, die ökonomischen Selektionsmechanismen zu analysieren, im Sinne der Identifikation von erfolgreichen zu Profit führenden Entscheidungsregeln und nicht erfolgreichen, im Sinne von Verlust generierenden Entscheidungsregeln.2 Darüber hinaus muß zur Formulierung einer evolutorischen Theorie die Selektionsumgebung charakterisiert werden, d. h. das Funktionieren und die Bedingungen der für die Unternehmung relevanten Angebots- (im Sinne von Einsatzfaktoren) und Nachfragemärkte sowie die Finanzmärkte müssen transparent gemacht und entsprechend verarbeitet werden. Mit den geschaffenen Prämissen “decision rules“, “selection mechanism“ und “selection environment“ kann nach Nelson und Winter ein evolutorischer Neuerungsprozeß grob dargestellt werden. Innovationen entstehen nach diesem Modell aufgrund der Änderung von Entscheidungsregeln. Die Theorie wird in einem Simulationsmodell auf Plausibilität geprüft und liefert plausible Ergebnisse, in der Art, daß die Entwicklung einer Volkswirtschaft über einen bestimmten Zeitraum mit einem evolutorisch geprägten Modell abgebildet werden kann.3 Es bleibt kritisch anzumerken, daß Neuerungsprozesse in dem Aufsatz von Nelson und Winter nicht eigentlich ursächlich erklärt werden; als "Ursache" wird eine Veränderung im Entscheidungsregelset gegeben. Auf ein weiteres Defizit stößt man bzgl. der Formalisierbarkeit des Modellansatzes. 3.2.3.1.3 Nelson und Winter 1982 Bezugspunkt der gemeinsamen Arbeit von Nelson und Winter ist der 1950 erschienene Artikel von Alchian4, welcher sich mit Analogien zwischen biologischen und industriellen Entwicklungsprozessen beschäftigt. Bei Nelson und Winter wird dementsprechend unter dem Ziel der Weiterentwicklung der Innovationstheorie der Versuch unternommen, eine Analogie zwischen der biologischen Evolution und dem wirtschaftlichen Konkurrenzkampf herzustellen mit der entsprechenden Translation der Elemente und Mechanismen der biologischen Evolutionstheorie in die Ökonomie.

1

Hier interessieren vor allem die Intensität, Richtung und Gesamtstrategie der Suchaktivitäten einerseits, andererseits aber auch das Suchfeld an sich und davon abgeleitete Regeln. (vgl. ebenda) vgl. Nelson, R. und Winter, S. (1974), S. 893 3 Dabei stützen sich Nelson und Winter in quantitativer und empirischer Hinsicht auf Datenmaterial, das auch bereits von Solow 1957 eingesetzt wurde. (vgl. Solow, R., 1957). Zur genauen Beschreibung des Simulationsmodells vgl. Nelson, R., Winter, S. und Schuette, H. (1973) 4 vgl. Alchian, A. (1950) 2

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So entsprechen auf der Ebene des Individuums in der Ökonomie die individuellen Fähigkeiten und Fertigkeiten1 quasi den Genstrukturen im Bereich der biologischen Evolution.2 Auf Ebene der Unternehmung entsprechen die organisatorischen Routinen den biologischen Genen: “...these routines play the role that genes play in biological evolutionary theory“.3 Nelson und Winter verstehen unter den Routinen "...all regular and predictable behavioral patterns of firms...", im Sinne von Gewohnheiten, welche ohne explizites Nachdenken durchgeführt werden.4 Insgesamt werden nach Nelson und Winter drei verschiedene Arten von Routinen unterschieden: 1) 'operating characteristics', welche determinieren, was und welche Menge eine Unternehmung unter welchen Rahmenbedingungen wie Kapitaleinsatz produziert. Diese Routine hat kurzfristigeren Festlegungscharakter; 2) “routines [that] determine the period-by-period augmentation or diminution of the firms capital stock...", die unmittelbare Steuergöße, die Wachstum oder Niedergang der Unternehmung bestimmt. Diese Routine ist langfristiger angelegt; 3) "occasional deliberations", welche die Suche nach Neuerungen und Verbesserungen beinhalten.5 Zwei entscheidende Routinen aus diesem Set sind nach Nelson und Winter die in der Produktion angewandte Technik und die Entscheidungsregeln, nach welchen die Produktionskapazitäten eingesetzt werden und das Ausbringungsniveau bestimmt wird.6 Wie die Gene beim Organismus, so steuern nach Nelson und Winter auch die Routinen im Sinne eines Wissens- und Fähigkeitspools die organisatorische Struktur eines Unternehmens, welche letztendlich für ein Bestehen im marktlichen Wettbewerbsumfeld maßgeblich ist.7 Im weiteren Zuge der Analogiebildung werden Innovationen bzw. die Suche nach Neuerungen mit biologischen Mutationen verglichen, vor allem im Verständnis der Zufallsabhängigkeit erfolgreiche Neuerungen zu entdecken.8 Dabei wird die “Suchpolitik“ des Unternehmens durch die Eintrittswahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Suche bestimmt. Diese Wahrscheinlichkeit wiederum macht sich an bestimmten Variablen wie bspw. dem monetären FuE-Aufwand fest. Die Gestaltung der Variablen wiederum wird bestimmt durch den zu erwartenden Gewinn, welcher über die “Fitneß“ der Unternehmung letztendlich entscheidet. Die Selektion im ökonomischen Kontext wird durch den marktlichen Wettbewerb ausgelöst, erfolgreiche Unternehmen bleiben bestehen, erfolglose Unternehmen 1

2 3 4 5 6 7 8

Diese individuellen Fähigkeiten und Fertigkeiten werden von Nelson und Winter als "skills" bezeichnet. Skills bedeuten nach Nelson und Winter "...a capability for a smooth sequence of coordinated behaviour that is ordinarily effective relative to its objectives, given the context in which it normally occurs". (vgl. Nelson, R. und Winter, S., 1982, S. 73) "...skills are programmatic...". (vgl. ebenda, S. 73, vgl. auch S. 97) vgl. ebenda, S. 14, S. 134 ff. Die Gene werden auch in Vergleich gesetzt zu dem in dieser Arbeit unter 5.4.2. vorgestellten Konzept der Meme. (vgl. Nelson, R., 1995, S. 68) vgl. Nelson, R. und Winter, S. (1982), S.14, vgl. ebenfalls ebenda S. 16 vgl. ebenda, S. 16 ff. vgl. ebenda, S. 144 vgl. Nelson, R. und Winter, S. (1982), S. 99 f., S. 134 ff. vgl. ebenda, S. 18

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werden vom Markt entfernt. Nelson und Winter unterscheiden beim Selektionsprozeß zwischen der Selektion auf Firmenebene und der Selektion von Routinen, letztere bestimmen letztlich den Erfolg einer Unternehmung am Markt.1 Das evolutorische Innovationsmodell von Nelson und Winter zielt hauptsächlich auf die endogene Dynamik des technischen Wandels in oligopolistischer Umgebung ab. Das Modell verbindet behavioristische Auffassungen des Unternehmerverhaltens mit dem biologischen Evolutionsmodell im Darwinschen Sinn.2 Nelson und Winter greifen damit vor allem das statische bzw. komparativ-statische Denken der Neoklassik, mit der Vorstellung optimal angepaßter Agenten, die auf exogene Änderungen reagieren, als inadäquat an. Auch auf der Unternehmensseite sind die Hypothesen der freien Handlungswahl unter Kenntnis aller Produktionsmöglichkeiten, Gleichgewicht und Gewinnmaximierungskalkül nicht haltbar und entsprechen nicht den ökonomischen Realitäten. Diese Annahmen werden bei Nelson und Winter durch Such- und Selektionsmechanismen ersetzt.3 Der ökonomische Entwickungsprozeß verläuft dabei dynamisch stochastisch ab, da der Suchprozeß bzw. die Ergebnisse des Suchprozesses Zufälligkeiten ausgesetzt sind. Ein Marktgleichgewicht im orthodoxen Sinne wird durch ein dynamisches Gleichgewicht ersetzt, das nach der Destabilisierung eine neue Ausgangslage einnimmt.4 Insgesamt wird die orthodoxe Theorie zur Beschreibung des ökonomischen Wandels bzw. des technischen Wandels als untauglich konstatiert.5 Für den technischen Wandel sehen Nelson und Winter eine besondere Bedeutung des Forschungs- und Entwicklungsprozesses, der sowohl wissenschafts- als auch nachfragegetrieben ist.6 Die technologischen Ergebnisse des Forschungs- und Entwicklungsprozesses entwickeln sich langfristig in Trajektorienart.7 Die Arbeit von Nelson und Winter stellt eine Neuentwicklung dar, indem sie einen eigenen evolutorischen Ansatz repräsentiert, der unabhängig von der Schumpeterschen Tradition ist. Es handelt sich um einen Beitrag, der die Weiterentwicklung der Theorie der Firma und der Wachstumstheorie zum Gegenstand hat, mit dem Ziel der Formalisierbarkeit dieses Theorieansatzes.8 Nelson und Winter untersuchen den Wettbewerbsprozeß, durch den die Firmen zwar zu technischen Verbesserungen gezwungen werden, durch den aber auch ein Pareto-Optimum erreicht wird, sofern die Rate der technologischen Entwicklung genügend hoch ist.9 Es wird untersucht, wie Informationen in Firmen verbreitet und damit auch bestimmte Entscheidungsregeln fixiert und angewendet werden − diese Anwendung von Entscheidungsregeln erfolgt im Rahmen der Unternehmensroutinen.10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

vgl. Nelson, R. und Winter, S. (1982), S. 142 f. vgl. Grupp, H. (1997), S. 76 vgl. Nelson R. und Winter, S. (1982), S.19 vgl. Nelson, R. und Winter, S. (1982), S. 154 vgl. ebenda, S. 27 ff.; S. 205 vgl. Nelson, G. und Winter, S. (1982), S. 250. Für Nelson und Winter stellt FuE eine Rouine dar. (vgl. Nelson, R. 1995, S. 69) vgl. Nelson, G. und Winter, S. (1982), 258 ff. vgl. Gerybadze, A. (1982), S. 115 vgl. ebenda, S. 116 Im engeren Sinne wird unter Routine die notwendige Voraussetzung für ein wenig störanfälliges Funktionieren einer Unternehmung verstanden (vgl. Bollmann, P., 1990, S. 63) vgl. Nelson, R. und Winter, S. (1982), S. 112 ff.

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Nelson und Winter gehen in stärkerem Maße auf die Bedingungen ein, unter denen im Wettbewerbsprozeß Informationen verbreitet, Gleichgewichtssituationen angestrebt und die industrielle Struktur verändert werden.1 Über die so entstandene Verhaltenstheorie der Unternehmung streben Nelson und Winter nach einem Erklärungsansatz für technischen Fortschritt. Basierend auf den Arbeiten von Winter wird in der gemeinsamen Theoriegenerierung versucht, evolutionäre Abläufe anhand von operativen Routinen, übergeordneten Such- bzw. Änderungsroutinen und Selektionsmechanismen durch differentielles Wachstum zu erklären. Das Konzept der Routinen und seine Verbindung zur Organisationstheorie ist dementsprechend ausführlicher Diskussionsgegenstand.2 Neben dieser Entfernung der Annahme voller Rationalität beim Verhalten der Organisationseinheiten versuchten Nelson und Winter, die Dynamik des von Routinen erzeugten Geschehens in eine gewisse Analogie zur Darwinschen Theorie der natürlichen Auslese zu bringen. So werden nach dieser Betrachtungsweise Firmen mit erfolgreichen Routinen wachsen, während andere als Marktteilnehmer ausscheiden.3 Zentraler Gegenstand der gemeinsamen Arbeit sind Fragen zum Anpassungsverhalten der Unternehmen bzw. der Industrie als Reaktion auf Änderungen der relativen Preise sowie die Erörterung des Problemkreises des Schumpeterschen Wettbewerbs.4 Die Auswirkungen von Änderungen der relativen Preise auf eine Industrie werden in drei Effekte untergliedert: 1) Der “along-the-rule effect“, der die Auswirkungen der Preisänderungen auf die gerade gültigen Routinen aufzeigt. 2) Der “search effect“, der die Auswirkungen der Preisänderungen auf die operativen Routinen in Form eines Sekundäreffekts betrachtet, ausgehend von Änderungen der übergeordneten Routinen. 3) Der “selection effect“, der sich mit Auswirkungen der Anpassung der Unternehmensroutinen auf ein differentielles Wachstum beschäftigt.5 Die genannten Effekte werden zusätzlich einer dynamischen Analyse unterzogen in Form von Studien über den Schumpeterschen Wettbewerb, die auf Simulationsmodelle ausgerichtet sind.6 Das wichtigste Ergebnis aus den Simulationsexperimenten ist, daß die Schumpeter-Hypothese eher umzukehren ist, d. h., daß Innovationen eher von seiten kleinerer Unternehmen generiert werden. Im Zuge ihrer Simulationen zeigen Nelson und Winter auch, daß ihr Modell einer evolutorischen Wirtschaftsentwicklung der Realität nahe kommt, gemessen an der erfolgreichen Nachbildung der Verläufe der makroökonomischen Variablen, die von Solow in seiner 1957 erfolgten Untersuchung gemacht wurden.7

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vgl. Gerybadze, A., (1982), S. 10 f. vgl. Kromphardt, J. und Teschner, M. (1986), S. 237 vgl. Nelson, R. und Winter, S. (1982), S. 112 ff., S. 134 ff. vgl. ebenda, S. 163 ff. vgl. ebenda, S. 168 ff. vgl. Nelson, R. und Winter, S. (1982), S. 275 ff. vgl. ebenda, S. 214 ff.

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Der Beitrag von Nelson und Winter unterstreicht hauptsächlich die duale Struktur des Selektionsmechanismus im Rahmen der sozioökonomischen Evolution. Auf der einen Seite steht der Markt, der die ihm angebotenen Unternehmensroutinen selektiert, indem er unterschiedliche Expansionsmöglichkeiten einräumt. Auf der anderen Seite befindet sich die Selektionskraft selbst, die durch die Unternehmensorganisation in bestimmten Grenzen determiniert wird, z. B. durch die eigenen Ansprüche.1 Durch die Simulationsstudien von Nelson und Winter wird letztendlich der Einfluß von Selektionsvorgängen auf Wachstums- und Konzentrationsprozesse von Industrien verdeutlicht. Sie zeigen außerdem Methoden auf, welche die Zusammenhänge zwischen Innovation, Strukturwandel und Konzentration besser verständlich machen. Die Besonderheit des Beitrags von Nelson und Winter liegt in der “Synthese“ der Theorien von Schumpeter und den Arbeiten der behavioristischen Schule2 sowie in der Integration neuerer Erkenntnisse der Evolutionstheorie. Nelson und Winters Arbeit ist sicherlich der weitestgehende Versuch in Richtung der Definition eines neuen evolutorischen Paradigmas, das durch eine mehr oder weniger substantielle Ablehnung der orthodoxen Denkschule, eine fundierte Theorie der Unternehmung, empirische Untersuchungen samt erfolgreicher Anwendung gestützt wird. Es bleibt zu hinterfragen, ob die von Nelson und Winter entworfenen Modelle und Resultate die Forderungen an eine evolutionäre Theorie erfüllen. Als Evolutionsmechanismus steht zumindest die Untersuchung des Selektionseffekts im Vordergrund. Eine endogene Erklärung von Neuerungen wird nur unzureichend durchgeführt. So wird der technische Wandel vor allem im Falle der wissenschaftsbasierten Technik nicht erklärt und weiterhin exogen angenommen.3 Die Hypothesen zum Neuerungsverhalten geraten auch in Konflikt mit den ersten beiden festgelegten Bedingungen zur Definition einer evolutionären Strategie – die Dynamik der Entwicklungen sowie deren Irreversibilität.4 Kritisch bei der Arbeit von Nelson und Winter zu betrachten ist außerdem die ausschließliche Fokussierung auf Prozeßinnovationen − Produktinnovationen werden nicht untersucht. Dies konterkariert die grundlegende Erkenntnis der modernen Innovationsforschung, derzufolge technischer Wandel maßgeblich durch Produktinnovationen vorangetrieben wird. Technischer Wandel wird in den Modellen von Nelson und Winter nicht im eigentlichen Sinne erklärt, zudem ist die Generalisierbarkeit ihrer Modelle stark eingeschränkt, da diese nicht formalisierbar sind und teilweise enge Annahmen getroffen werden müssen5, so daß nur ein Teil der in der Realität auftretenden Innovationsprozesse erfaßt werden kann.6

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6

vgl. Witt, U. (1987), S. 148 Von der behavioristischen Schule sind die Annahmen über das Verhalten von Firmen, von Schumpeter das Verständnis kapitalistischer Wettbewerbs- und Entwicklungsprozesse übernommen. vgl. Grupp, H. (1997), S. 78 vgl. Witt, U. (1987), S. 145 Im Gegensatz zu den neoklassischen Formalmodellen werden in den Modellen von Nelson und Winter die dynamischen Beziehungen so komplex, daß auf Simulationsexperimente ausgewichen werden muß, da analytische Lösungen nicht mehr möglich sind. (vgl. Grupp, H., 1997, S. 77) Zur weiteren Kritik vgl. Gerybadze, A. (1982).

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Auch der Versuch des Analogieschlusses zur biologischen Evolution von Nelson und Winter ist nicht unkritisch, da dadurch bestimmte real auftretende (ökonomische) Prozesse ausgeschlossen werden und da die adaptiven Vorstellungen konsequenterweise um ein kreativ-kognitives Modell zu erweitern sind, um der Innovationstätigkeit wirklich Rechnung tragen zu können. 3.2.3.2

Gerybadze

Gerybadzes Beitrag setzt beim Defizit der Fixierung auf Prozeßinnovationen der Theorie von Nelson und Winter an. Er versucht, deren Simulationsmodelle so umzuinterpretieren, daß diese sich auch auf die Untersuchung von Produktinnovationen anwenden lassen. Gerybadze muß, um dieses Ziel zu erreichen, sehr restriktive Annahmen treffen, wie die, daß sich verschiedene Güter stets in ihren Merkmalen objektiv bewerten lassen, oder die, daß als Resultat dieses Bewertungsprozesses je zwei Produkte entweder äquivalent sind oder das eine das andere dominiert. Diese Annahmen sind jedoch sehr leicht verletzbar – mit der Konsequenz, daß sehr schnell der mit dem Modell definierte Gültigkeitsraum verlassen werden muß. Verläßt man zudem den Investitionsgüter- bzw. Kapitalgüterrahmen und wendet sich den Dienstleistungen zu, so sind die aus den Annahmen getroffenen Forderungen kaum noch einzuhalten.1 Die Theorie ist im Resultat nur in sehr engem Rahmen gültig, der aber in der ökonomischen Realität nicht anzutreffen ist. 3.2.3.3

Freeman

Freeman lehnt sich in gewisser Weise an Marx und dessen Bestimmung der Technik durch die Wissenschaft an. Er zeigt anhand der historischen Entwicklung diverser stark gewachsener Wirtschaftszweige (Chemie, Kunststoff etc.) und Branchen (Elektronik) auf, daß die Technikentwicklung in immer stärkerem Maße von wissenschaftlichen Erkenntnissen abhängt. Die Bedeutung des Einzelinnovators wird durch den Stellenwert institutionalisierter FuE-Einrichtungen mit großen Forschungsbudgets, deren Professionalisierungsgrad sich immer weiter verbessert hat, geschmälert. Die Professionalisierung der FuE-Bereiche hängt nach Freeman nicht nur mit dem zunehmend wissenschaftlicheren Charakter der Technologie zusammen, sondern auch mit System- und Netzwerktechniken sowie dem allgemeinen Trend der Arbeitsteilung und Spezialisierung. Daraus ergibt sich, so Freeman, daß die Ökonomie den Komplex der Technikentwicklung als Erkenntnisgegenstand nicht länger ignorieren bzw. als exogen annehmen kann.2 3.2.3.4

Dosi

Dosi ist, wie auch Freeman, den Vertretern zuzuordnen, die sich in mittelbarer Weise an Schumpeters Arbeit "Kapitalismus, Sozialismus und Demokratie"3 orientieren und empirische Forschungen über das industrielle Innovationsverhalten vornehmen, um

1 2 3

vgl. Gerybadze, A. (1982), S. 160 ff. vgl. Freeman, C. (1982), S. 10 ff. vgl. Schumpeter, J. (1987)

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nähere Erkenntnisse zu gewinnen, die zu einer Erklärung des technischen Wandels führen. Dosi untersucht in seinen evolutionären Theorien sowohl die Rolle des technischen Wandels als auch die Rolle, welche die verschiedenen Arten von Institutionen für die Stabilität und Transformation von modernen Wirtschaftssystemen spielen. Dosis evolutionäre Theorien rücken Wirtschaftssysteme in den Blickpunkt, deren Dynamik intern durch das fortlaufende Auftreten von Produktinnovationen, Prozeßinnovationen sowie organisationalen Veränderungen bestimmt wird. Die Suche und Entwicklung der dabei auftretenden Innovationen wird im wesentlichen hervorgerufen durch die Aktivitäten der wirtschaftlichen Vermittler, die Opportunitätsvorteile und die Realisierung von Innovationsrenten.1 Dosi distanziert sich von den klassischen “Technology-Push“ bzw. “Demand-PullTheorien“. Er sieht den technischen Wandel durch technologische Paradigmen organisiert und definiert. Dabei unterscheidet er zwischen “normalem“ (oder “inkrementalem“) und “radikalem“ technischen Wandel, der sich mit dem Erscheinen eines neuen technologischen Paradigmas ergibt.2 Nach Dosi verläuft der technische Wandel wie auf einer technologischen Bahn (der Trajektorie3) in kumulativer Manier und erreicht sein höchstes Niveau mit einer “technologischen Grenze“, die unter gegebenen technologischen und ökonomischen Bedingungen realisiert werden kann. Bewegungen entlang der Trajektorie werden aus einer wechselnden Balance von innovativen und imitativen Anstrengungen im Verhältnis zum gegenwärtigen Stand der Technik hervorgerufen, das den technologischen Startpunkt im Rahmen eines technologischen Paradigmas repräsentiert. Weiterhin spielt noch der Wettbewerb um die spezifische Design-Konfigurationen − Sahal beispielsweise definiert dies als “dominant design“4 − in der jeweiligen technologischen Domäne vor dem letztendlichen “lock-in“ eine bedeutende Rolle für die Bewegung entlang der Trajektorie.5 Dosi sieht in dieser Technologieentwicklung ein Evolutionsmuster, das zum einen charakterisiert ist durch Darwinsche Selektions- und Lamarksche Lern- bzw. Imitations-Mechanismen und welches weiterhin verlaufsmäßige Diskontinuitäten aufzeigt, die durch die Emergenz von neuen technologischen Paradigmen generiert werden.6

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vgl. Dosi, G. (1993), S. 70 f. vgl. Dosi, G. (1982), S. 148 ff. Das Konzept des “technologischen Paradigmas“ wird auch von anderen Autoren bestätigt und verwendet. So spricht Sahal im genannten Zusammenhang von “technological guideposts“ (Sahal, D., 1985, S. 61 ff.). Abernathy und Clark verwenden das sinnidentische “Dominant-Design-Konzept“ (vgl. Abernathy, W. und Clark, N., 1985, S. 3 ff.). Rosenberg sieht in “technologischen Imperativen“ das Pendant zu den technologischen Paradigmen und begreift diese als Evolutionsrichtungsgeber für bestimmte Technologien, die aus Engpässen (bottlenecks) in verbundenen Prozessen und offensichtlichen Produktschwachpunkten entstehen. Zugleich sind diese “technologischen Imperative“ auch Signalgeber für FuE-Aktivitäten (Rosenberg, N., 1976, S. 108 ff.). Während sich diese Konzepte im Detail unterscheiden, beziehen sie sich alle auf das Erscheinen einer allgemeingültigen und haltbaren Annäherung an (dominantes) Design, das in den Artefakten inkorporiert ist und ein gegebenes technisches Problem löst. Eine technologische Trajektorie definiert “...the activity of technological progress along the economic and technological tradeoffs defined by a paradigm“. So betrachtet Dosi die technologische Trajektorie als ein Cluster von möglichen technologischen Bewegungsrichtungen, dessen äußere Grenzen durch das Paradigma selbst definiert sind. (Dosi, G., 1988, S. 1128) Für ein weitergehendes Studium vgl. Sahal, D. (1981). Zum “Lock-in-Phänomen“ vgl. Arthur, W. (1988). Dieser Effekt wird auch in Kapitel 5. näher ausgeführt. vgl. Dosi, G. (1988b), S. 115 f.

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Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

Dosi baut mit seinem Konzept des technologischen Paradigmas auf das Konzept des “wissenschaftlichen Paradigmas“ von Kuhn auf.1 Technologische Paradigmen ändern Management- und Produktionsstil im gesamten Wirtschaftssystem. Sie bringen sowohl schrittweise als auch radikale Innovationen mit sich und führen durch neue Dienstleistungen, Systeme etc. zu direkten und indirekten Konsequenzen in jedem Wirtschaftsbereich. Ist ein technologisches Paradigma erst einmal generiert und installiert und beginnt sich dadurch ein dominantes Design zu etablieren, so sind alle innerhalb des Paradigmas auftretenden Innovationen evolutionär, da sie graduell das dominante Design dadurch modifizieren, daß sie in probaterer Weise Antworten auf die Fragen geben, die durch das technologische Paradigma geschaffen wurden. Das zur jeweiligen Epoche allgemeingültige technologische Paradigma schließt auch aus, daß fundamental andere Designs dominieren, da dies das Auftreten eines neuen technologischen Parallel-Paradigmas bedeuten würde, was nach Dosi ausgeschlossen ist. 2 So läuft der technische Wandel nach Dosi immer entlang eines oder mehrerer möglicher technologischer Trajektorien innerhalb des jeweils gültigen Paradigmas ab.3 Auch der Wechsel von einer Trajektorie zu einer Alternativtrajektorie ist schwierig, da die Entwicklung kumulativ ist und es sich meist um komplementäre Technologien handelt, so daß zunächst beim Wechsel die “technologische Grenze“ deutlich unter der gegenwärtigen erreicht werden würde.4 In diesem Zusammenhang spricht Dosi von einer “Pfadabhängigkeit“ des technischen Wandels. Dosi sieht den technischen Wandel sich immer von der Wissenschaft (wissenschaftliches Paradigma) über die Technologie (technologisches Paradigma) hin zur Produktion zu entwickeln. Dabei sieht er analog zur Biologie sowohl die ökonomischen Kräfte (Märkte, Suche nach neuen Profitmöglichkeiten und neuen Absatzmärkten, Tendenz zur Kostensenkung und Automatisierung etc.) als auch institutionelle (öffentliche Institutionen, Firmen etc.) und soziale Faktoren als Selektionseinheiten für das Paradigma und schließlich den genauen Verlauf der Trajektorie. Dosi verwendet biologische Metaphern wie Spezies, Familie, Mutation und Selektion zur Illustration der Verbindung zwischen mikroökonomischen Innovationsprozessen und deren Ergebnisse in Form von industrieller Organisation. So betrachtet er auch technologische Paradigmen als eine relativ zusammenhängende Quelle von Mutationen, die − wie in der Biologie − der Selektion durch Umweltfaktoren unterliegen. 1

Zu diesem Konzept vgl. Kuhn, T. (1970). vgl. Hall, P. (1994), S. 29 Sahal spricht im Zusammenhang mit technologischen Trajektorien von “innovation avenues“ und behauptet wie Dosi, daß sich technologischer Wandel auf fest definierten “avenues“ bewegt. Sahal versucht, dies mathematisch am Beispiel der technologischen Entwicklung des Flugzeugbaus zwischen 1928 und 1957 nachzuweisen (vgl. Sahal, D., 1985, S. 61 ff.). Nach Nelson und Winter entstehen “natürliche Trajektorien“ dadurch, daß versucht wird, den Vorstellungen der Techniker bezüglich dessen, was durchführbar ist oder durchführbar zu sein scheint, zu folgen. Diese Vorstellungen sind nach Nelson und Winter in einem “technologischen Regime“ inkorporiert. (Nelson, R. und Winter, S., 1977, S. 57) 4 Im genannten Zusammenhang kann die von Mercedes-Benz aus der herkömmlichen Dieselmotoren-Technologie entwickelte Common-Rail-Technik angeführt werden, im Gegensatz zu der von Volkswagen entwickelten “Pumpe-Düse-Technik“ für Dieselmotoren. Will nun ein Unternehmen die Technologie des anderen adaptieren, so kann die Technologie nicht einfach imitiert werden (aufgrund von Patenten, Geheimhaltungen etc.), sondern muß lernkurvengleich entwickelt werden. Dabei wird die technologische Grenze im Vergleich zum bisherigen Niveau der Technologieanwendung stark herabgesetzt. 2 3

Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

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Ändert sich die Umgebung bzw. die Umwelt, werden neue Technologien bzw. Paradigmen selektiert.1 Nach Dosi ist technisches Wissen essentiell für die Entstehung technischen Wandels.2 Dosi betrachtet Technologie nicht ausschließlich als freies Gut. Technologie hat auch Privatgutcharakter, da in ihr spezifisches und nur teilweise appropriierbares Wissen enthalten ist, welches im Laufe der Zeit durch Lernprozesse angesammelt wurde, die wiederum auf firmenspezifischem Wissen und bereits angewandten Technologien basieren.3 Damit sehen sich die Institutionen, die Unternehmen wie die Branchen, unterschiedlichen technologischen Chancen ausgesetzt. Als Konsequenz gliedert sich Dosis Innovationsansatz in zwei wesentliche Betrachtungsebenen auf, die intrasektorale (d. h. die brancheninterne) und die intersektorale (branchenvergleichende) Betrachtung: Die technologischen Chancen und die Aneignungsmöglichkeiten sind im Hinblick auf Patentschutz, Geheimhaltung, technische Eignung, Unterstützung durch das öffentliche Forschungssystem etc. je nach Technik und Wirtschaftszweig sehr unterschiedlich. Für die Entstehung von technischem Wandel sieht Dosi verschiedene Ursachen: • Technologische “bottlenecks“ bei zueinander in Beziehung stehenden Aktivitäten • Knappheit von kritischen Einsatzfaktoren (z. B. Primärenergien wie Öl) • Überfluß von speziellen Inputfaktoren (z. B. Energie, Rohmaterialien) • Zusammensetzung, Veränderung und Wachstum der Marktnachfrage • Niveau und Veränderung von Relativpreisen (primär das Verhältnis von Kapital und Maschinen zur Arbeit)4 Eine bedeutende Rolle für die Entstehung des technischen Wandels spielen auch institutionelle Faktoren, die das Umfeld und den Rahmen für wissenschaftliche FuE darstellen und als ex ante Selektionsfaktoren bei neu entstehenden Paradigmen wirken können. Die Such- und Auswahlprozesse neuer technologischer Paradigmen entstehen nach Dosi aus dem Zusammenspiel von öffentlicher Politik (Wirtschaftsund Technologiepolitik), den Suchkriterien und -fähigkeiten der wirtschaftlichen Akteure sowie den Beschränkungen und Anreizen, die mit potentiellen Innovationen verbunden sind. Dosi löst sich in seinen Theorien von der Schumpeterschen Vorstellung seines frühen Werkes, nach der die Technologie bzw. Innovation fertige Blaupausen seien, die nur entdeckt werden müssten. Er betrachtet den technischen Wandel als Produktion “mit eigener Herstellung“ und schafft damit die Vorstellungsmöglichkeit von dynamischen und überlegenen Wirtschaftssystemen.5 Dosi resümiert, daß

1

vgl. Dosi, G. (1988b), S. 229 vgl. Dosi, G. (1988b), S. 226 vgl. ebenda, S. 16 f. 4 vgl. ebenda, S. 227 5 vgl. Dosi, G. (1993), S. 88 f. 2 3

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Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

1) der Innovationsprozeß seine eigenen Spielregeln hat und nicht als simple Reaktion auf Marktveränderungen angesehen werden kann, 2) die naturwissenschaftliche Wissensbasis eine immer bedeutendere Rolle in der Eröffnung neuer Möglichkeiten von technologischen Wettbewerbsvorteilen spielt, 3) institutionelle FuE-Einrichtungen eine fruchtbarere Umgebung als individuelle Innovatoren darstellen, 4) eine signifikante Zahl von Innovationen und Verbesserungen durch learning by doing erfolgt und in den Menschen und Firmen enthalten ist, 5) die technischen (und umso mehr die kommerziellen) Ergebnisse von Forschungsaktivitäten nur sehr schwer vorherzusagen sind, 6) technischer Fortschritt im Sinne einer evolutionären Entwicklung nicht zufällig entsteht, da dieser u. a. ein kumulativer Prozeß ist und auf bestehende Technologieplattformen aufbaut.1 Kritisch bleibt bei Dosis Modell anzumerken, daß der Einfluß der staatlichen und sonstigen nichtindustriellen Wissenschaftsstruktur nicht berücksichtigt wird. Es ist offensichtlich, daß diese in signifikantem Umfang auf die Rate und Richtung des technischen Wandels Einfluß nehmen kann.2 Für Dosi sind jedoch die maßgeblichen Treiber die industriellen FuE-Einrichtungen. Die Entstehung von Neuerungen erörtert Dosi nicht im Detail, er weist lediglich auf die hohe Relevanz von Technik und Wissenschaft für die Erklärung des Innovationsverhaltens der Unternehmen hin. Die Beobachtung realer Vorgänge, nicht nur auf der volkswirtschaftlichen, sondern auch auf der gesellschaftlichen Ebene, gehört zu den starken Seiten des Modells von Dosi, jedoch hat auch seine Theorie den Nachteil, daß sie derart gewonnene Erkenntnisse nicht mathematisch formalisiert darstellen kann.3 Es bleibt zu konstatieren, daß die im Verlauf dieses Kapitels genannten Autoren mit ihren modernen Theorien das Defizit einer zu mechanistischen und nicht prozeßhaften Betrachtung des technischen Wandels früherer Arbeiten in Teilen ausgleichen können. Die neueren Theoriegebäude betonen den nichtlinearen Charakter und die selbstorganisierende Dynamik der komplexen Struktur des technischen Wandels. Diese Theorien sind besser geeignet, die systemische Struktur des technischen Wandels zu berücksichtigen.4 Dennoch sind weitere Forschungsanstrengungen notwendig, um die noch bestehenden Theorielücken zu schließen. 3.2.4

Zusammenfassung

Der kurze Abriß der sogenannten evolutionstheoretischen Modelle hat gezeigt, daß es bereits bemerkenswerte Ansätze für eine evolutorische Ökonomik als Alternative

1

vgl. Dosi, G. (1990), S. 83 Hier sei nur auf Themen wie “Mittelausgaben für bevorzugte Technologiebereiche“, “gesetzliche Rahmenbedingungen“ oder “öffentliche Beschaffung technologieintensiver Güter“ hingewiesen. 3 vgl. Grupp, H. (1997), S. 81 ff. 4 Speziell zu den systemischen Ansätzen vgl. z. B. Haken, H. (1988). 2

Die Bedeutung und Charakteristik des technischen Wandels in der Wirtschaftstheorie

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zum neoklassischen Paradigma gibt, wenn auch in unterschiedlich befriedigender Art und Weise, die zu einer Weiterverfolgung des evolutorischen Ansatzes animieren.1 Alle Theorieansätze versuchen, das Zustandekommen von Neuerungen in ihre Erklärungen miteinzubeziehen. Dabei weisen die Modelle aber den Mangel auf, daß eine geschlossene Fundierung durch eine individualistische Verhaltenstheorie fehlt. Das Verhaltensmodell beschränkt sich bisher lediglich auf den Unternehmer, kann aber aufgrund des noch begrenzten Theorieumfanges andere Marktteilnehmer, im Sinne marktsystemischer Subelemente, nicht integrieren und vernachlässigt damit auch das Zusammenspiel von Angebot und Nachfrage. Ein weiteres Problem ist, daß alle evolutorischen Ansätze zur Frage der Produktinnovation bzw. dem Zustandekommen von Neuerungen nicht viel Auskunft geben können, sie beschäftigen sich vielmehr mit dem Diffusionsprozeß eines neuen Gutes in partialanalytischer Sicht. Die evolutorische Ökonomik läßt auch noch keine vergleichenden Aussagen über die Eigenschaften von Neuerungen zu.2 Ein Defizit bei allen, der evolutorischen Ökonomik zurechenbaren Modellen ist ihr Mangel an Formalisierung, d. h. mathematischer Darstellbarkeit. Dies grenzt die evolutorische Ökonomik deutlich von der Neoklassik ab. Dies ist jedoch nicht einem Mangel an mathematischen Kenntnissen der jeweiligen Autoren zuzuschreiben, sondern liegt an der Problemcharakteristik, die auch der Mathematik der Neoklassik nicht zugänglich ist. Dieser Umstand verlangt nach neuen Lösungsansätzen wie z. B. der Synergetik oder der Simulationstechnik. Es bleibt noch zu konstatieren, daß alle Vertreter der evolutorischen Ökonomik dynamische Modelle behandeln. Daher kann aus dem begrifflichen Selbstverständnis heraus der Terminus des “technischen Wandels“ weiterverwendet werden. Insgesamt mangelt es den bisherigen Ansätzen noch an einer klaren Festlegung dessen, was eine evolutorische Theorie und ihre strukturellen Kennzeichen ausmacht. Bisher herrscht diesbezüglich bei den verschiedenen Theoriebegründern ein unterschiedliches Selbstverständnis vor. Die Frage nach dem evolutorischen Charakter des technischen Wandels kann damit noch nicht abschließend geklärt werden bzw. es bleibt zu konstatieren, daß die evolutorische Innoavationsforschung momentan noch keinen ausreichenden Erklärungsgehalt für das Entstehen des technischen Wandels bietet. Vor allem die jüngeren Beiträge zur evolutorischen Ökonomik versuchen, eine evolutorische Sichtweise des technischen Wandels mittels der Analogiebildung zur biologischen Evolution zu begründen. Um der Beantwortung der Frage nach dem evolutorischen Charakter des technischen Wandels näherzukommen, erfolgt im nächsten Kapitel die Untersuchung von verschiedenen Evolutionsdomänen im Sinne einer Voraussetzung zur Findung von allgemeingültigen Kennzeichen bzw. Wesensmerkmalen von evolutorischen Prozessen. Die Merkmals- und Eigenschaftsuntersuchung per se erfolgt in Kapitel 5. Die gefundenen Ergebnisse werden ebenfalls in Kapitel 5 auf einen möglichen evolutorischen Verlauf des technischen Wandels angewandt.

1 2

vgl. Witt, U. (1987), S. 148 vgl. Witt, U. (1987), S. 147

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

4

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Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

Dieses Kapitel soll die Funktionsweisen und Kernprozesse von Evolutionsverläufen1 sowie deren Merkmale verständlich machen. Dabei werden vor allem die Bereiche der kosmologischen2, biologischen und gesellschaftlichen Evolution näher betrachtet, um gegebenenfalls vorhandene Gemeinsamkeiten der evolutorischen Prozesse herauszuarbeiten. Um den Rahmen dieser Arbeit nicht zu sprengen, werden hier lediglich die Basiskenntnisse des jüngeren Forschungsstandes vermittelt. Diese Basiskenntnisse stellen die Grundlage für den in Kapitel 5 erfolgenden Vergleich der Entwicklung des technischen Wandels hinsichtlich Analogie, Funktions- und Wesensidentität dar, insbesondere mit der biologischen Evolution, aber auch mit anderen Evolutionsdisziplinen.

4.1

Zum evolutorischen Paradigma und dessen Aufstieg

Durch stark differierende Theorieansätze sowie das Fehlen einer vereinheitlichten Theorie ist die Evolutionstheorie, speziell im Bereich der Biologie, einer der kontroversesten Wissenschaftsbereiche überhaupt. Dennoch dominiert das evolutorische Paradigma, d. h. die Theorie der Evolution, immer mehr Fachdisziplinen sowie Wissenschaftsbereiche und seine Konzeptgültigkeit wird von einer steigenden Zahl von Wissenschaftlern anerkannt. Es ist durch gemeinsame Sprache und Denkstrukturen gekennzeichnet, nicht zuletzt aufgrund seiner Eignung, Indikationen und Lösungsansätze für vielfältigste interdisziplinäre Fragestellungen zu liefern.3 Prozesse und Manifestationen im evolutorischen Paradigma werden heute nicht nur von den klassischen Disziplinen wie etwa der Evolutionsbiologie erforscht. Starke Einflüsse kommen auch von der (dynamischen) Systemtheorie, der Kybernetik, der Thermodynamik, der Katastrophentheorie sowie noch einer Reihe anderer Wissenschaftsbereiche.4 Das evolutorische Paradigma wurde historisch betrachtet insbesondere durch Darwins Theorien über die Entstehung der Arten geprägt. Auch Marx und Engels, inspiriert durch Darwin, folgten mit einer umfassenden Theorie der Evolution in Natur und Gesellschaft, die als dialektischer und historischer Materialismus bekannt wurde.5 Der Begriff der Evolution geht auf den englischen Philosophen Herbert Spencer (1820-1903) zurück und bedeutet in seinem umfassenden Sinn “Entwicklung“. Die Evolution kann im wesentlichen in die kosmologische, biologische und soziokulturelle Evolution unterteilt werden.

1

Für eine Listung relevanter Evolutionsliteratur wie z. B. Darwin; Dawkins; Futuyuma; Gribbin; Kimura; Wuketits u. a. vgl. Literaturverzeichnis. Die kosmologische Evolution wird vereinzelt auch als materielle Evolution bezeichnet. 3 vgl. Laszlo, E. (1987), S. 24 4 vgl. Laszlo, E. (1987), S. 34 ff. 5 vgl. Marx, K. (1867) 2

70

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

Abbildung 8: Die Arten der Evolution

Quelle: Laszlo, E., 1987, S. 73

Auf die Entwicklungsprozesse in den einzelnen Disziplinen wird im Verlauf dieses Kapitels noch kurz eingegangen. Detailliert analysiert werden sie in Kapitel 5. Die verschiedenen Evolutionsbereiche bauen aufeinander auf und haben ihren Ursprung in der kosmologischen Evolution (Bereich der Materie) und der darauffolgenden physikalisch-chemischen Evolution, die Materie-Energie-Systeme zum Resultat hat. Die Evolution des Organischen, d. h. die biologische Evolution, ist wiederum das Ergebnis der kosmologischen Evolution, in deren Verlauf sich die Materie entwickelt hat, als deren spezielle Komplexitätsformen belebte Systeme anzusehen sind. Die evolutionsbiologische Entwicklung wiederum schafft in letzter Konsequenz das Grundlagen- und Regelwerk für die Entwicklung soziokultureller Systeme.1 Im weiteren Verlauf dieses Kapitels werden die hier genannten Evolutionsbereiche näher analysiert, um festzustellen, ob eine Entwicklung gemäß evolutorischem Muster stattgefunden hat oder stattfindet. Dies ist eine implizite Voraussetzung für eine weitere Bearbeitung des Themas und der Ausgangspunkt für die Behandlung weiterer Grundfragen wie beispielsweise die Untersuchung der Evolution auf Gesetzmäßigkeiten und Eigenschaften sowie auf die Analyse ihrer Triebkräfte bzw. Evolutionsfaktoren hin. Da der Bereich der biologischen Evolution durch den weitreichendsten Erkenntnisstand geprägt ist, wird dieser zuerst betrachtet. Wie nachfolgend gezeigt, hat die Frage nach den Abläufen und Mechanismen der Evolution zu mehreren unterschiedlichen Theorien geführt. 1

vgl. Laszlo, E. (1987), S. 73 f.

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

71

Abbildung 9: Die verschiedenen die Evolutionstheorie beeinflussenden Fachdisziplinen

Quelle: Wuketits, F., 1989, S. 12

Sofern im Gesamtkontext notwendig, wird auf die verschiedenen Theorien im Laufe dieses Kapitels eingegangen.

4.2 4.2.1

Die biologische Evolutionstheorie Grundfragen der Abstammungslehre

In der Biologie sind zwei Evolutionsebenen zu differenzieren: zum einen die individuelle Entfaltung eines Organismus von der Eizelle bis zu seinem Ableben, die Ontogenese, zum anderen die Entwicklung, die über etwa viereinhalb Milliarden Jahre der Erdgeschichte hinweg zur Ausbildung verschiedener Organismenarten und zum Organismenreich der gegenwärtigen Form geführt und damit den Wandel des Organischen transparent gemacht hat.

72

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

Letztere Transformation wird als Stammesentwicklung oder Phylogenese bezeichnet und repräsentiert die eigentliche Evolution. Diese Ebene stellt den Betrachtungsgegenstand der folgenden Abschnitte dar. Abbildung 10: Ontogenesen und Phylogenese in der Evolution

Quelle: Wuketits, F., 1989, S. 2

Die einzelnen vertikalen Linien beschreiben die einzelnen Ontogenesen von der Keimzelle bis zum Reifestadium, die schräge horizontale Linie die Höherentwicklung der Reifestadien zur Stammesentwicklung insgesamt. Vom phylogenetischen Standpunkt aus behauptet die biologische Evolutions- bzw. Deszendenztheorie, daß sich Arten1 ändern und in mehrere Linien aufspalten und daß die gegenwärtige Artenvielfalt Abkömmling eines einzigen Vorfahren ist.2 Diese Behauptung will bereits Antwort auf eine der Grundfragen der Evolution geben, mit denen es sich in dieser Arbeit ausführlich zu befassen gilt: 1) Hat − ausgehend von einem Ursprungspunkt − ein Wandel der Arten stattgefunden? Die Bejahung dieser Frage ist implizite Voraussetzung für die weitergehende Beschäftigung mit der Evolutionsproblematik und Ausgangspunkt für die Behandlung der weiteren Grundfragen.

1 2

Unter einer Art bzw. Spezies wird eine Gruppe gleicher oder ähnlicher Lebewesen verstanden, die Teil der nächsthöheren Gruppe, der Gattung, sind. (Brockhaus, 1990, S. 45) vgl. Ridley, M. (1992), S. 14

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

73

2) Wie verlief dieser Wandel im Detail, und gibt es letztendlich bestimmte Gesetzmäßigkeiten im Ablauf? Daran schließt sich auch die Frage an, inwieweit die Gesetzmäßigkeiten durch bestimmte Modelle abbildbar sind. Die Auseinandersetzung mit diesen Fragestellungen erfolgt teilweise in den kommenden Abschnitten und wird einer ausführlichen Analyse in Kapitel 5 unterzogen. 3) Welche Mechanismen liegen dem Evolutionsgeschehen zugrunde, was sind die Antriebskäfte der Evolution, also die Evolutionsfaktoren? Hierbei handelt es sich um den kontroversesten Aspekt innerhalb der Deszendenztheorie. Er setzt sich u. a. mit der Frage auseinander, wie die Vielfalt des Lebens entstand und was die Ursache für die Eigentümlichkeiten der Evolution verschiedener Organismengruppen ist. Die Annäherung an diesen Themenkomplex erfolgt ebenfalls im Verlauf der nächsten Abschnitte und hauptsächlich in Kapitel 5. Zur Beantwortung der ersten Grundfrage gilt es, Indizien und Nachweise für die Evolution zu erbringen. Nachdem alle Gebiete der biologischen Forschung empirisches Material zusammengetragen haben, das die Grundaussage der Deszendenztheorie zementiert, muß hier lediglich noch eine naturwissenschaftliche Tatsache erläutert werden. Die Evolutionstheorie stand lange Zeit in Konkurrenz zu zwei anderen wesentlichen Hypothesen der Entstehung des Lebens: der Theorie der getrennten Schöpfungen (“Kreationismus“), die keinen Artenwandel zuläßt, und der Theorie des Transformismus, die zwar Artenwandel zuläßt, der aber aus mehreren Lebensursprüngen entstanden sei. Im folgenden wird kurz gezeigt, warum diese Theorien als Entwikklungshypothesen abgelehnt werden und der evolutionäre Ansatz gemäß der Eingangsdefinition als plausible Erklärung für die Entstehung und Entwicklung des Lebens Bestand hat.1 Nachfolgende Abbildung zeigt in chronologischer Abfolge die Schematik aller drei Denkansätze. Auf die in der Abbildung nicht vertretene Entstehungstheorie der “Genesis“ wird nachfolgend kurz eingegangen.

1

vgl. Ridley, M. (1992), S. 14

74

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

Abbildung 11: Die drei Schöpfungstheorien

Quelle: Ridley, M., 1992, S. 12

Abbildung 11(a) steht schematisch für die Theorie der getrennten Schöpfung, während 11(b) für den Transformismus steht. Die Evolution im eigentlichen Sinn wird durch Darstellung 11(c) charakterisiert.1 4.2.2 4.2.2.1

Die Schöpfungstheorien Genesis

Die Genesis zielt auf einen universellen Schöpfungsglauben allen Lebens ab. Sie behauptet, daß der Mensch bereits als Mensch erschaffen wurde und lehnt die Hypothesen der Evolutionstheorie sowie den gemeinsamen Ursprung des Lebens und den Wandel der Arten ab. Die Theorie der Genesis kann aber ohne einen biologischen Hinweis ad absurdum geführt werden, vor allem aufgrund ihrer inhärenten Chronologie. Die Genesis schätzt das Erdalter auf ca. 6.000 Jahre, die Altersbestimmung der Erde mit Hilfe der Radioisotopie anhand von Fossilienfunden ergibt jedoch ein ungefähres Alter von 4.500x106 Jahren.2 Nachweislich existierte also bereits vor Anbeginn der schöpferischen Erdentstehung eine erdgeschichtliche Entwicklung und damit verbunden eine Entwicklung von Lebensformen. Dies wurde auch durch die Paläontologie, die sich mit der Fossiliengeschichte bzw. den Fossilienüberlieferungen befaßt, nachgewiesen. Die Genesis wird damit als Entstehungstheorie des Lebens ausgeschlossen.

1 2

vgl. Ridley, M. (1992), S. 12 vgl. Ruse, M., (1986), S. 7. Die Schöpfungsverfechter haben dann aufgrund der einfachen Widerlegbarkeit ihrer Hypothese eine unschärfere Altersangabe gewählt, die einfach einen “relativ jungen Beginn der Erde und des Lebens“ annimmt. (vgl. Ridley, M., 1992, S. 13)

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

4.2.2.2

75

Kreationismus

Der Kreationismus, die Theorie der getrennten Schöpfungen, behauptet, daß sich Arten nicht ändern und beständig sind, so “daß es so viele Ursprünge von Arten gibt, wie es jemals Arten gab“.1 Dies scheint zunächst die Alltagserfahrung durch die Reproduktion der Arten bei einer zeitpunktbezogenen Betrachtung zu belegen. Zur Plausibilitätsüberprüfung dieser Hypothese sowie später des Transformismus stehen prinzipiell zwei Methoden zur Verfügung: einmal die Beobachtung der Evolution in kleinem Maßstab, d. h. über einen im Vergleich zur Erdgeschichte kurzen, direkt beobachtbaren Zeitraum, währenddem nachweislich Evolution stattfindet sowie das Argument der Klassifikation, das den vielfältigen Erscheinungsformen des Lebens bestimmte (Entstehungs-)Muster zuordnet.2 Eine Evolution in kleinem Maßstab konnte bei vielen Arten nachgewiesen werden; dies spricht gegen die Theorie des Kreationismus.3 Die Behauptung, daß solche Änderungen zu unbedeutend sind, um einen größeren Wandel zu erzeugen oder gar eine neue Klassifikation zu generieren, kann durch die beobachtbare Durchbrechung der Artenbarriere wie etwa durch Artenkreuzung widerlegt werden. Hier zeigen Beispiele von Hunde- und Pflanzenkreuzungen, wie neue Erscheinungsmuster bzw. Klassen entstehen können.4 Arten sind demnach nicht unveränderlich und das Prinzip des Kreationismus kann in dieser Hinsicht abgelehnt werden. Somit könnte die Evolution im Sinne der Eingangsdefinition für die aufgetretenen Unterschiede verantwortlich sein. Jedoch führen Kritiker bei großen Veränderungen wie der Entstehung einer neuen Spezies doch den Kreationismus ins Feld. Allerdings ergibt sich mit dieser Schaffung eines evolutiven Grenzpunktes sofort ein Paradoxon: Warum kann die Evolution, die nachweislich kleine Veränderungen erzeugen kann, nicht auch große Veränderungen schaffen, da ja auch die kleinen Veränderungen bei entsprechender Skalierung als Wandel größeren Ausmaßes betrachtet werden können? Für den Nachweis der Ausdehnung in größerem Maße muß man sich des philosophischen Prinzips des Uniformitarismus bedienen. Bei diesem Prinzip werden Theorien, die auf kleinem Maßstab verifiziert wurden, verwendet, um Beobachtungen größeren Maßstabs zu erklären. Dabei handelt es sich nicht um ein wirklich empirisches Prinzip, es schafft vielmehr Vertrauen ob seiner logischen Kraft und wird in den verschiedensten Wissenschaftsdisziplinen benötigt und angewandt.5 Mit Hilfe des Uniformitarismus wird die Theorie der getrennten Schöpfungen als Evolutionstheorie ausgegrenzt.

1

Ridley, M. (1992), S. 14 vgl. ebenda, S. 15; Wuketits, F. (1989), S. 44 Hier sei als Beispiel die evolutorische Veränderung im Erscheinungsbild des Birkenspanners in England zur Zeit der industriellen Revolution angeführt. (vgl. Ridley, M., 1992, S. 14) 4 So erfolgte beispielsweise die künstliche Schaffung der Minze durch die Kreuzung aus zwei anderen Pflanzenarten. (vgl. Ridley, M., 1992, S. 17) 5 So wurde z. B. das Newtonsche Schwerkraftprinzip auf dem Prinzip des Uniformitarismus aufgebaut, also von bestätigten Erfahrungen auf kleiner Skala auf die Bewegung von Himmelskörpern ausgedehnt. (vgl. Ridley, M., 1992, S. 19 f.) 2 3

76 4.2.2.3

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

Transformismus

Der Transformismus geht davon aus, daß sich Arten ändern, aber daß es mehrere Ursprünge des Lebens gegeben hat. Um die Theorie des Transformismus ad absurdum zu führen, muß gezeigt werden, daß alle Arten einen gemeinsamen Ursprung haben. Hier bedient man sich der Hilfe von Homologien, nach denen Klassifikationen erstellt werden können. Homologien sind Merkmale, die zwischen Arten ähnlich sind; die Ähnlichkeit muß aber nicht auf funktioneller Notwendigkeit oder auf struktureller Ähnlichkeit durch beispielsweise gemeinsame Vorfahren beruhen.1 So sind z. B. Gehörknöchelchen von Säugetieren homolog zu einigen Kieferknochen von Reptilien. Tatsächlich haben sich die Gehörknöchelchen aus den gleichen Knochen gebildet, aus denen sich der Kiefer der Reptilien bildete. Bei getrennter Entwicklung wäre eine solche Ähnlichkeit nicht zu erwarten.2 Alle Arten teilen Homologien, dies ist mittlerweile wissenschaftlicher Erkenntnisstand und stellt ein Argument für Evolution dar, da bei getrennter Schaffung keine homologen Ähnlichkeiten auftreten würden. Bei manchen Tieren und Pflanzen mutet z. B. auch der Bau und die Funktion vieler voll ausgebildeter Organe unzweckmäßig, überflüssig oder leistungsschwach an. Dies ist jedoch vielmehr eine Bestätigung, daß die Organstrukturen vieler Tiere einem gewissen allgemeinen “Design“ folgen und somit ein weiteres Indiz für eine gemeinsame Abstammung liefern. Eine solche Homologie ist z. B. auch der genetische Code, der allen Arten inhärent und von der strukturellen Erstellung identisch ist.3 Das Argument der universellen Homologien spricht gegen die Theorie des Transformismus. Durch den Beleg der Veränderlichkeit der Arten, wie bereits im Abschnitt Kreationismus angeführt, und dem Quasi-Abstammungsnachweis aller Arten von einem einzigen Ursprung wurde der Weg für die Evolutionstheorie geebnet. Die Evolutionstheorie mit dem Hauptgegenstand der Phylogenese konnte durch Erkenntnisse aus vielen Forschungsgebieten, wie der Paläontologie, und die sich mehrenden Erkenntnisse der vergleichenden Anatomie und Morphologie4 sowie durch Beweise aus dem Bereich der Homologien nachgewiesen werden. Auch neuzeitliche Erkenntnisse der Molekularbiologie und Biochemie trugen dazu bei, weitere wichtige Indizien für die Evolution und damit für die Verwandtschaft der Lebewesen zu liefern.5

1

vgl. Stanley, S. (1983), S. 52; Ridley, M. (1992), S. 21 vgl. ebenda, S. 21; Wuketits, F. (1989), S. 49 ff. Viele an Zellaufbau und -funktion beteiligten Proteine zeigen quer durch die Tierwelt große Ähnlichkeit. So entsprechen sich beispielsweise 98 bis 99 % der Eiweißstrukturen beim Menschen und Schimpansen. Demnach kann die Evolution tiefgreifende Umgestaltungen der Lebewesen ohne drastische Veränderungen des genetischen Codes bewirken. (vgl. Stanley, S.M., 1983, S. 149) 4 Die Morphologie definiert Arten aufgrund der Gestaltähnlichkeit ihrer Mitglieder. (vgl. Ridley, M., 1992, S. 15) 5 So sind etwa die Wirbeltiere durch den roten Blutfarbstoff, das Hämoglobin, biochemisch als größerer Verwandtschaftskreis ausgezeichnet. (vgl. Zuckerkandl, E. und Pauling, L., 1965, S. 357 ff.) 2 3

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

4.2.3 4.2.3.1

77

Die Darwinsche Evolutionstheorie und ihre Weiterentwicklung Darwinismus

Die Evolutionstheorie, die von Charles Darwin 1859 mit seinem epochemachenden Werk “On the Origin of the Species by Means of Natural Selection“ begründet wurde, lieferte einen einleuchtenden modus operandi der Natur.1 Sie behauptet, daß die gegenwärtige Vielfalt an Formen auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückzuführen ist und sich durch Aufspaltung der Arten entwickelt hat. Das entscheidend Neue an der Darwinschen Theorie war das Selektionsprinzip als Auslöser des evolutionären Veränderungsmechanismus. Im Gegensatz zu früheren Theorien, die den Zufälligkeitscharakter der Evolution betonten, wird bei Darwin eine bestimmte Zweckmäßigkeit unterstellt: Der evolutionäre Veränderungsmechanismus wird durch eine natürliche Selektion verursacht, bei welcher bestimmte auftretende Variationen innerhalb einer Population ausgewählt und vererbt werden, so daß im Laufe vieler Generationen dieses Merkmal von der Gesamtpopulation absorbiert werden kann.2 Dies ermöglicht eine optimale Anpassung des Individuums an seine Umgebung. Durch die stete Einwirkung der Selektion über viele Generationen hinweg erscheint die Evolution als kontinuierlicher Anpassungsprozeß, wobei der Grad der Anpassung immer größer, die Differenzierung der Arten immer detaillierter wird. Abbildung 12: Anpassungsprozeß der Evolution

Quelle: Wuketits, F., 1989, S. 33

1 2

vgl. Darwin, C. (1859) Darwin hat angenommen, daß das Auftreten der Variabilität als Rohmaterial für die Selektion bei Organismen in der freien Natur in vernachlässigbaren Graden auftritt, er hat daher auch einen graduellen und stufenweisen Evolutionsverlauf unterstellt. (vgl. Stanley, S., 1983, S. 66)

78

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

Die angepaßten, überlebenden und sich fortpflanzenden Individuen sind nach Darwin jedoch die Ausnahme, sehr viele Spezies oder Glieder einer Spezies sterben, ohne sich fortpflanzen zu können. Es herrscht ein ständiger Überlebenskampf.1 Eine Schwäche der Darwinschen Theorie blieb die Begründung für das Auftreten von Variationen. Hierfür hatte Darwin keine zufriedenstellende Erklärung. Er behauptete lediglich, daß Variationen bei einem Organismus in Abhängigkeit von (Be-) Nutzung (“use“) bzw. Nicht-(Be-)Nutzung (“disuse“) desselben während seiner Lebensspanne entstehen.2 4.2.3.2

Neodarwinismus

Der Weg zur Erklärung von Variationsentstehungen führte zunächst über die Wiederentdeckung der von Mendel entwickelten Vererbungstheorie.3 Diese sagt u. a., daß die Vererbung der während einer Lebensspanne eines Organismus erworbenen Merkmale nicht möglich ist.4 Weiterhin wurde im Rahmen der Mendelschen Vererbungstheorie die Kenntnis erlangt, daß bei fortgeschrittenen Gen-Rekombinationen durch Zufallskreuzungen innerhalb einer Population kein nennenswerter Wandel auftritt, sondern die Merkmale im Durchschnitt gleich bleiben. Dies war eine wichtige Erkenntnis, denn so erzeugte Vererbung generiert keine Evolution, sie ist vielmehr auf der Ebene der Gene singulär bzw. partikulär und nicht mischend bzw. intermediär − Variationen werden dadurch nicht hervorgerufen.5 Der Vererbungsmechanismus, so konnte allgemein aus den Mendelschen Vererbungsgesetzen gefolgert werden, ist statisch. Für einen evolutorischen Prozeß mußten also noch andere Mechanismen maßgeblich sein. Für die Entstehung von Variationen wurden schließlich genetische Mutationen identifiziert, die in der Folge zu einem neuen Erklärungssystem für das Evolutionsgeschehen – der Mutationstheorie – führten.6 Eine Bestätigung und Weiterentwicklung seiner Arbeit erfuhr Darwin durch Weismann. Dieser betonte die Notwendigkeit einer neuen Synthese in der Biologie und kombinierte in einem umfassenden Ansatz zur Evolutionsproblematik die Selektionstheorie Darwins mit Erkenntnissen aus den Gebieten der Genetik und der Zellenlehre.7 Diese konstruktive Synthese war eine Erweiterung des klassischen Darwinismus

1

2 3 4

5 6

7

Hier lehnt sich Darwin an das Malthus-Prinzip an, das von einem Bevölkerungswachstum im geometrischen Verhältnis, der Nahrungsmittelverfügbarkeit hingegen in einem arithmetischen Wachstumsverhältnis ausgeht − Darwin unterstellt als Folge dieses Arguments des Nachkommensüberschusses die natürliche Auslese. (vgl. Wuketits, F.,1989 , S. 31) vgl. Mani, G. (1996), S. 33 Diese ist auch unter “Chromosomentheorie der Vererbung“ bekannt und steht im wesentlichen für die Kreuzung von Arten und der sich daraus ergebenden neuen Arten. (vgl. Smith, M., 1982, S. 3) Damit steht diese im Widerspruch zur Theorie von Lamarck, einer nichtselektionistischen Vererbungstheorie, die von Darwin abgelehnt wurde. In der Biologie wurde bisher kein Beweismaterial für eine Lamarcksche Vererbung gefunden. (vgl. Saviotti, P. und Metcalfe, J., 1996, S. 12) Lediglich E.J. Steele hat einen Mechanismus bzw. ein Experiment vorgeschlagen, bei dem angelernte Eigenschaften mit Hilfe von Retroviren an die Nachkommen übertragen werden können. Das Experiment konnte jedoch nie umgesetzt werden. (vgl. Mani, G., 1996, S. 36) Zu dem Thema Mischvererbung vgl. auch Stanley, S. (1983). Mutationen wurden durch den Botaniker de Vries entdeckt. (vgl. Wuketits, F., 1989, S. 39) Mutationen können stark simplifiziert als Druck- bzw. Kopierfehler in der Reproduktion des genetischen Codes des Elternteils im Nachwuchs bezeichnet werden. (vgl. Laszlo, E., 1987, S. 95) vgl. Weismann, A. (1902).

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und Ausgangspunkt des Neodarwinismus, den vor allem eine Übertragung des Selektionsprinzips auf die molekulare Ebene des Organismus kennzeichnet. Auf dieser Ebene, so Weismanns Doktrin der Unabhängigkeit der Keimbahn1, werden Informationen ausschließlich von der Nukleinsäure (Genotyp) zum Protein (Phänotyp) weitergegeben und bestimmen dadurch Form und Charakter des Organismus. Ein Informationstransfer in die umgekehrte Richtung ist nicht möglich.2 Dieses Grundprinzip wird als zentrales Dogma der Molekularbiologie bezeichnet. Im Ergebnis unterstrich die Weismannsche Doktrin die Bedeutung des von Darwin definierten Mechanismus der “natürlichen Selektion“ als ausschließlichen Adaptionsagenten durch Selektion von Variationen. Das zentrale Dogma der Molekularbiologie war im molekulargenetischen Sinn Wegbereiter für die Synthetische Evolutionstheorie, die sich im Anschluß an Weismanns Neodarwinismus herauszubilden begann. 4.2.3.3

Die Moderne Synthese der Evolutionstheorie

Die Moderne Synthese der Evolutionsbiologie, die erstmals von Julian Huxley3 auf breiter Basis dargelegt wurde, führte zu einem Darwinismus aufgeklärterer Prägung. Sie integrierte in sinnvoller Weise die Forschungsergebnisse verschiedenster biologischer Teildisziplinen zu einer Evolutionsbiologie, die wiederum die Signifikanz der Evolutionstheorie als einer übergreifenden Konzeption der biologischen Theoriebildung unterstrich.4 Die Moderne Synthetische Theorie geht in Einklang mit Darwin von einer gradualistischen Evolution aus und schließt plötzliche Instabilitäten und Phasenwechsel der Evolution aus. Nach der Synthetischen Theorie sind (Mikro-)Mutationen die letztendliche Quelle für die Variabilität. Diese repräsentieren aber lediglich Rohmaterial; die natürliche Selektion dirigiert durch die Auswahl der Variationen den evolutionären Wandel in Rate und Richtung. So kommt langsamer Wandel durch die dementsprechende Selektion zustande, nicht etwa durch unzureichende Variation.5 Zusammenfassend trifft die Synthetische Theorie vier Kernaussagen: • Die Quelle der Variation ist die Mutation.

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Die Doktrin steht für die Trennung von Keimbahn und Soma. Dabei bezeichnet die Keimbahn den Teil des Organismus, der mit der Fortpflanzung befaßt ist (auch Genotyp genannt), während das Soma (auch Phänotyp genannt) sich auf den Restorganismus bezieht. (vgl. Smith, J., 1982a, S. 4) Anders ausgedrückt manifestiert sich der Phänotyp im äußeren Erscheinungsbild eines Organismus, das durch den Genotyp und Umwelteinflüsse geprägt ist, während der Genotyp sich durch sein genetisches Programm konstituiert, wie es in der DNS-Struktur enthalten ist. Die DNS steht für Desoxyribonucleinsäure und ist zentraler Bestandteil der Gene im Zellkern. (vgl. Wuketits, 1989, S. 40) Dies bedeutet, daß genetische Informationen in Form des in der Desoxyribonucleinsäure verschlüsselten Erbprogramms nur in Richtung über die Ribonucleinsäure (RNS) in ihrer Funktion als Botenstoff zu den das Lebewesen (bio-)chemisch aufbauenden Proteinen übertragen werden. Allerdings läßt die Systemtheorie von Riedl auf indirektem Wege eine Umkehr eines solchen Informationsflusses zu. Auf diese Theorie wird im Verlauf des Kapitels noch näher eingegangen. vgl. Huxley, J. (1942). vgl. Wuketits, F. (1989). S. 41 ff. vgl. Futuyma, D. (1987), S. 12 ff.

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• Evolutionäre Änderungen werden durch natürliche Selektion von Variationen geschaffen. • Die Fortschrittsrate und Richtung dieser Änderungen werden allein durch die natürliche Selektion bestimmt. • Der Selektionsprozeß führt zur Adaption.1 4.2.3.4

Kritik am Darwinismus und den weiterentwickelten Theorien

Hauptkritikpunkt am Darwinschen Evolutionsmodell ist die Fokussierung auf die hohe Relevanz von Zufallsmutationen. Diese sind im allgemeinen schädlich für ihren Träger, können aber dennoch in der Darwinschen Theorie zu einer kompletten Umweltadaption führen. Diese singuläre Kausalität wird von seiten der Kritiker in Frage gestellt.2 Weiterhin wird kritisiert, daß die Vertreter der darwinistischen und neo-darwinistischen Theorie die natürliche Selektion als maßgeblichen change agent3 zu stark betonen – andere Forscher sehen die Existenz eines gleichwertigen Adaptionsmechanismus, wie dies beispielsweise durch das Konzept der neutralen Gene von Kimura4 mit dem damit eingeschlossenen Gendrifteffekt oder durch die Theorie des Punktualismus und der damit verbundenen Spezies-Selektion dargelegt wird.5 Auch der in der klassischen Evolutionstheorie unterstellte ausschließlich genetische Informationsfluß vom Genotyp zum Phänotyp, der Gegenstand der WeismannDoktrin ist, kann durch die Systemtheorie von Riedl in Frage gestellt werden.6 Die Moderne Synthese unterstellt eine weithin graduelle Fortschreibung des Evolutionsverlaufs. Dieser wird vor allem von der paläontologischen Seite als untergeordnet dargestellt mit der Dominanz einer sprunghaften oder punktualistischen Prozeßfortentwicklung.7 Insgesamt ist die moderne Evolutionstheorie ein Sammelsurium von Teiltheorien, die aufgestellt wurden, um die Existenz einer Geschichte des evolutionären Wandels zu erklären. So wurde lange Zeit das Mechanismenstudium in den Vordergrund gestellt, während das ebenso bedeutende Studium der Geschichte, das die Bereiche der Paläontologie, Systematik und Morphologie umfaßt, erst in jüngster Zeit verstärkte Beachtung fand.8 Auf diese Kritikpunkte wird im Verlauf der nächsten Abschnitte sowie in Kapitel 5 noch näher eingegangen. Insgesamt kann aber konstatiert werden, daß es sich bei der Evolution, im Sinne eines Artenwandels, um ein reales Phänomen handelt. Damit ist der Ausgangspunkt

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vgl. ebenda, S 12 ff.; Wuketits, F. (1989), S. 39 ff. vgl. Ruse, M. (1986), S. 19 Als change agent wird im vorliegenden Zusammenhang ein Veränderungsmechanismus verstanden. Auf die Theorie von Kimura wird unter Kapitel 4.2.4. näher eingegangen. vgl. Ruse, M. (1986), S. 24. Die Vertreter des Punktualismus betrachten die Evolution als sprunghaften, makroevolutionären Prozeß. Auf die Phänomene der “Gendrift“ sowie des “Punktualismus“ wird in Kapitel 4.2.4. bzw. 4.2.5. näher eingegangen. Zur Theorie von Riedl vgl. Kapitel 4.2.4. vgl. Eldredge, N. (1985), S. 123 ff.; Gould, S. (1980), S. 119 ff. vgl. Futuyma, D. (1987), S. 498 f.

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für die weitergehende Beschäftigung mit der Evolutionsthematik und der Behandlung der weiteren Grundfragen geschaffen. Letztere werden in Kapitel 5 behandelt. 4.2.4

Neuere Evolutionstheorien

In jüngerer Zeit ausgetragene Wissenschaftskontroversen im Bereich der Evolutionstheorie machen allerdings auch deutlich, daß über die Synthetische Theorie hinausgehende Ansätze vonnöten sind. So zeichnet sich in jüngster Zeit eine Theorie ab, die, basierend auf den Erkenntnissen der Systemtheorie und Kybernetik, den Organismus bzw. das Lebewesen als ein sich selbst regulierendes System betrachtet und die Wechselwirkung zwischen Organismus und Umwelt als weit komplexer unterstellt als dies im Rahmen der Modernen Synthetischen Theorie angenommen wird. Diese Theorie wird als Systemtheorie der Evolution bezeichnet.1 Im Zentrum der Systemtheorie steht die Fähigkeit eines Organismus, trotz stetiger äußerer Schwankungen bzw. negativer Umwelteinflüsse eine innere Stabilität zu bewahren, was durch Vorgänge der Regelung und Steuerung ermöglicht wird. Dies sind gleichzeitig Kennzeichen eines sich selbst erhaltenden Systems − in der Biologie auch durch den Begriff der Homöostase umschrieben. So wird auch angenommen, daß zwischen Genotyp und Phänotyp kein einfaches Ursache-Wirkungsverhältnis bzw. eine lineare Kausalität besteht, sondern vielmehr eine komplexe Wechselbeziehung bzw. ein Kausalnetz existiert. Auf dieser Basis haben in jüngster Zeit zahlreiche Autoren2 auf die Notwendigkeit innerer Selektionsaspekte in der Evolutionstheorie hingewiesen. Die externe Selektion im Sinne der Wirkung der Umwelt auf den Organismus ist zu reduktionistisch und muß um den Faktor der internen Selektion – wirksam im Binnenmilieu des Organismus − ergänzt werden. Die interne Selektion wird als Reaktion auf Außenwirkungen durch Regelungs-, Rückkopplungs- und Kontrollmechanismen selbst selektiv wirksam und ist Bestandteil der Gesamtsystemfunktionalität. Dies bedeutet jedoch nicht, daß die Aspekte der Selbstregulation in der Modernen Synthetischen Theorie übersehen oder ignoriert wurden. Vielmehr werden bei verschiedenen Erklärungsansätzen im Rahmen dieser Theorie solche Aspekte sehr wohl zugrundegelegt, ihre Aufbereitung zu einem strukturell neuartigen, erweiterten theoretischen Erklärungsmodell fehlt jedoch.3 Genauso verstehen die Verfechter der Systemtheorie die Moderne Synthetische Theorie als Grundlage und sehen in der Selektion auch die basale treibende Kraft phylogenetischer Wandlungsprozesse. Ein Vertreter des systemtheoretisch begründeten Ansatzes ist Riedl, dessen Theorie im Anschluß genauer erläutert wird.4 Riedl hat sich vor allem der Lösung der metaphysischen Restprobleme der Evolutionstheorie verschrieben.

1

Zum systemischen Charakter der Evolution vgl. Riedl, R., (1975), (1982), (1985). vgl. z. B. Bertalanffy, L.von (1970); Gould, S. (1980); Gutmann, W. (1981); Jantsch, E. (1979). vgl. Wuketits, F. (1989), S. 178 4 Zur Systemtheorie der Evolution vgl. Riedl, R. (1975), (1982), (1985). 2 3

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Ein anderer, über die Synthetische Theorie hinausgehender Ansatz ist die Neutralitätstheorie von Kimura, oder anders ausgedrückt, die Hypothese von neutraler Mutation und Zufallsdrift, welche ebenfalls im Anschluß vorgestellt wird.1 Mit der Integration dieser jüngeren Erkenntnisse in einen Erklärungsansatz wird sichergestellt, daß diese Arbeit zwar die im Neodarwinismus und in der Modernen Synthese weiterentwickelte darwinistische Grundidee aufnimmt, aber keinem Dogmatismus huldigt, sondern hier vielmehr ein dem aktuellen Stand der Forschung und den Erfordernissen der Theoriebildung entsprechendes Theoriemodell postuliert wird. 4.2.4.1

Die Systemtheorie von Riedl

Die systemische Betrachtung des Evolutionsprozesses wurde insbesondere von Riedl in seiner Theorie der Systembedingungen der Evolution dargelegt:2 Er sieht einen Informationsfluß von den Phänen zu den Genen, d. h. von außen zum Erbgut, über ein stochastisches Prinzip hin wirken.3 Inhaltlich wird bei dieser Theorie das dem zentralen Dogma der Genetik zugeschriebene lineare Kausalitätsprinzip erweitert, indem Wirkungen über das Netzwerk des Gesamtsystems auf ihre eigenen Ursachen zurückwirken.4 Der originäre Entwurf der Evolutionstheorie mit seinem zentralen, über den Neodarwinismus und die Moderne Synthetische Theorie weiterentwickelten Kernelement der “Selektion“ wird dadurch nicht angetastet, es findet jedoch eine Integration der jüngsten Erkenntnisse der Genetik und eine Einbettung in die Systemtheorie der Evolution statt. Die Evolution wird im Rahmen dieser Theorie als ein Kreislaufprozeß gesehen, der aufgrund des komplexen Zusammenspiels interner und externer Selektionsbedingungen voranschreitet, also eindeutig systemhaften Charakter hat.

1

vgl. Kimura, M. (1987), (1995) Zu dieser Systemtheorie vgl. Riedl, R. (1975), (1976), (1982), (1985). vgl. Riedl, R. (1982), S. 117 4 vgl. Riedl, R. (1975), S. 287 f. 2 3

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Abbildung 13: Funktioneller Vergleich der (a) Synthetischen und (b) Systemischen Evolutionstheorie

Quelle: Wuketits, F., 1989, S. 139

Die obere Darstellung (a) spiegelt stark vereinfacht die Synthetische Evolutionstheorie wider. Ph steht für den Phänotyp, G für den Genotyp, S für die externe Selektion und S‘ schließlich für die interne, die Milieuselektion. Zufällige Änderungen im Erbgefüge (Mutationen) werden je nach Umweltveränderung selektiert. Die Selektion wird in dieser Theorie ausschließlich als Milieuselektion verstanden. Anders die Systemtheorie, welche durch die untere Abbildung (b) dargestellt wird. Hier erscheint der Organismus als hierarchisch organisiertes Gefüge, dessen Veränderungen aus

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Wechselbeziehungen zwischen internen und externen Selektionsmechanismen resultieren.1 Die Riedelsche Systemtheorie schließt eine reine Reduktion auf physikalischchemische Prinzipien bei der Entstehung lebendiger Systeme aus. Die Organisation des Lebendigen ist vielmehr durch eine gewisse Eigengesetzlichkeit und Eigendynamik geprägt, aus der die Fähigkeit zur Eigenreflexion als neue Systemkategorie hervorgeht.2 Die Entstehung von Neuem in der Evolution ist das Ergebnis von Systemprozessen oder Rückkoppelungsprozessen. Mit jeder Stufe treten neue Systemgesetzlichkeiten auf, die nicht restlos auf die vorhergehenden zurückzuführen und in jenen aufzulösen sind.3 Die Evolution als ein (System-)Optimierungsprozeß gegenüber der Umwelt ist in neuerer Zeit auch durch Analogiemodelle aus dem Bereich der Technik mit Mitteln der Spieltheorie veranschaulicht worden. Dabei hat sich anhand der Simulation von Systemoptimierungsstrategien gezeigt, daß eine “Versuch-Irrtum-Strategie“ in einem mehrdimensionalen Entscheidungsraum wesentlich rascher zum Ziel führt als eine streng deterministische Methode.4 Dahinter verbirgt sich die Frage nach Zufall und Notwendigkeit der Evolution. Die Diskussion wurde teilweise in breitem Rahmen geführt.5 Hat die Synthetische Theorie einen eher zufälligen Charakter (der Selektion) unterstellt, so wird diese ideologische Polarisierung im Rahmen der Systhemtheorie nach Riedl eigentlich obsolet. Die Evolution ist vielmehr ein Systemgeschehen mit internen und externen Mechanismen – und der Quintessenz, daß sie weder das Resultat vollkommener Planlosigkeit noch vorgegebener Gesetzlichkeit ist, sondern vielmehr eine Kombination von beidem. 4.2.4.2

Die Neutralitätstheorie von Kimura

Die zweite, bereits in Kapitel 4.2.4. genannte Theorie – die Neutralitätstheorie – stellt, anders als die neodarwinistische Theorie, die positive Selektion, die Mutation in das Zentrum evolutionärer Geschehnisse. Während der Neodarwinismus, aufgrund des zu dieser Zeit gegebenen Standes der Wissenschaft, Erkenntnisse über den Verlauf der Evolution auf molekularer Ebene nicht mit einbeziehen konnte, schließt die Neutralitätstheorie die Erkenntnisse der modernen Molekulargenetik in starkem Maße ein. So wurde durch die Bestimmung der Evolutionsraten der Nucleotidsubstitutionen oder Mutationen innerhalb der Gene die neodarwinistische Behauptung widerlegt, daß es kaum selektiv neutrale Mutationen gebe und daß Zufalls- bzw. Gendrift keine bedeutende Rolle in der Evolution spiele.6 Aus der Ratenbestimmung ließ sich aber vor 1

vgl. Wuketits, F. (1989), S. 139 vgl. Eigen, M. (1971), S. 465 ff. vgl. Wuketits, F. (1989), S. 143 4 vgl. Rechenberg, I. (1973), der dieses Prinzip (Evolutionsstrategie) zur Optimierung einsetzt. 5 Insbesondere ist hier Monod zu nennen, für den alle Produkte der Evolution das Ergebnis reinen Zufalls sind und der Mensch als Produkt der Evolution (bzw. der Selektion) somit ein reines Zufallsprodukt ist. (vgl. Monod, J., 1974, S. 149) 6 Zur Bestimmung der Evolutionsraten vgl. Mayr, E. (1963). 2 3

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allem vermuten, daß die Rate, mit der Mutationen im Laufe der Evolution in einer Art akkumulieren, wesentlich größer ist als bisher angenommen, d. h., daß die genetische Variabilität auch dementsprechend größer ist. Die Neutralitätstheorie, d. h. die Hypothese von neutraler Mutation und Zufallsdrift, behauptet nun, daß die Mehrzahl der evolutionären Mutantensubstitutionen und -veränderungen auf molekularer Ebene, ebenso wie der größte Teil der Variabilität innerhalb der Arten auf molekularer Ebene, nicht durch positive Darwinsche Selektion, sondern durch Zufallsfixierung1 selektiv neutraler oder beinahe neutraler Mutationen (d. h. leicht nachteiliger Mutationen) verursacht wird.2 Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß die Selektionsintensität, die am Evolutionsprozeß auf dieser Ebene beteiligt ist, so schwach ist, daß Mutationsdruck und Zufallsdrift überwiegen. Anhand der Untersuchung der Evolution auf molekularem Level wurde festgestellt, daß eine ungewöhnlich hohe Entstehungsrate an vorteilhaften Mutanten benötigt würde, wenn man die hohe Rate der molekularen Evolution – die faktisch festgestellt wurde − mit natürlicher positiver Selektion erklären wollte. Diese Entstehungsrate ist aber nicht gegeben und läßt daher für Kimura Zufallsfixationen selektiv neutraler oder beinahe neutraler Mutanten für die Mehrheit der evolutionären Nucleotidsubstitutionen als Ursache zu.3 Die Neutralitätstheorie lehnt aber keineswegs die Signifikanz der natürlichen Selektion bei der Bestimmung des Verlaufs der adaptiven Evolution ab. Vielmehr behauptet sie, daß nur ein kleiner Teil der Mutanten überhaupt adaptiv sei und daß der größte Teil der molekularen Substitutionen keinen signifikanten Einfluß auf die Fortentwicklung im Sinne der Reproduktion und des Überlebens habe. Diese breite sich vielmehr zufällig in den Arten aus.4 So erreicht eine gewöhnlich nur einmal in der Population auftretende Mutation nur dann eine Häufigkeit von 100 %, wenn diese sich in der Population ausbreitet und fixiert wird. Dies wird anhand des nachfolgenden Schaubildes dargestellt.

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Obwohl insgesamt in jeder Generation bei eingermaßen großen Populationen eine Vielzahl an Mutationen auftritt, werden diese nicht fixiert, sondern gehen durch Zufall wieder verloren. Dennoch bleibt ein winziger Rest übrig und wird schließlich in der Population fixiert. Hierbei spricht man von Zufallsfixierung. Dies trifft sowohl für nachteilige und selektiv neutrale Mutationen, als auch für vorteilhafte Mutationen zu. Der Gesamtprozeß wird auch als Gendrift bezeichnet, der für eine durch Zufälligkeiten entstandene Veränderung der Alleldistribution und nicht durch den Anpassungsvorteil steht. (vgl. Kimura, M., 1987, S. 39) Eine Allel ist dabei definiert als "Eine von mehreren Formen desselben Gens, die sich vermutlich aufgrund einer Mutation der DNA- Sequenz unterscheiden, und die als ein Mendelscher Erbfaktor segregieren können." (vgl. Futuyuma, D., 1979; S. 623) 2 vgl. Kimura, M. (1994), S. 559. Dieses Phänomen wurde auch mathematisch durch das von Kimura 1964 entwickelte Diffusionsmodell gestützt, in dem erkannt wurde, wie die Evolution der Gene abläuft. (vgl. Kimura, M., 1964, S. 177 ff.) 3 vgl. Kimura, M. (1987), S. 39 4 vgl. ebenda, S. 11

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Abbildung 14: Das Verhalten mutierter Gene nach ihrem Auftreten in einer endlichen Population

Quelle: Kimura, M., 1994, S. 618

Die Abbildung zeigt den Verlauf der Genfrequenzänderungen mutierter Allele nach ihrem Auftreten in einer endlichen Population. Fettgedruckte Linien signalisieren fixierte Allele, dünngedruckte Linien repräsentieren nicht zur Fixierung gekommene Mutanten. “Ne“ synonymisiert die effektive Populationsgröße, “v“ steht für die Mutationsrate. Obwohl in jeder Generation und in jeder einigermaßen großen Population eine große Zahl an Mutationen auftritt, geht ein Großteil davon innerhalb weniger Generationen durch Zufall wieder verloren. Hat z. B. eine Mutante einen einprozentigen Selektionsvorteil, so liegt ihre Ausbreitungswahrscheinlichkeit bei lediglich 2 %. In den restlichen 98 % der Fälle geht sie durch Zufall wieder in der Population verloren, ohne eine Bedeutung für die Evolution gehabt zu haben. Im Durchschnitt benötigt eine selektiv neutrale Mutante bis zu ihrer Fixierung 4Ne Generationen.1 Insgesamt sind in der letzten Dekade die Indizien, die für die Neutralitätstheorie sprechen, stärker geworden. Insbesondere wird diese durch die jüngste Erkenntnis gestützt, daß Nucleotidveränderungen, die keine Aminosäureveränderungen bewirken (stumme Substitutionen), in der Evolution mit wesentlich höherer Häufigkeit auftreten als Nucleotidveränderungen, die zu Aminosäuresubstitutionen führen. Auf der anderen Seite gibt es aber auch Kritik aus dem traditionalistischen Lager an der Theorie Kimuras.2 Abschließend bleibt zu bemerken, daß es inzwischen ausreichende Beweise gibt, welche die Existenz der Neutralitätstheorie auf Molekularebene unterstreichen.3 Auf dem Niveau des Gesamtorganismus bleibt die natürliche Selektion jedoch weiterhin die treibende Kraft.

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vgl. Kimura, M. und Ohta, T. (1969), S. 763 ff. vgl. Kimura, M. (1987), S. 52 ff. Kimura führt dies im Detail aus. (vgl. Kimura, M., 1987, S. 253 ff.)

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4.2.5 Evolutionsraten: Gradualismus versus Punktualismus Die nachfolgende Thematik befaßt sich mit der Art und Geschwindigkeit des Fortschreitens der Evolution, eines der zur Zeit am kontroversesten diskutierten Themen innerhalb der biologischen Evolutionstheorie. Alle Evolutionisten stimmen mittlerweile darin überein, daß die Evolution in ihrem zeitlichen Fortschreiten und der räumlichen Ausdehnung variiert, d. h. sie verläuft nicht mit gleichmäßiger Geschwindigkeit und erfaßt auch nicht alle Organismen gleichermaßen.1 Die Erforschung dieses Fortschreitens der Evolution ist einer der Schwerpunkte der modernen Evolutionsforschung, bei der zwei Lager entstanden sind. Dies sind zum einen die Gradualisten, die einen graduellen Evolutionsverlauf vertreten, und zum anderen die Punktualisten, welche die Evolution als sprunghaften, makroevolutionären Prozeß betrachten.2 Diese Positionen werden nachfolgend untersucht und insbesondere im Hinblick auf eine spätere Untersuchung des Verlaufs des technologischen Wandels bedeutsam. Zur Überprüfung von Evolutionsraten werden vor allem fossile Funde herangezogen. Diese ließen zum ersten Mal in den 70er Jahren durch die Arbeiten der Paläontologen Eldredge und Gould den Schluß einer punktualistischen, also sprunghaften Bewegung der Evolution zu.3 Ihre “Hypothese des durchbrochenen Gleichgewichts“ ("punctuated equilibria") besagt, daß Evolution ein inkonsistentes Tempo hat, welches geprägt ist durch kurze Intervalle schneller und plötzlicher Evolution, sogenannte quantum leaps, die längere Perioden unterbrechen, in denen es keine evolutionären Änderungen in Form einer phänotypischen Gestaltsänderung einer Spezies gibt.4 Nach dem Modell des Punktualismus vollzog sich die bisherige Evolution und Artbildung nur während kurzer Abschnitte in Form einer makroevolutionären Entwicklung innerhalb der Zeitspanne des Lebens. Für die Entstehung neuer, höherer systematischer Einheiten im Rahmen des Punktualismus ist maßgeblich entscheidend, daß sich die Veränderungen in sehr kleinen Teilpopulationen vollziehen.5 Als maßgeblicher Mechanismus ist hier auch die natürliche Selektion zu sehen, die den Wandel sehr rasch, d. h. innerhalb von einigen tausend oder zigtausend Jahren vollzieht. Diese raschen Veränderungen werden als Speziationsvorgänge, in ihrer extremen Form als “Quantum-Speziation“, bezeichnet.6 Die Speziationsereignisse haben dabei wie die Mutationsvorgänge stochastischen Charakter und werden durch Wettbewerb, Predation, Änderung von Gewohnheiten und Zufallsfluktuationen in Populationsgrößen ausgelöst und nicht zuletzt vermutlich auch durch Änderungen in der lokalen Umwelt, der ökologischen Bedingungen und dem Auftreten von Nischen hervorgerufen. 1 2 3 4 5 6

Dies zeigt sich am Beispiel “lebender Fossilien“, d. h. Organismen, die sich im Gegensatz zu anderen Organismen auch über lange Zeiträume quasi nicht verändert haben. (vgl. Stanley, S., 1979, S. 124 f.) In diesem Zusammenhang spielt der Begriff der Evolutionsrate eine Rolle, der die Menge der Änderungen eines Merkmals in Relation zur Zeit setzt, die diese Änderungen benötigten. Für eine weitergehende Erläuterung des Punktualismus vgl. Gould, S. (1980). vgl. Gowdy, J. (1991), S. 86; Gould, S. (1980), S. 125; Mokyr, J. (1991), S. 141; Smith, M. (1988), S. 150 vgl. Stanley, S. (1979), S. 24 Die Speziation entsteht aus einer sehr geringen Anzahl von Mutationen und führt zur Generierung von neuen Spezies. (vgl. Mokyr, J., 1990, S. 351)

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Die Speziation entsteht durch Makroevolutionen1, deren Basis aber zunächst noch nicht adaptive Makromutationen sind.2 Die Nachkommen der neuen Spezies müssen, um letztendlich adaptiv gegenüber der Umwelt zu sein, noch Mikroevolutionen und mutationen3 in Form der phyletischen Evolution durchlaufen.4 Beide Prozesse – Makro- und Mikroevolution − sind als komplementär zu betrachten: Neukreation und Perfektion. Dem Punktualismus steht der phyletische Gradualismus gegenüber, der die Evolutionsraten als hauptsächlich konstant betrachtet und nur von geringen Abstammungsvariationen ausgeht.5 Er schließt dabei Speziationsereignisse nicht aus, sondern stellt als Doktrin die phyletische Evolution als dominant hinsichtlich der Phylogenese dar. Abbildung 15: Schematische Darstellung der punktualistischen (a) und gradualistischen (b) Evolution

Quelle: Stanley, S.M., 1979, S. 16

Abbildung (a) stellt den Fall einer Evolution mit Speziationsvorgängen dar. Die Gestalt des Organismus bleibt unverändert bis zum jeweiligen Speziationspunkt, wo eine

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Makroevolutionen werden als “changes above the species level“, also Veränderungen oberhalb des Niveaus der Spezies definiert und als Konsequenz von Mikroevolutionen innerhalb von Populationen betrachtet. Ein Beispiel für die Makroevolution ist die Fledermaus in der heutigen Form, die seit ihrer Entstehung fast unverändert ist, aber keine allmähliche Entwicklung aufzeigt, sondern relativ spät in der Entwicklung des Lebens auf der Erde auftrat. (vgl. Wilhelm, F., 1987, S. 164) Für die Speziation werden aber auch Regulatorgene verantwortlich gemacht. (vgl. Britten, R. und Davidson, E., 1969; Wilson u. a., 1977). vgl. Ruse, M. (1986), S. 25 Mikroevolution bezeichnet man auch als innerartliche oder intraspezifische Evolution. (vgl. Wilhelm, F., 1987, S. 163) Dabei bedeutet die phyletische Evolution eine graduelle Entwicklung innerhalb etablierter Spezies (vgl. Stanley, S., 1979, S. 19) vgl. Ridley, M. (1992), S. 178

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punktuelle Evolution stattfindet. Anders die in Abbildung (b) dargestellte Entwicklung, die über die gesamte Zeitachse eine graduelle, permante Evolution aufzeigt. Wie erwähnt, herrscht bezüglich der Art des Fortschreitens der Evolution – phyletisch oder episodisch − eine kontroverse Meinungsvielfalt vor. Für das Auftreten von raschen Speziationen gibt es viele Belege. Diese divergieren allerdings nur schwach hinsichtlich morphologischer Speziesänderungen. Bei großen morphologischen Änderungen (Speziation), die durch quantum leaps hervorgerufen werden, handelt es sich hingegen eher um Phänomene, wenn auch nicht um hypothetische.1 Auch das Auftreten der Spezies-Selektion wird aus Expertensicht prinzipiell nicht bestritten, nur wird vermutet, daß sie äußerst selten auftritt.2 Ebenfalls werden die die Speziation hervorrufenden Makroevolutionen und -mutationen als nicht mehr völlig inakzeptabel betrachtet, speziell aufgrund des Auftretens von makromutativen und adaptiven Entwicklungen in der Pflanzenwelt.3 Dieser Ansatz wird durch das Konzept der Regulatorgene gestützt, die eine bedeutende Rolle in der Evolution spielen und ebenfalls für großskalige Veränderungen verantwortlich sein sollen.4 Zur weiteren Unterlegung des Auftretens der Makroevolution werden vereinzelt auch signifikante morphologische Unterschiede von Lebewesen herangezogen sowie morphologische Charakteristika, bei denen schwer vorstellbar ist, daß diese sich in kleinen Schritten entwickelt haben.5 Neue Spezies können jedoch auch durch graduelle Divergierung − durch phyletische Evolution − von großen Segmenten bereits existierender Spezies entstehen, wie auch durch die geographische Separierung (Isolation) einer bereits etablierten Spezies in Subspezies. Mit letzterer Entstehungsform werden jedoch keine signifikanten evolutionären Änderungen erzielt. Die Separation stellt einfach eine Dichotomie des Fortgangs der Evolution insgesamt dar. Insgesamt, so muß kritisch angemerkt werden, bleibt der Punktualismus hinsichtlich der Ursachen seiner Entstehung unpräzise – im wesentlichen dienen Makromutationen als Erklärungsmuster. Jedoch ist das punktualistische Modell, selbst unter Einbezug der “Quantum-Speziation“, rein funktional betrachtet affinitiv mit der Synthetischen Theorie.6 Der Punktualismus setzt nur einfach kleine Populationen voraus, in denen sich dann Veränderungen rasch über die ganze Population hinweg verbreiten können sowie einen anderen genetischen Tausch- und Veränderungsprozeß ermöglicht.7 Letztlich muß auch aufgrund der Fossilienurkunden, obwohl diese in der Interpretation je nach Interessenlage unterschiedlich ausgelegt werden können, konstatiert werden, daß Entwicklungslinien nach dem Modell des Punktualismus möglich sind, aber 1 2 3 4

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Solche Phänomene sind vereinzelt in der Pflanzenwelt aufgetreten. (vgl. Stanley, S. ,1979, S. 160 f.) vgl Gould, S. (1982), S. 384 f.; Gould, S. (1980), S. 125; Mokyr, J. (1991), S. 141; Smith, M. (1988), S. 150 vgl. Bush, G. (1975), S. 357 So sind nach dieser Theorie Regulatorgene zur Steuerung von Strukturgenen vorhanden, die wiederum die Synthese von Proteinen beeinflussen, die sich in der Funktionsweise des Metabolismus und der Biosynthese auswirken. (vgl. Valentin, J. und Campell, C., 1975, S. 673 ff.) Hier kann als Beispiel der Eomyidae angeführt werden. (vgl. Wilhelm, F., 1987, S. 166) Für eine Ausführung dieser Betrachtung vgl. Berg, D. (1989). vgl. Stanley, S. (1979), S. 61 ff.

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dennoch eine Ausnahme in der Evolution bilden. Die Evolution per se wird aber durch das punktualistische Modell nicht in Frage gestellt, da der Darwinismus solch rasche Änderungen durchaus zuläßt, zumal diese ja auch durch die natürliche Selektion bewirkt werden.1 Unter weiterem Einbezug der vorgestellten Systemtheorie wird auch verständlich, daß die Vertreter des Punktualismus kaum mit der Systemtheorie in Einklang zu bringen sind. Ein durch Makromutationen entstehendes System ist kaum als funktionsfähig anzunehmen, da aus einer solcherart entstandenen Monströsität wahrscheinlich keine weiteren Evolutionslinien kanalisiert werden können. Solche Annahmen sind aber auch nicht mehr sinnvoll, da die Entstehung neuer Komplexitätsstufen in der Evolution unter Rückgriff auf das Konzept der Selbstorganisation und das methodologische Instrumentarium der Kybernetik und Systemtheorie erklärbar gemacht werden können. 4.2.6 Koevolution Nachfolgend wird nun kurz auf die Koevolution als ein weiteres evolutorisches Phänomen eingegangen.2 Sie repräsentiert ein bedeutendes Genesephänomen und ist für die spätere Betrachtung des technischen Wandels von Relevanz. Im allgemeinen wird die Evolution einzelner Organismengruppen relativ isoliert betrachtet. Die Evolution der heute existierenden Organismenwelt in ihrer gesamten Vielfalt und Komplexität ist aber nur zu verstehen, wenn man die engen Zusammenhänge zwischen den Evolutionsstufen der verschiedenen Organismengruppen eines Lebensraumes sieht. So war die Besiedelung des festen Landes durch die Tiere erst möglich, nachdem es Landpflanzen gab.3 Ökologische Nischen für eine räuberische Lebensform können erst erschlossen werden, wenn pflanzenfressende Tiere existieren. Ähnliche Voraussetzungen benötigen Parasiten-Wirte-Beziehungen.4 Diese Verbindungen stellen koevolutionäre Beziehungen dar. Koevolution bezieht sich auf eine fortwährend positive Feedback-Entwicklung im kybernetischen Sinne zwischen einzelnen Komponenten evolvierender Systeme.5 Diese Systeme sind im koevolutionären Kontext in bestimmter Art und Weise aneinander gebunden. Noorgard bezieht Koevolution auf "...the pattern of evolutionary change of two closely interacting species where the fitness6 of the genetic traits within each species is largely governed by the dominant genetic traits of the other".7 Koevolutionäre Entwicklungen sind nicht zu antizipieren, dafür sind die Teilelemente und deren Beziehungen zu komplex. Sie sind weiterhin nicht deterministisch in ihrem Verlauf, sondern entwickeln sich evolutionär aus sich selbst, d. h. ein exogener Anstoß ist

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vgl. Ruse, M. (1986), S. 14 ff. vgl. Noorgard, R. (1995) Noorgard nennt hier das Beispiel der Kolibris und der Pflanzen, von denen sich diese Vögel ernähren. (vgl. Noorgard, R., 1995, S. 26) Hierzu führt Noorgard beispielweise die Beziehung zwischen Schädlingen und Pflanzen mit gleichzeitiger Entwicklung der Pestizide in den Vereinigten Staaten im Sinne eines koevolutionären Systems auf. (vgl. Noorgard, R., 1995, S. 23 ff.) vgl. ebenda, S. 82. Im Gegensatz hierzu stehen die negativen Feedback-Systeme, die ein System nach Störungen wieder in ein Gleichgewicht bringen. So bestimmt sich "Fitneß" im Kontext der Koevolution nach "...the characteristics of other species or things with which an individual or thing interacts". (Noorgard, R., 1995, S. 28) ebenda, S. 26

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nicht erforderlich.1 In diesem Verständnis sind koevolutionäre Entwicklungen von einfachen Ursache-Wirkungszusammenhängen zu trennen, vielmehr geht es in dieser Disziplin um die gegenseitige Entwicklung und Anpassung von Systemen bzw. Subsystemen. Noorgard führt hier das Beispiel der koevolutionären Entwicklung von Pflanzen, Schädlingen, Schädlingsbekämpfungsmitteln und Politikmaßnahmen an, welches übergreifend als Systeminteraktion von Umwelt, Technologie, Wissen, Werten und gesellschaftlicher Organisation betrachtet werden kann. Dieses Gebilde kann als endogen geschlossene Struktur betrachtet werden, die keinen Anstoß zur Systemreaktion von extern benötigt. Vielmehr ist die Dynamik der involvierten Subsysteme2 so stark, daß ständig Anpassungen erforderlich sind.3 Im weitesten Sinn sind die komplex-evolutionären Beziehungen zwischen den verschiedenen Gliedern jeder Biozönose4 als Koevolution bzw. als koevolutionäres System zu deuten.5 Koevolutionäre Systeme haben Steuerungs- und Regelmechanismen, die das System im Sinne des genannten positiven Feedback-Prozesses steuern. Die nahezu zeitgleiche Entstehung von Atmosphäre, Leben und Erdkruste und die daraus resultierende Biosphäre kann ebenfalls als Produkt einer Koevolution dieser drei Komponenten verstanden werden.6 Koevolution entsteht durch Koexistenz. So müssen koevolutionäre Erklärungsversuche immer im Kontext der Beziehung zwischen existierenden Wesen, die ihrerseits wieder die Evolution beeinflussen, betrachtet werden: "...Entities and relationships are constantly changing, yet they reflect each other.... Everything is interlocked, yet everything is changing in accordance with the interlockedness".7 So versteht Noorgard Wandel allgemein als Ergebnis koevolutionärer Entwicklungen.8 Dieser Wandel ist differenziert gegenüber dem singulären evolutorischen Prozeß in der Biologie zu betrachten, der durch ständigen Fortschritt bzw. Höherentwicklung bspw. einer Spezies eine perfekte Anpassung an eine bestimmte Umgebung erzielt. Im koevolutionären Verständnis streben Spezies keine perfekte Umweltadaption per se an – vielmehr entwickeln sich Umwelt und Spezies als eigenständige Systeme bis zu einem interdependenten Optimum, das aber nicht notwendigerweise gleichgewichtig sein muß.9 Damit wird der Umwelt eine deutlich höhere Relevanz als in der klassischen Evolution zugewiesen. Im Bereich der Biologie können zwei Spezies in einer Nische koexistieren, falls mehrere Ressourcen vorhanden sind und es zu einer Ressourcenpartition kommen kann. 1

2 3 4 5 6 7 8 9

In diesem Sinne ist folgende Aussage von Noorgard zu verstehen: "The coevolutionary explanation of change, however, goes beyond interactive and determinism. As an evolutionary theory, it builds on the idea that species and other system components have a variety of traits that are context-specific and change over time rather than some supposed universal characteristics." (vgl. Noorgard, R., 1995, S. 81) Als Subsystem Umwelt kann bspw. die Gesamtheit ihrer Organismen bzw. Spezies, die in Interaktion miteinander treten, betrachtet werden. vgl. ebenda, S. 27 ff. Die Biozönose steht für die Lebensgemeinschaft von Pflanzen und Tieren. (vgl. Duden, 6. Auflage, 1997, S. 120) vgl. Dzwillo, M. (1978), S. 100 vgl. Wilhelm, F. (1987), S. 119 vgl. Noorgard, R. (1995), S. 26 vgl. ebenda, S. 28 vgl. ebenda, S. 84

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Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

Gewöhnlich resultieren dann aus unterschiedlicher Ressourcennutzung morphologische Unterschiede, sogenanntes character displacement.1 Koexistenz bedingt wiederum gewisse Formen der Kooperation. Kooperative Verhaltensweisen und deren Evolution können am besten mit Hilfe der Spieltheorie – dem Gefangenendilemma − erklärt werden. Das Gefangenendilemma hat im Prinzip zwei alternative Spielvarianten: “Kooperation“ und “Defektion“. Die Erfahrung lehrt, daß immer die Strategie der Kooperation gewählt wird, falls ein Spieler das Spiel über einen längeren Zeitraum mit dem selben Gegenspieler spielt. Solche Interaktionseffekte sind für beide Beteiligte im auf die Evolution übertragenen Sinne selektionspositiv, z. B. Symbiosen bei Korallenfischen und Korallen. Auch bei Räuber-BeuteBeziehungen gibt es neben dem offenkundig negativen Primäreffekt positive Wirkungen und diese sind nicht selten entscheidend an der Weiterentwicklung der anderen Art beteiligt. In diesem Kontext kann die Spieltheorie als Erklärungsansatz für Koexistenz und damit für die Koevolution hilfreich sein. Im Sinne einer erfolgreichen Koexistenz und Koevolution jedoch müssen drei Prämissen erfüllt sein: 1) Der “Spieler“ muß den “Gegenspieler“ erkennen im Sinne der Identifikation eines identischen “Gegenspielers“ bei wiederholtem Spiel oder verschiedenen Gegnern. 2) Es muß sich um das gleiche Paar von “Spielern“ mit wiederholten Interaktionen handeln. 3) Jeder “Spieler“ muß über Maßnahmen bzw. Spielvarianten verfügen, die eine Niederlage verhindern können.2 Im übertragenen Sinne kann das Spiel auf die Koexistenz bestimmter Spezies bezogen werden, die in Nischen leben, sofern sie die beschriebenen Voraussetzungen erfüllen. Diese Kooperationsstrategie könnte durch “Genetik“, “Lernen“3 oder “kulturelle Vererbung“ übertragen werden.4 Zusammenfassend läßt sich folgendes zur Koevolution feststellen: Mit dem Modell bzw. den angenommenen Mechanismen der Koevolution kann erklärt werden, warum Spezies in einem Ökosystem so scheinbar optimal an eine bestehende Umwelt angepasst sind − hier erfolgt eine parallele Entwicklung beider Systeme − Umwelt und Spezies − im Sinne eines positiven Feedback-Loops. Weiterhin unterscheiden sich koevolutionäre Systeme gegenüber mechanistischen Systemen dadurch, daß letztere einen negativen Feedback-Loop durchlaufen, d. h. nach Systemstörungen wieder ein Gleichgewicht anstreben, während koevolutionäre Systeme fortwährende Veränderungen beschreiben können. Wie bereits genannt, benötigen koevolutionäre Systeme hierzu keinen externen Anstoß, sondern beziehen die Änderungsdynamik aus ihren endogenen Subsystemen.

1

vgl. Mani, G. (1996), S. 38 vgl. Axelrodt, R. (1991), S. 81 ff. Zur Rolle des Lernens in der Evolution bzw. Koevolution vgl. Noorgard, R. (1995). S. 87 f. 4 vgl. Smith, M. (1982), S. 168 2 3

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Letztlich ist es auch schwierig, bei koevolutionären Systemen Grenzen ihrer Entwikklung festzulegen bzw. abzuschätzen, da die Koevolution ihrer Beziehungen und Elemente komplex und nicht antizipierbar ist. Damit ist die Koevolution ein eindeutig nicht deterministischer Prozeß.1 4.2.7

Zusammenfassung

Die vorhergehenden Kapitel beschreiben die biologische Evolutionstheorie. Im Sinne dieser Theorie wird unter Evolution die Stammesentwicklung (Phylogenese) des gesamten Organismenreichs verstanden. Die Evolutionstheorie behauptet dabei, daß die gesamte Artenvielfalt aus einem Ursprung entstanden ist und sich im Verlauf ihrer Entwicklung in verschiedene Linien aufgespaltet hat. Scheinbar in Konkurrenz zur Evolutionstheorie stehende Theorien wie die der Genesis, des Kreationismus und des Transformismus konnten ad absurdum geführt werden. Darwins ursprüngliches Erklärungssystem für die Evolution basierte hauptsächlich auf dem Selektionsprinzip als Veränderungsmechanismus bzw. als Mechanismus für die individuelle Anpassung der Organismen. Die Weiterentwicklung der Darwinschen Theorie führte zum sogenannten Neodarwinismus, der Erkenntnisse aus der Genetik (Mendelsche Theorien) integrierte. Dabei wurde festgestellt, daß der geschlechtliche Fortpflanzungsprozeß auf Genebene, anders als in der Darwinschen Theorie angenommen, singulär und nicht mischend ist und in der Regel noch keine signifikanten Veränderungen hervorruft. Evolutorische Veränderungen werden vielmehr durch genetische Mutationen hervorgerufen. Aus weiteren Erkenntnissen der Molekularbiologie wurde gefolgert, daß ein Informationsfluß ausschließlich vom Genotyp zum Phänotyp erfolgt und dadurch den Organismus festlegt. Dieses Prinzip wird als zentrales Dogma der Molekularbiologie bezeichnet. Auf dieser Erkenntnisbasis und im Zuge der fortlaufenden Forschungen entstand die Moderne Synthese, welche die neodarwinistische Theorie ablöste und praktisch sämtliche biologische Disziplinen zur Wissenserweiterung einschloß. Die Moderne Synthese hebt stark auf den Selektionsmechanismus als Änderungs- und Adaptionsagent ab und identifiziert als maßgeblichen Veränderungsmechanismus die durch die Moderne Synthese festgestellte Mutation. Mit der weiteren Erkenntnisgewinnung in den Domänen der Genetik, der Molekularbiologie aber auch der Kybernetik und Systemtheorie wurde eine Erweiterung der Evolutionstheorie notwendig. Dies führte zum einen zur Systemtheorie von Riedl, die dem Organismus komplexen Systemcharakter zuweist, in welchem sowohl die aus der Modernen Synthese bekannte externe Selektion wirkt (von der Umwelt auf den Organismus), als auch die interne Selektion im Binnenmilieu des Organismus (im Sinne eines Rückkoppelungsmechanismus zwischen Organismus und Umwelt). Zum anderen entstand die Neutralitätstheorie von Kimura, die den genetischen Mutationen eine große Bedeutung zumißt. So sagt diese Theorie aus, daß die Mehrzahl der Veränderungen bzw. die Variabilität auf Molekularebene nicht durch die positive

1

vgl. Noorgard, R. (1995), S. 85

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Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

Darwinsche Selektion entstanden ist, sondern vielmehr durch die Zufallsfixierung selektiv neutraler oder beinahe neutraler Mutationen. Beide Theorien setzen die Moderne Synthese jedoch nicht außer Kraft, sondern bauen vielmehr auf deren Erkenntnisplattform auf. Eine Kontroverse entstand in bezug auf das Fortschreiten der Evolution. So stehen sich hier Gradualisten und Punktualisten gegenüber. Während die Gradualisten einen gradualistischen und vorwiegend gleichmäßigen Evolutionsverlauf unterstellen, betrachten die Punktualisten die Evolution als einen sprunghaften, makroevolutorischen Prozeß. Die Vertreter des punktualistischen Lagers geben als Ursache für ihre Theorie das vermutete Auftreten von Makromutationen an. Letztendlich ist jedoch auch der Punktualismus rein funktional affin zur Modernen Synthese, lediglich die evolutorische Bezugsgröße – die Population – wird als kleiner vorausgesetzt. Ein Evolutionsphänomen ist auch die Koevolution, welche für die evolutorische Beziehung zweier aneinander gebundener Formen steht und durch Koexistenz entsteht. Koexistenz wiederum bedingt in gewissem Umfang eine Kooperation der betreffenden Formen. Wandel in biologischer Form entsteht auch durch Koevolution. Diese wiederum generiert sich durch nicht deterministische positive Feedback-Prozesse mit den ihr verbundenen Sub- oder Parallelsystemen. Die Koevolution hat weiterhin stark systemischen Charakter.

4.3

Die kosmologische Evolution

Aufgrund des besseren Wissensstandes über die biologische Evolutionstheorie wurde diese im vorigen Kapitel zuerst behandelt.1 Diese Vorgehensweise erlaubt gleichzeitig, ein konsistentes Begriffssystem anzuwenden bzw. zu begründen. Die Regeln für die biologische Evolution sind jedoch von der kosmischen Evolution bestimmt worden, die chronologisch voransteht.2 Der Weg für die kosmologische Evolutionstheorie wurde letztlich frei durch Einsteins revolutionäre Einführung einer Gleichberechtigung und gegenseitigen Abhängigkeit von Raum und Zeit, mit der die Homogenität des Universums widerlegt und damit der Raum für eine evolutionäre Betrachtung des Kosmos und seiner Teile geschaffen wurde.3 Mit der Unterstellung einer evolutionären Entwicklungsweise des Kosmos werden Katastrophenszenarios, die die Entwicklung des Sonnensystems als (beinahe) ein-

1

Über die Entstehung des Kosmos liegen zwar durch Astrophysik und Kosmologie Kenntnisse und Annahmen vor, doch sind diese immer noch mit Unsicherheit behaftet. vgl. Laszlo, E. (1987), S. 111 3 vgl. Kühne, K. (1982), S. 1 2

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

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maligen Vorgang oder gar Unfall betrachten, aufgrund zahlreicher Inplausibilitäten als Entstehungsursache abgelehnt.1 Man nimmt im Zuge des evolutionären Entwicklungsverlaufs des Universums das Durchlaufen eines Phasenwechsels an. Es beginnt mit dem Anfangsstadium, bei dem vermutlich Raum und Zeit im Verhältnis zu Raum und Zeit anschließender Epochen bei Null liegt. In diesem Anfangsstadium werden vermutlich durch die Explosion aus einer Singularität mit unwahrscheinlich hohem Druck und hohen Temperaturen alle bekannten Bestandteile der Atomkerne und Atome gebildet. In dieser allerersten Phase, vor der 10-43 Sekunde, so wird weiterhin vermutet, bestimmt eine einheitliche Kraft alle Wechselwirkungen, die dann später in die bekannten universalen Kräfte wie Gravitation, Elektromagnetismus und nukleare Bindekräfte zerfällt.2 Der Anfangsphase folgt eine transistorische, chaotische Phase unbestimmter Dauer, in der sich Zufallsfluktuationen und Fluktuationsblasen bilden. Danach schließt sich ein kurzlebiger Expansionszustand von 10-33 Sekunden Dauer an, in dessen Verlauf eine der vorgebildeten Blasen nuklear wird und sich um einen Faktor von 1020-1050 ausdehnt. Schließlich stellt sich ein fortlaufend dynamischer regelhafter Zustand ein, der bis heute etwa 19 Milliarden Jahre angedauert hat und noch andauert. Bis zur gegenwärtigen Phase verdünnt und kühlt sich unser bekanntes Universum weiter ab und bringt Materie-Energie-Systeme hervor, die zunehmend gleichgewichtsferner sind. Dieser Entwicklungsprozeß gleicht in interessanter Weise dem Bifurkationsprozeß in ungleichgewichtigen Systemen, was ein fundamentales Merkmal der Evolution im allgemeinen – und damit auch im Kosmos – repräsentiert.3 Aus der Thermodynamik ist bekannt, daß dissipative Systeme im Lauf ihrer Entwikklung dazu tendieren, ein solches Muster von Bifurkationen auszuführen.4 Auch ergeben sich durch die Druck- und Temperaturänderungen während der Entstehungsphase des Kosmos neue Zustände und Ungleichgewichte, die eine Umkehr der abgelaufenen Prozesse unmöglich macht, was ein weiteres Kennzeichen der Evolution ist. Vor allem durch die Belege jüngerer Forschungen in der Kosmologie nimmt man an, daß das Universum bereits eine ähnliche Entwicklung durchlaufen hat, wie es die Evolution des Lebens tat, bei welcher es Hunderte von Millionen Jahre Erdevolution erforderte, bis sich schließlich aus einfachen einzelligen Lebensformen komplexe Organismen wie der Mensch bilden konnten.5

1

2

3 4

5

Die Katastrophentheorie unterstellt dabei einen Kometenzusammenstoß mit der Sonne, in dessen Folge die künftigen Planeten aus der Sonne herausgebrochen wurden. Im Rahmen dieses Ansatzes können aber die beinahe kreisförmigen Bewegungen der meisten Planeten um die Sonne nicht erklärt werden. (vgl. Wilhelm, F., 1987, S. 37 f.) Dieses Postulat stützt sich auf die jüngsten Erkenntnisse der Wissenschaft, insbesondere den Bereich der “SuperUmfassenden Einheitstheorien“ (SUETs), mit deren Hilfe alle im Kosmos festgestellten Kräfte und Wechselwirkungen zusammengefaßt werden. (Laszlo, E., 1987, S. 76) vgl. Laszlo, E. (1987), S. 79 f. Dabei versteht man unter dissipativen Systemen Systeme, die nicht zum thermodynamischen Gleichgewicht tendieren. Sie entwickeln eine komplexere und integralere Organisation durch Dissipation von mehr Energie. Während das Chaos in der Umgebung wächst, steigt die interne Selbstorganisation des Systems. Ökonomien können u. a. als dissipative Systeme verstanden werden. Die Entwicklung von dissipativen Systemen verläuft über Punkte der Instabilität, an denen neue Strukturen entstehen, die qualitativ verändert gegenüber den vorhergehenden Punkten sind. (vgl. Bruggink, J. und Gool, W. van, 1985, S. 141) Hier kann exemplarisch Gribbin angeführt werden, der untersucht hat, ob das Universum als “lebendiges Wesen“ betrachtet werden kann. (vgl. Gribbin, J., 1995, S. 238 ff.)

96

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

Nach der eingänglichen, ausschließlich prozessualen Beschreibung der Entstehung des Universums wird im folgenden die Entwicklung auf Teile- bzw. Materieebene untersucht. Dies ist essentiell im Hinblick auf die im nächsten Kapitel erfolgende Untersuchung der Charakteristika und Wirkungsmechanismen der kosmologischen Evolution. Wie bereits erläutert, entstand der Kosmos durch Expansion aus einer Singularität heraus. Während der ersten Phase dieses Prozesses setzte sich die Materie hauptsächlich aus hochenergetischer Strahlung zusammen. Aus dieser entwickelte sich die Gravitationskraft, die die Voraussetzungen für die kosmologische Evolution schuf – zusammen mit der Energie, die durch den anfänglich extrem hohen Erhitzungsgrad der Materie (Entropie) zur Verfügung stand und dem zu diesem Zeitpunkt sehr hohen Druck. So setzte sich die Materie in einer sehr frühen Anfangsphase zu gleichen Teilen aus Protonen, Elektronen und Neutrinos zusammen. Mit Abnahme der Temperatur und des Druckes entstanden im Laufe der Expansion weitere Elementarteilchen, z. B. reiner Wasserstoff. Im fortgesetzten Verlauf fand die Paarerzeugung von Elementarteilchen statt1, wofür aber immer noch eine Mindestenergie von über 10 Mrd. Grad notwendig war. Nach etwa drei Minuten bestand die Materie aus 30 Prozent Helium- und 70 Prozent Wasserstoffkernen. Mit Abnahme der Temperatur und Energie entstanden leichtere Elemente.2 Nach der ersten sehr kurzen, aber stürmischen Anfangsphase beim Aufbau des Universums bzw. beim Umwandlungsprozeß von Materie kam es zu keinen heftigen Kernreaktionen mehr. In der Epoche zwischen dem ersten Jahrtausend und einer Million Jahre verbanden sich geladene Partikel elektromagnetisch zu Atomen. Die zwischenzeitlich entstandenen Materie-Energie-Systeme begannen, sich zusammenzuziehen und Galaxien zu bilden. Bei weiterer Abkühlung des Universums bildete sich ein kosmisches Plasma (“Photonen-Plasma“), in dem durch die Rekombination bestimmter Elemente bei bestimmten Temperaturen und Drucken die Voraussetzungen für die Entstehung von Himmelskörpern geschaffen wurden. Die Sterne entstanden letztlich aus den bis zu diesem Zeitpunkt gebildeten Elementarteilchen, unter Beimischung der auch in einer sehr frühen Phase generierten gewöhnlichen Materie (Helium-III, Deuterium, Lithium).3 Zusammenfassend läßt sich konstatieren, daß nach dem heutigen Stand der Forschung die Grundbausteine für den Aufbau der Materie in der ersten Minute entstanden, dann − innerhalb einer Epoche von fünf Jahren − die Galaxien. Nach ca. 300.000 Jahren erfolgte die Atombildung, nach ca. 1 Milliarde Jahren die Sternenbildung. Im Verlauf der verschiedenen Generationen der Sterne4 entstand höherwertige Materie, wie etwa Eisen und Magnesium, die mitursächlich für die Entstehung des Lebens war.

1

So hat beispielsweise die Vereinigung von Neutronen und Protonen zu Heliumkernen stattgefunden. vgl. Nowikow, I. (1982), S. 110 ff. vgl. Nowikow, I. (1982), S. 110 ff. 4 Nach einer bestimmten Zeit kollabieren ältere Sterne und expandieren zu Supernovas oder stürzen in schwarze Löcher zusammen. Durch diesen Prozeß wird die stellare und interstellare Materie irreversibel mit schweren Elementen angereichert bis hin zu organischen Molekülen. Der Schauplatz für das Entstehen von noch stärker durchstrukturierten MaterieEnergie-Systemen ist mit der nachfolgenden Generation entstehender Sterne geschaffen. (vgl. Laszlo, E., 1987, S. 80 ff.) 2 3

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

97

Dieser kurze Abriß der Evolution der Materie zeigt, daß diese einem einfachen und fundamentalen Gesetz folgt: Energie wird irreversibel aus Strahlung in Materie transferiert.1 Die Evolution der Materie im Universum ist dadurch gesichert, daß sich aus einem ungleichgewichtigen kosmischen Raum-Zeit-Feld heraus Materie-Energie-Systeme im dritten Zustand entwickeln, die zunehmend negentropisch sind, d. h. komplexer und dynamischer, und damit weiter entfernt vom thermischen und chemischen Gleichgewichtszustand. Mit der kosmologischen Evolution fand auch eine chemische Evolution statt, in deren Verlauf molekulare Strukturen entstanden, die wiederum als Basis für die Entstehung lebender Systeme zu betrachten sind. So wird angenommen, daß innerhalb des letztgenannten Phasenprozesses, bezogen auf die Erdentwicklung, in einem noch sauerstoffreien Stadium durch kurzwellige UV-Strahlung diverse organische Stoffe wie etwa Aminosäuren entstanden sind. Die Lösung dieser Stoffe wird dabei als Ursuppe bezeichnet. In dieser Ursuppe reagierten die diversen organischen Stoffe zu Aggregaten und über weitere Vorstufen schließlich zu makromolekularen Strukturen wie Proteinen und Nucleinsäuren und bildeten so den Grundstock für die biologische Evolution.2 Eine derartige Entwicklung − von Molekülen zu Zellen und Bio-Systemen, welche die Eigenschaften der Lebensfähigkeit sowie der Selbstreproduktion inkorporieren − kann mit dem von Eigen dargelegten Konzept der materiellen Selbstorganisation, das auf dem sogenannten Modell des Hyperzyklus basiert, nachempfunden werden. Der Hyperzyklus ist zur Zeit das am besten belegte Modell für die Entwicklung des Lebens. Er unterstreicht das Entstehen bzw. die Möglichkeit der Entstehung selbstreproduzierender Systeme und impliziert, daß die Biogenese ein Selbstorganisationsvorgang ist.3 Dieser Prozeß liegt unter bestimmten (physikalisch-chemischen) Randbedingungen in den Eigenschaften der Materie. Dies konnte auch experimentell nachgewiesen werden. Mit dem Modell des Hyperzyklus kann der Plausibilitätsnachweis erbracht werden, daß die Biogenese ein autokatalytischer Prozeß gewesen ist, der das Grundprinzip der Entstehung neuer Systeme in der Evolution durchscheinen läßt: die Integration von einfachen Materieelementen (etwa Nucleinsäuren) in höhergeordnete komplexere Systeme (z. B. Proteine), die sich wiederum in komplexeren Systemen manifestieren (Organismen), die hierarchisch geschaltet sind und dabei eine relativ höhere Stabilität aufweisen sowie neue Systemgesetzlichkeiten inkorporieren.4 Alle naturwissenschaftlichen Indizien sprechen für einen durch universelle Selbstorganisationsprozesse abgelaufenen Transformationsprozeß von unbelebter zu lebendiger Materie. Sie schließen damit die Lücke zwischen beiden, wobei nicht jedes lebende System auf physikalisch-chemische Gesetzlichkeiten reduziert werden darf,

1

vgl. Laszlo, E. (1987), S. 86 vgl. Wuketits, F. (1989), S. 63 Zur genauen Erklärung des Hyperzyklus vgl. Eigen, M. und Winkler, R. (1996), S. 260 ff. 4 vgl. Wuketits, F. (1989), S. 65 f. 2 3

98

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

da dieses letzten Endes natürlich noch spezifische biologische Eigengesetzlichkeiten beinhaltet.1 Von wissenschaftlicher Seite wird resümiert, daß die Entwicklung des Kosmos den Abläufen der Evolution ähnlich ist, aber nicht absolut identisch.2 Eine genauere Analyse dieses Prozesses erfolgt in Kapitel 5. Mit dem unter Kapitel 4.3. erfolgten kurzen Abriß können aber bereits gewisse Analogien zur biologischen Evolution konstatiert werden.

4.4

Die soziokulturelle Evolution

Gemäß der nach Abbildung 8 postulierten Hypothese leiten sich die Regeln, Abläufe und Strukturen der biologischen Evolution auch aus der kosmologischen Evolution ab. Die biologische Evolution wiederum determiniert die Entwicklung der soziokulturellen Evolution – letztendlich durch ihr finales Produkt der menschlichen Spezies. Die Gesellschaft wird als System definiert, das sich aus Gruppen von Menschen konstituiert, die in einem bestimmten Beziehungsverhältnis zueinander stehen.3 Eine menschliche Gesellschaft ist weder ein natürliches noch ein künstliches System, sie ist vielmehr das Ergebnis menschlichen Handelns und Zusammenwirkens. Die Beziehungsgeflechte, welche die Menschen zu Nationen, Staaten etc. vereinen, können nicht bewußt geplant werden. Die Gesellschaft ist damit ein besonderer Typus eines dynamischen Systems, welches aus Menschen besteht und aus ihrem Verhalten hervorgeht − dies aber nicht aufgrund ihrer Planung oder ihres bewußten Handelns. Die Gesellschaft ist auch ein dynamisches, aber verhältnismäßig einfaches und unausgereiftes menschliches Suprasystem, dessen Entwicklung scheinbar keine Regelhaftigkeit aufweist. Betrachtet man jedoch einen entsprechend großen Querschnitt der historischen Entwicklung, dann kann man im Ablauf der Geschichte allgemeine Grundmuster und vorherrschende Tendenzen erkennen. Ob diese Grundmuster evolutionären Charakter haben, ist insbesondere Betrachtungsgegenstand von Kapitel 5. Vorläufig kann wegen des die Gesellschaften konstituierenden Evolutionssubjekts “Mensch“ angenommen werden, daß menschliche Sozietäten gewissen evolutionären Grundmustern und damit auch einer gewissen Regelhaftigkeit folgen. Dies bedeutet, daß sie der fundamentalen Dynamik der Erhaltung und Transformation von Systemen im dritten Zustand4 gehorchen; aber nur in einem Umfang, der von 1

vgl. Wuketits, F. (1989), S. 66 vgl. Wilhelm, F. (1987), S. 13 ff. vgl. Laszlo, E. (1987), S. 113 4 Systeme in der realen Welt befinden sich immer in einem von drei möglichen Zuständen. Beim ersten möglichen Zustand befindet sich ein System im Gleichgewicht, d. h. Energie- und Materialflüsse sowie Temperatur- und Massendifferentiale sind beendet bzw. treten nicht auf. Der zweite Zustand charakterisiert Systeme, die sich nahezu im Gleichgewicht befinden und bei welchen kleine Temperatur- und Massendifferentiale auftreten. Insgesamt tendieren aber Systeme im zweiten Zustand zum Gleichgewicht, sobald die Faktoren, die sie im Ungleichgewicht halten, verschwinden. Anders als bei den erstgenannten Systemen handelt es sich bei Systemen im dritten Zustand um ungleichgewichtige dynamische Systeme, welche die Eigenschaft haben, daß sie sich auf thermodynamischen, gleichgewichtsfernen Organisationsebenen befinden, wo Strukturen nur durch die Reproduktion der Komponenten und die Replikation der gesamten Struktur erhalten werden können und auch der Destabilisierung und Bifurkation unterworfen sind. (vgl. Laszlo, E., 1987, S. 36 ff.) 2 3

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

99

den in der Population inkorporierten Werten, Glaubensvorstellungen, Gepflogenheiten generiert wurde.1 Die Eigenschaften von Systemen im dritten Zustand (Ungleichgewichtigkeit, Dynamik, Bifurkation, Autopoiese) schaffen die Voraussetzungen für sich evolutionär entwickelnde Strukturen. Insbesondere mit der Eigenschaft der Reproduktion von Systemen im dritten Zustand – nicht zuletzt durch den sich reproduzierenden Mensch − weisen Gesellschaften autopoietische Eigenschaften auf, die sich durch einen Energiefluß sowie autokatalytische und wechselseitig katalytische Reaktionen erhalten.2 Die Gesellschaft ist weiterhin ein selbstevolvierendes System, d. h. sie kann mit den genannten Eigenschaften und Fähigkeiten nach kritischen Störungen alternative Ruhezustände einnehmen.3 Die relative Einfachheit soziokultureller Systeme steht im Einklang mit allgemeinen evolutionären Trends, denn Systeme auf höherer Organisationsebene sind anfänglich immer einfacher als die Systeme, aus denen sie bestehen (“System Mensch“).4 Dies entspricht dem allgemeinen evolutionären Konvergenzprinzip in der Biologie und erklärt den Aufstieg der Evolution zu höheren Organisationsebenen mit der anfänglichen Vereinfachung, aber letztlich größeren Komplexitätsfähigkeit der Struktur. Die Simplifizierung der Systemstruktur eröffnet enorme Möglichkeiten für eine Steigerung des Komplexitätsgrades. So wird bei der Biologie die Entwicklung des Genus Homo zu einer höheren Komplexität in Millionen von Jahren gerechnet, während die soziokulturellen Systeme noch relativ jung sind und damit noch über bedeutendes Komplexierungspotential verfügen. Jedoch, so muß noch angefügt werden, verläuft deren Evolutionsrate wesentlich schneller als die der biologischen Evolution. Mit der im Laufe der Zeit zunehmenden Komplexität geht auch eine Mehraufnahme des Energiepotentials einher, welches das System umhüllt.5 Dies entspricht der fortschreitenden Selbstorganisation in natürlichen Systemen in bezug auf die qualitative und quantitative Aufnahme, Speicherung und Nutzung freier Energiepotentiale.6 Menschliche Gesellschaften neigen, wie alle natürlichen Systeme, zu quantitativem Wachstum und zur Entwicklung immer komplexerer Beziehungen7 zwischen ihren verschiedenen Komponenten sowie zur Schaffung umfangreicher und flexibler Formen der Kommunikation zwischen ihnen. Sie entsprechen damit einem weiteren Merkmal sich evolutionär entwickelnder Systeme. Auch ist der historische Verlauf der gesellschaftlichen Entwicklung durch eine diskontinuierliche und nichtlineare Entwicklung geprägt, dem Kennzeichen gleichgewichtsferner Systeme, und entspricht somit einem weiteren Merkmal von Systemen im dritten Zustand. Interessant ist die Verbindung der gesellschaftlichen Entwicklungsformen mit der Entwicklung technologischer Formen. So waren die Formen der historischen Gesellschaftsentwicklung wie etwa die agrarische, agrikulturelle, vorindustrielle, industrielle (Handwerke und Manufakturen) und postindustrielle (Informations- und Kommunika1 2 3 4 5 6 7

vgl. Laszlo, E. (1987), S. 110 ff. Zu katalytischen und autokatalytischen Reaktionen vgl. ebenda, (1987); Jantsch, E. (1979). Hier kann die Regeneration nach Umweltkatastrophen (z. B. Erdbeben) als Beispiel angeführt werden. vgl. Laszlo, E. (1987), S. 114 f. So geht mit der soziokulturellen Evolution die Einführung zunehmend energieintensiver Technologien einher. vgl. Laszlo, E. (1987), S. 130 f. Hier kann als Beispiel die Entwicklung von der einfachen Dorfgemeinschaft zum komplexen, durch Institutionen, Gesetze, Regeln etc. definierten Nationalstaat angeführt werden.

100

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

tionssysteme) Gesellschaft stets auch das Produkt ihrer epochalen technologischen Möglichkeiten. So behauptet etwa Laszlo, daß die Entwicklung der Gesellschaft entlang einer Evolutionslinie primär durch Technik ausgelöst wurde und damit die Technologie als Agens gesellschaftlicher Veränderung betrachtet werden kann.1 Ob sich die soziokulturelle Evolution nach den im Rahmen der Analyse der biologischen Entwicklungsprozesse festgestellten Regeln und Abläufe fortschreibt, soll in Kapitel 5 diskutiert werden. Jedoch kann anhand der festgestellten Wesensmerkmale bereits hier eine Ähnlichkeit zu einem evolutionären Prozeß festgestellt werden, nimmt man die biologische Evolution und deren Wesen als Referenz.

4.5

Zusammenfassung

Die vorherigen Abschnitte hatten zum Ziel, die Evolution, zunächst auf seiten der Biologie, als Realphänomen zu bestätigen und bereits gewisse Eigentümlichkeiten bzw. Charakteristika festzustellen. Nach Ausschluß anderer, theoretisch denkbarer Schöpfungstheorien kann die Evolutionstheorie nach Darwin und deren Erweiterung bis zur Modernen Synthetischen Theorie als gültig im Hinblick auf die Erklärung der Entstehung des Lebens deklariert werden. Zugleich machen die jüngeren Erkenntnisse aus der Molekularbiologie und der Systemtheorie eine Erweiterung der Modernen Synthetischen Theorie notwendig. Mit der Neutralitätstheorie von Kimura wird der Mutation eine verstärkte Bedeutung zugewiesen, während nach der Systemtheorie von Riedl neben der klassischen externen Selektion auch der internen Milieuselektion ein größerer Stellenwert zugeordnet werden muß. Das in der darwinistischen Theorielinie unterstellte graduelle Fortschreiten der Evolution wird vereinzelt durch die Paläontologie angezweifelt. Diese unterstellt ein quasi punktualistisches Entwicklungsmuster der Evolution mit Phasen der Stasis. Eine Voraussetzung für eine solche Entwicklung sind Makroevolutionen oder auch Speziationen. Diese werden zwar von wissenschaftlicher Seite nicht ausgeschlossen, nur wird deren Auftreten als äußerst selten vermutet. Insgesamt gefährden jedoch auch punktualistische Phänomene den Bestand der klassischen Evolutionstheorie nicht, da diese Phänomene sich letztendlich auch den Mechanismen der Modernen Synthetischen Evolutionstheorie (z. B. Variationsmechanismen wie Selektion oder Gendrift) bedienen. Auch koevolutionäre Entwicklungen lassen sich mit dem Instrumentarium der modernen Evolutionstheorie erklären und stehen damit nicht mit ihr im Widerspruch. Die Koevolution ist auch kein allein auf die Biologie bezogenes Phänomen. Vielmehr läßt sich die Koevolution auch auf die Gesellschaftsentwicklung anwenden, die in Abhängigkeit von Werten, Glauben, Artefakten und Kunstformen als quasi Subsysteme ver1

vgl. Laszlo, E. (1987), S. 126

Grundlagen der Evolution und evolutorischer Prozesse

101

läuft.1 Auch die kosmologische Entwicklung kann als koevolutionäres Phänomen aufgefaßt werden.2 Die biologische Evolution als Domäne mit dem weitreichendsten wissenschaftlichen Erkenntnisstand wird in Kapitel 5 im Detail mit den Bereichen der kosmologischen und soziokulturellen Evolution verglichen. Ziel ist die Findung von gemeinsamen Strukturen sowie Charakteristiken im Sinne eines allgemeingültigen evolutorischen Konzepts nach dem Motto "was kennzeichnet einen evolutorischen Entwicklungsprozeß bzw. wann gilt ein solcher als evolutorisch?". Auf rudimentärer Ebene wurden bereits in den letzten beiden Teilkapiteln in Ansätzen Identitäten in den genannten Disziplinen mit der biologischen Evolution angesprochen, so daß vermutet werden kann, hier weitreichendere Übereinstimmungen zu entdecken. Dies war eine notwendige Voraussetzung für eine Weiterverfolgung des Themas im Sinne der Findung der gemeinsamen Struktur in Kapitel 5.

1 2

vgl. Noorgard, R. (1995), S. 90 vgl. ebenda, S. 92 ff.

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

5.

103

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

5. 1. Determination eines Nachweisschemas Nachfolgend geht es um den Nachweis des evolutorischen Wesens bzw. Verlaufs des technischen Wandels. Hierzu wird zunächst durch weitergehende Untersuchungen der bereits gefundenen Merkmals- und Strukturübereinstimmungen zwischen biologischer, kosmologischer und soziologischer Evolution (siehe Kapitel 4) das finale Wesen bzw. die Struktur einer evolutionären Entwicklung im allgemeinen Sinne erarbeitet. Anschließend wird versucht, den so gefundenen allgemeingültigen evolutorischen Merkmals- und Strukturrahmen auf den Bereich des technischen Wandels anzuwenden; d. h. auf Übeinstimmung zu untersuchen. Kann im Ergebnis eine überwiegende Identität mit Hilfe dieses Nachweisschemas festgestellt werden, so gilt der technische Wandel als evolutorisch. Das Ausmaß dieser Übereinstimmung ist aber auf jeden Fall kritisch zu überprüfen. Im einzelnen werden zur Entwickung dieses Nachweisschemas hauptsächlich 6 Arbeitsschritte durchlaufen1: 1) Überprüfung, inwieweit eine Ursprungstransformation bei jeder der drei Disziplinen stattgefunden hat; 2) Identifikation der Verlaufsmuster bei der biologischen Evolution und Vergleich mit der kosmologischen und der soziologischen Evolution; 3) Feststellung Hauptwirkungsmechanismen der biologischen Evolution und Vergleich mit den beiden anderen Evolutionsdomänen; 4) Identifikation der Merkmale des evolutionären Prozesses im Bereich der Biologie und Vergleich mit den Merkmalen der gesellschaftlichen und kosmologischen Entwicklung; 5) Feststellung der Preliminarien für das Entstehen eines evolutorischen Prozesses anhand der Biologie und Vergleich sowie Überprüfung dieser Voraussetzungen mit den beiden anderen Disziplinen; 6) Beschreibung eines allgemeinen Funktionsschemas für die jeweilige Domäne. Damit werden Ursprungstransformation, Verlaufsmuster (in den folgenden Abschnitten unter "Ablaufformen und Gesetzmäßigkeiten" angeführt), Hauptwirkungsmechanismen (in den folgenden Abschnitten unter "Triebkräfte und Wirkungsmechanismen" angeführt), Voraussetzungen, Merkmale (in den folgenden Abschnitten unter "Merkmale und Kennzeichen" angeführt) sowie der Funktionsverlauf zu Prüfkriterien für einen evolutorischen Prozeß erhoben.

1

Die Vorgehensweise basiert hierbei auf einem definitorischen, auf den Bereich der biologischen Evolution bezogenen Startpunkt, der in Kapitel 5.2. nochmals dargestellt wird.

104

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

Obwohl vom chronologischen Ablauf her die biologische Evolution nicht als erstes erfolgte, wird diese Domäne als erste behandelt und gleichzeitig als Referenzmodell für die Überprüfung der kosmologischen und gesellschaftlichen Entwicklung angewandt, da sie im Vergleich über den fundiertesten und wissenschaftlich abgesichertsten Erkenntnisstand verfügt. Damit kann eine geeignete Vorgehensweise zur Findung eines Strukturschemas sichergestellt werden. Nachstehender Prozeßverlauf reflektiert die detaillierte Vorgehensweise bei der Erarbeitung des Verifikationsschemas für die Untersuchung evolutionärer Prozesse. Übersicht 2: Nachweisschema zum evolutorischen Wesen des technischen Wandels

Quelle: eigene Darstellung

Wie unter den Punkten 1-6 bereits genannt, wird zunächst anhand des ReferenzStandards der biologischen Evolution eine sechsstufige Feststellung von evolutorischen Charakteristiken erarbeitet. Nach der Identifikation der diversen Punkte werden diese auf Übereinstimmung bzw. WesensgIeichheit mit der Entwicklung der Materie und der Gesellschaft verglichen. Ergibt sich anhand dieses Prozesses eine weitreichendere Übereinstimmung in den sechs Prüffeldern, dann kann quasi von einer allgemeingültigen Evolutionseigenschaft bzw. -charakteristik gesprochen werden. Das in den drei Kernfeldern erarbeitete Nachweisschema für evolutorische Entwikklungen wird dann mit den gleichen Stufen auf die Technikgenese angewandt, dabei werden aber noch Spezifika des technischen Wandels berücksichtigt bzw. herausgestellt. Zuvor wird im Bereich der Technikgenese aber noch eruiert, inwieweit ein simpler Analogievergleich mit der Biologie einen Erkenntniszuwachs erbringt.

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Insgesamt soll hier mit dieser Vorgehensweise sichergestellt werden, daß nicht − wie in der Ökonomie oftmals üblich − eine evolutorische Theorie unter Hinweis auf die biologische Evolutionstheorie umschrieben wird. Ziel ist vielmehr die Erarbeitung des Kerns eines allgemeinen Evolutionsparadigmas, der alle evolutionären Theorien kennzeichnet und der interdisziplinär auch den technischen Wandel einschließt.

5. 2. Die Disziplin der biologischen Evolution Für das weitere Vorgehen muß nun als Ausgangspunkt eine Arbeitsdefinition für den Begriff der biologischen Evolution erstellt werden. Aus dieser leiten sich als Beweis der Evolution die diversen Nachweisstufen ab, die dann auch auf die Evolution der Materie und die soziokulturelle Evolution angewandt werden. Als Arbeitsdefinition wird eine Beschreibung gewählt, die auf den in Kapitel 4 erarbeiteten Erkenntnissen fußt: Evolution ist eine prozeßhafte (Verlaufs-)Entwicklung, die, ausgehend von einem Ursprungspunkt, eine Artänderung und die Aufspaltung in mehrere Arten (Artenvielfalt) bewirkt. Als Prozeßergebnis wird eine Anpassung an Umweltveränderungen und Fortschritt – im Sinne von Höherentwicklung – erzielt. Diese Gesamtentwicklung bezieht sich dabei nicht auf das ontogenetische, sondern auf das phylogenetische Niveau, d. h. auf die Ebene der Gesamtpopulation. In diesem Kontext gilt es zunächst zu zeigen, daß in der biologischen Evolution eine Ursprungstransformation stattgefunden hat. Im weiteren Verlauf erfolgt, wie auch in der vorgehenden Abbildung gezeigt, die Feststellung von Gesetzmäßigkeiten, Triebkräften und Merkmalen eines evolutionären Prozesses. 5. 2.1. Ursprungstransformation Die Entwicklung aus einem Ursprungspunkt ist zentrales Merkmal der biologischen Evolution und damit eine implizite Voraussetzung für die Weiterverfolgung der Evolutionsthematik und Basis zum Aufbau des weiteren Untersuchungsschemas. Wie bereits gezeigt1, hat in der biologischen Evolution eine Ursprungstransformation stattgefunden. Dies konnte durch den Ausschluß der Konzepte des Kreationismus und Transformismus dargelegt werden. 5. 2.2. Feststellung der Ablaufformen und Gesetzmäßigkeiten Dieser Abschnitt gibt gleichzeitig Antwort auf die zweite, in Kapitel 4 formulierte Grundfrage der Evolution: Wie verlief der evolutorische Wandel im Detail – und gibt es letztendlich bestimmte Gesetzmäßigkeiten in seinem Ablauf? Organismen entwickeln sich nach bestimmten Gesetzen. Die bedeutendsten sollen im folgenden kurz aufgezeigt werden. Die Regelhaftigkeit wird vor dem Hintergrund

1

vgl. Kap. 4.2.2.

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der zweiphasigen Entwicklung der Organismen − Kladogenese und Anagenese − betrachtet.1 • Stammesverzweigung und Spezialisierung Die Kladogenese vieler Stammesarten läuft nach dem mehrphasigen Muster der Formenaufspaltung, Spezialisierung, Überspezialisierung, Degeneration und Aussterbung ab.2 • Funktionsänderung, Substitution und Prädisposition Organe sind im Zuge der Stammesverzweigung in der Lage, ihre Funktion zu variieren.3 Das Phänomen der Substitution bedeutet, daß grundsätzliche Funktionen bestehen bleiben, aber in deren Ausübung ein Wechsel vollzogen wird.4 Unter Prädisposition ist die Fähigkeit eines Lebewesens gemeint, in andere Lebensräume bzw. Umweltbedingungen überzuwechseln.5 • Synorganisation und Koadaption Unter Synorganisation ist die biologisch zweckvolle Korrelation von Einzelmerkmalen bzw. Strukturen und Funktionen eines Organismus zu verstehen, während die Koadaption für den permanenten Abstimmungsprozeß mit der Umwelt steht, der dann letztlich die synorganisierte Konstruktion determiniert.6 • Orthogenese und Trend Beide Begriffe beschäftigen sich mit der Frage, inwieweit die Evolution bzw. die phylogenetische Entwicklung gerichtet verläuft. Dabei impliziert die Orthogenese eine gesetzmäßige Direktionalität der Evolution, während der Trend eher als eine Art Richtungssinn verstanden werden muß. Die Evolution wird oftmals als gerichteter Vorgang im Sinne einer Orthoevolution deklariert, wofür Beispiele wie etwa die Pferdereihe herangezogen werden.7 Bei genauerer Untersuchung bleibt jedoch festzustellen, daß auch solche Stammeslinien viele Seitenzweige generieren und somit eine evolutionäre Gesetzmäßigkeit auszuscheiden scheint. Die Orthogenese ist im Ergebnis eher einer trendhaften Entwicklung zuzuordnen, deren Ursachen in einer im Darwinschen Sinne definierten Selektion zu finden sind. So zeigt sich, daß evolutionär gerichtete Veränderungen, die einmal begonnen haben, sich über lange Zeit − trendartige Veränderungen dauern in der Regel 106 bis 107 Jahre − fortzusetzen pflegen.8

1 2 3 4 5 6

7

8

Unter der Kladogenese bzw. Stammesverzweigung soll die Entwicklung verstanden werden, die in der Folge die Artenvielfalt entstehen läßt. Die Anagenese steht für die Höherentwicklung des Stammes an sich. (vgl. Wuketits, F., 1989, S. 87) vgl. Wuketits, F. (1989), S. 87 ff. Hier können als Beispiel die Extremitäten der Wirbeltiere angeführt werden, bei welchen eine Entwicklung über Brustflossen und Flügel hin zu Vorderbeinen stattfand. (vgl. Wuketits, F., 1989, S. 95) So wurde z. B. bei den Wirbeltieren das “Rückenskelett“ durch die vom Darm entwickelte Rückensaite gebildet. Diese wurde aber im Laufe der Evolution durch die Wirbelsäule substituiert. (vgl. ebenda, S. 97) vgl. ebenda, S. 98 Vom Begriff der Koadaption ist der Begriff der Koevolution zu unterscheiden, der für das Miteinander zweier Organismengruppen völlig verschiedenen Ursprungs steht. Ein Beispiel hierfür ist der Zusammenhang zwischen der Entwicklung von bestimmten Pflanzenarten und der Phylogenese der spezifischen Insekten. (vgl. ebenda, S. 99) Die Pferdereihe beschreibt die evolutorische Entwicklung vom Urpferd bis zur neuzeitlichen Pferdeform, die in erster Linie durch eine gesetzmäßige Körpergrößensteigerung charakterisiert zu sein scheint. Dieses Phänomen ist Inhalt der Copeschen Regel. (vgl. Wuketits, F., 1989, S. 102) vgl. Simpson, G. (1953), S. 268 ff.

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• Die biogenetische Regel Hinter der biogenetischen Regel steht das sogenannte biogenetische Grundgesetz von Ernst Haeckl, nach der die Ontogenese eine kurze, rasch ablaufende Rekapitulation der Phylogenese ist.1 Die Regel unterstellt die Idee einer Stufenleiter, bei welcher der Organismus im Zuge seiner Ontogenese, angefangen bei der Embryonalentwicklung, alle unter seinem Entwicklungsniveau von seinen adulten Vorfahren realisierten Entwicklungsniveaus durchläuft.2 • Höherentwicklung mit bestimmten Gesetzlichkeiten Die Evolution des Lebendigen unterliegt, wie dies schon Karl Popper formuliert hat, keinem “universellen Gesetz“3, da sie letztlich ein einmaliger historischer Prozeß ist. Dennoch unterliegt die Evolution gewissen Gesetzlichkeiten bzw. sind ihr bestimmte Naturgesetze inhärent. Ein solches, in Konturen erkennbares Prinzip, das zwar als Regel gilt, aber dennoch Ausnahmen zuläßt, ist der Entwicklungsprozeß von einfachen zu komplexen Systemen in der Evolution, d. h. zu immer höher organisierten Lebewesen, sowohl in struktureller als auch in funktioneller Hinsicht. Damit folgt die Evolution dem allgemeinen Konvergenzprinzip. Mit der Höherentwicklung geht in gleichem Maße eine Zunahme des Ordnungsgrades einher. Diese Höherentwicklung, die Anagenese, ist speziell in der Evolution des Lebendigen durch mehrere Gesetzlichkeiten gekennzeichnet, von welchen die bedeutendsten nachfolgend angeführt werden: 1) Eine Zunahme der Komplikation, d. h. des Differenzierungsgrades der Lebewesen bzw. Organismen wie beispielsweise die Differenzierung von Organen. 2) Eine fortschreitende Rationalisierung von Strukturen und Funktionen, die auch als Arbeitsteilung deklariert werden kann und die insgesamt eine Leistungssteigerung ermöglicht.4 3) Die Körpergrößenzunahme, die durch die bereits erwähnte Copesche Regel ausgedrückt wird. 4) Eine Umwelterweiterung, die für eine stetig zunehmende Ausdehnung der Lebensräume steht, ausgehend vom Meer über eine terrestrische Eroberung bis hin zu einer “Bevölkerung“ des Luftraumes und damit einhergehend auch die “Durchquerung“ aller existenten geographischen und klimatischen Regionen.5 Abschließend ist zu bemerken, daß diese Auflistung keinen Anspruch auf Vollständigkeit erheben kann, jedoch werden mit der dargestellten Charakterisierung die Voraussetzungen für den später folgenden interdisziplinären Vergleich geschaffen.

1

vgl. Starck, D. (1978), S. 23 f. vgl. Wuketits, F. (1989), S. 108 ff. Zur Popperschen Sichtweise der Evolution vgl. Popper, K. (1960). 4 Hier kann auf die zunehmende Integration von Struktur- und Funktionsteilen des Organismus verwiesen werden, wodurch Leistungen auf mehrere Strukturkomponenten verteilt werden. Ein Beispiel hierfür ist die Reduzierung der Anzahl der Schädelknochen beim Menschen im Laufe seiner Entwicklung. (vgl. Wuketits, F., 1989, S. 115) 5 vgl. ebenda, S. 113 ff. 2 3

108

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5. 2.3. Feststellung der Antriebskräfte und Wirkungsmechanismen der Evolution Dieser Abschnitt hat die Findung einer befriedigenden kausalen Erklärung für das biologische Evolutionsgeschehen zum Ziel und basiert auf der in Kapitel 4 formulierten essentiellen dritten Grundfrage der Evolution: Welche Mechanismen liegen dem Evolutionsgeschehen zugrunde, was sind die Antriebskäfte der Evolution bzw. die Evolutionsfaktoren? Zunächst werden dafür, vor dem Hintergrund der am weitesten gediehenen Evolutionstheorie, der Synthetischen Theorie, die Evolutionsfaktoren erklärt. Die Identifikation dieser Faktoren oder auch Mechanismen ermöglicht die Beantwortung der Kernfrage der Evolutionstheorie, nämlich die nach der Entstehung der Arten. Zunächst werden jedoch einige, für eine kausale Erklärung des Evolutionsgeschehens unerläßliche Ergebnisse der Evolutionsgenetik in Umrissen aufgezeigt. Grundsätzlich spielen bei der Evolution nur erbliche Eigenschaften als “Material“ eine Rolle. Nicht erbliche Eigenschaften, die für eine Quasi-Evolution aufgrund einer gewissen Anpassungsfähigkeit bzw. Reaktionsfähigkeit eines Organismus stehen und zu individuellen Modifikationen führen, sind für die Evolution im genannten Bedeutungszusammenhang irrelevant, da diese keinen Einfluß auf die Nachfolgegeneration ausüben.1 Die substantiellen erblichen Eigenschaften eines Lebewesens sind in den Genen auf den Chromosomen lokalisiert.2 Eine Vielzahl von Chromosomen (46) konstituiert wiederum den Zellkern innerhalb der Zelle.3 Die Gene enthalten das grundlegende Kopiermaterial für die gesamten irdischen Organismen. Sie setzen sich aus Bruchstücken des "Lebensmoleküls" DNS zusammen, welche wiederum aus kleinen Molekülen, den Nucleotiden, bestehen. Die Nucleotide werden grundsätzlich aus DNSBasen gebildet, die in vier Formen, nämlich Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin auftreten.4 Diese vier Basen stellen ein vierbuchstabiges Alphabet dar, dessen Bausteine bei jedem Lebewesen identisch sind − lediglich die Reihenfolge der Bausteine ist unterschiedlich. Die Nucleotide übertragen ihre Informationen an chemische Botenstoffe. In der Folge wird das DNS-Alphabet mechanisch in das Alphabet der Aminosäuren übersetzt, die schließlich den Bau von Eiweißmolekülen bzw. Proteinen realisieren.5

1

vgl. Wuketits, F. (1989), S. 120 f. vgl. Timofeeff-Dessovsky, N. u. a. (1975), S. 25 Die 46 Chromosomen des Menschen bestehen aus 23 Chromosomenpaaren, aber nur ein Gen in jedem Paar gekoppelter Chromosomen wird für die Fortpflanzung verwendet. Hier besteht die Möglichkeit der Kombination von Genen, welche die geschlechtliche Vermehrung zuläßt. Veranschaulichend kann ein Chromosom als Buch, die Gene als Seiten des Buches betrachtet werden, die z. B. die Augenfarbe bestimmen. Bei den spezifischen Ausprägungen bestimmter austauschbarer (Alternativ-) Gene (z. B. für Augenfarbe blau oder braun) handelt es sich um die Allele. (vgl. Wuketits, F., 1989, S. 121 f.; Gribbin, J., 1995, S. 61 ff.) 4 Jede DNS hat die Doppelhelix-Struktur aus zwei Nukleotid-Sequenzen. Jede Sequenz besteht aus vielen Kopien der vier chemischen Grundbausteine der DNS. Die vier Bausteine treten in den Genen und Chromosomen in unterschiedlichen Anordnungen auf. 5 Die Funktion der Proteine besteht hauptsächlich im Aufbau von Zellstrukturen und der Katalysation wesentlicher chemischer Reaktionen des Organismus. Die vorherrschenden Nucleinsäuren DNS und RNS steuern die Strukturidentität und Konstanz der jeweiligen organismusspezifischen Proteine und sind damit im chemischen Sinne für das Erbgeschehen und letztendlich die Ontogenese verantwortlich. Die DNS codiert darüber hinaus mit Hilfe der RNS die Synthese von Eiweißen in den Zellen. (vgl. Wuketits, F., 1989, S. 58 f.) 2 3

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Den Genen fällt die zentrale Aufgabe der Selbstreplikation zu sowie die Überwachung der Proteinherstellung im Zuge der Replikation. Die Gene bestimmen letztendlich die Ontogenese, die Ausformung eines Individuums im Zuge der Keimentwikklung im Sinne eines Programms.1 Die Gesamtzahl aller Gene definiert den Genotypus. 5. 2.3.1. Evolutionsfaktoren Im folgenden werden die für die Evolution grundsätzlich verantwortlichen Faktoren kurz geschildert. 1. Variationsmechanismen Nachfolgende Mechanismen führen zu einer Erhöhung der Variabilität des Genpools. Rekombination Geschlechtliche Vermehrung ist das probateste Mittel, genetische Informationen in einer Vielzahl von Arten in einer neuen und sich verändernden Umwelt zu verbreiten, d. h. zwischen Lebewesen auszutauschen. Dieser Vorgang wird auch als Rekombination bezeichnet. Die Rekombination bricht gekoppelte Gensätze2 auf, durchmischt den Genpool und erhöht dadurch die Wahrscheinlichkeit, daß die im selektionsspezifischen Sinn positiven Allelkombinationen auftreten. Dieser sogenannte “Cross-overEffekt“ kann dann u. U. zur Gendrift führen. Mutation Neues vererbbares Material, also eine Erhöhung der Variabilität, kann auch durch Mutationen entstehen. Diese können der Einfachheit halber als Kopierfehler definiert werden, die aus dem Aufbrechen und der Überkreuzung der DNS im Zuge der Fortpflanzung bzw. Vererbung resultieren. Die Mutation sorgt insgesamt für eine Zunahme der in einer Population vorhandenen Variationsbreite oder Varianz und ermöglicht so die Ausweitung des Evolutionsgeschehens.3 Zum überwiegenden Teil ziehen Mutationen nachteilige Veränderungen für den Organismus nach sich, jedoch sind diese zumeist rezessiv, d. h. sie wirken sich nicht auf den Phänotyp aus. Dies hängt mit der noch zu erläuternden Selektion zusammen. Verbreiten sich die Mutationen in einer Population – dies sind im überwiegenden Fall Mutationen, die eine verbesserte Adaption des Individuums an die Umwelt ermöglichen – so werden diese als dominant bezeichnet. Es ist auch möglich, daß ursprünglich rezessive Mutanten im Laufe der Evolution allmählich dominant werden; hierzu können auch bestimmte Gene, sogenannte Modifikatorgene, beitragen.4

1

vgl. Dawkins, R. (1978), S. 27 Gene können einzeln oder als Einheit bzw. gekoppelt vererbt werden, dies hängt davon ab, ob sich die Gene auf denselben Chromosomen befinden. 3 Genmutationen sind Veränderungen in der DNS-Information und treten in zwei Erscheinungsformen auf: zum einen als Ersetzungen einer Nucleotid-Base durch eine andere, zum anderen als strukturelle Veränderungen, die entweder als Deletionen oder Insertionen einer oder mehrerer Nucleotid-Basen oder als Transpositionen oder Inversionen größerer DNSSegmente vorkommen. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß die Nucleotid-Substitutionen die häufigsten evolutionären Veränderungen bewirken. (vgl. Kimura, M., 1987, S. 32) Zur Funktionsweise der Mutation vgl. auch Laszlo, E. (1987). 4 6 Allgemein erfolgt das Auftreten der Genmutationen spontan, jedoch mit einer geringen Rate von etwa 1:1x10 pro Gen. (vgl. Ridley, M., 1992, S. 41) Da jedoch die Anzahl der Gene eines Organismus sehr groß ist – mit Ausnahme der Einzeller −, ist 2

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2. Selektionsmechanismus Mutation und Rekombination erzeugen durch den Vererbungsmechanismus allein jedoch noch keine, für die Evolution notwendige, gerichtete bzw. trendhafte Veränderung − hierzu ist die Selektion notwendig, die ja zentraler Theoriegegenstand der Modernen Synthetischen Theorie ist. Die natürliche, nichtzufällige Selektion1 wählt bestimmte, durch Mutationen und Gen-Rekombinationen geschaffene Variationen für eine bessere Umweltadaption aus. Der Wirkungszusammenhang zwischen Selektion und Variation ist weder mechanistisch noch deterministisch, er ist vielmehr eine Mischung aus Zufall und Notwendigkeit.2 Zufall aufgrund der Mutationsentstehung, Notwendigkeit aufgrund der Fähigkeit, die Minorität von Mutanten auszusortieren, die zufällig an ihre Umwelt angepaßt sind, also insgesamt die Fitneß des Individuums steigern.3 In diesem Fall spricht man von positiver Selektion oder Selektion im Darwinschen Sinne − während die negative Selektion die Mutanten aus der Population aussondert, die die Fitneß des Individuums herabsetzen.4 Der Selektionsprozeß führt so zu einer Anpassung an die lokale Umwelt oder jeweilige Nische. Dabei ist klarzustellen, daß die Selektion in erster Linie auf den Phänotyp und erst in zweiter Linie auf den Genotyp wirkt – nämlich über ihren Einfluß auf den Phänotyp. Bleibt die Umwelt einer bereits angepaßten Population im wesentlichen gleich, so werden von dieser Quasi-Norm abweichende Individuen nicht selektiert, d. h., daß sich in der Generationenfolge an der Verteilung der Phänotypen insgesamt nichts ändert. Eine solche Selektionsart sondert extreme Formen aus. In diesem Zusammenhang spricht man von einer stabilisierenden Selektion, die der bei weitem am häufigsten auftretende Typ der natürlichen Selektion ist.5 Im Gegensatz dazu steht die verschiebende bzw. gerichtete Selektion, für die die durch eine Umweltveränderung von der Quasi-Norm abweichenden (d. h. der optimale phänotypische Wert liegt weit vom Mittel entfernt) Individuen optimal im Sinne der Umweltanpassung sind und so selektiert werden.6 Eine weitere Art der Auswahl ist die disruptive Selektion, die auftritt, wenn zwei oder mehrere Optimalwerte vorhanden sind. Eine solche Selektionsart kann dann vorkommen, wenn der Lebensraum einer Art aus zwei verschiedenen Nischen besteht und jeder Extremwert in eine der beiden Nischen paßt.7 Graphisch stellt sich dies folgendermaßen dar:

1

2 3 4 5 6 7

die Mutation eines bestimmten Gens teilweise sehr wahrscheinlich. So treten etwa bei der Obstfliege Drosophila bei jeder Generation 2-3% mutierte Individuen auf. (vgl. Wuketits, F.,1989, S. 128) Die natürliche, nichtzufällige Selektion beeinflußt grundsätzlich die Genfrequenzen und etabliert die Gene, welche Anpassungen erzeugen, die eine bessere Fortpflanzung garantieren. (vgl. Ridley, M., 1992, S. 73) Davon zu unterscheiden ist die zufällige Selektion, die oft zu Veränderungen führt, die im Hinblick auf Umweltanpassungen neutral sind − bei diesen Zufalls-ergebnissen handelt es sich um einen Effekt der Gendrift. (Stanley, S., 1983, S. 80) Zum Wirken von Zufall und Notwendigkeit in der Evolution vgl. Monod, J. (1974). Die Kombination von Gesetz und Zufall ist hinreichend, die zeitliche Vorzugsrichtung der Evolution zu erklären. (vgl. Eigen, M. u. Winkler, R., 1996, S. 77) vgl. Kimura, M. (1987), S. 53. Eldredge spricht in diesem Zusammenhang von der Existenz eines “controlling agent“. (vgl. Eldredge, N., 1985, S. 34) vgl. Kimura, M. (1987), S. 191 vgl. ebenda, S. 108 ebenda

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Abbildung 16: Die verschiedenen Formen der Selektion

Quelle: Junker, R. und Scherer, S., 1986, S. 29

Die Abbildung zeigt die Selektionsfunktion am fiktiven Beispiel der Schnabellänge einer Vogelart. Abbildung 16a zeigt eine stabilisierende Selektion, während 16b eine verschiebende Selektion repräsentiert. Das Beispiel einer disruptiven Selektion zeigt Abbildung 16c. Die Selektion ist also letztendlich ein erfolgsorientierter Wettbewerbsprozeß, der aus Zufall Ordnung im Sinne von Direktionalität entstehen läßt.1 Das Selektionsprinzip konnte auch auf der Ebene von Makromolekülen (Nukleinsäuren) anhand von Laborexperimenten nachgewiesen sowie mit Hilfe von theoretischen Modellen nachvollzogen werden.2 Im Rahmen der Modernen Synthetischen Theorie werden nachfolgend noch drei andere für die Erklärung des Evolutionsgeschehens relevante Faktoren erläutert, die dem Variationsmechanismus zuzuordnen sind. Isolation Die Isolation bedeutet eine Unterbrechung des Genaustausches zwischen Mitgliedern derselben Art, z. B. durch räumliche Isolation oder Verschiebung der Blütezeit bei Pflanzen. In der Folge können keine gemeinsamen Nachkommen mehr in der Art

1

Die Direktionalität der Evolution in Richtung höherer Ordnung und Optimalanpassung durch die natürliche, nichtzufällige Selektion kann auch anhand der Spieltheorie mit “Evolutionär Stabilen Strategien“ (ESS) erklärt werden. Dabei entspräche im übertragenen Sinne die ESS einem bestimmten Phänotyp einer Spezies oder eines Organismus. Eine ESS ist eine Strategie, die - falls von allen Mitgliedern einer Population adaptiert - nicht durch eine Mutations- bzw. Gegenstrategie innerhalb der Population und innerhalb der Gesetzmäßigkeiten der natürlichen Selektion verdrängt werden kann. (vgl. Smith, J., 1982b, S. 10; Futuyuma, D., 1987, S. 304) 2 Die Laborexperimente (in Vakuumumgebung) wurden mit Desoxyribonukleinsäure und Ribonukleinsäure durchgeführt. Dies muß jedoch kritisch betrachtet werden, da die unter Laborbedingungen sich als lernend erwiesenen Moleküle nicht 1:1 mit lebenden Systemen bzw. selbstorganisierender Materie vergleichen lassen, aus der sich selbst einfache Einzeller zusammensetzen. (vgl. Henrich, D., 1982, S. 53 ff.) Um den üblichen Kriterien eines lebenden Systems zu genügen, müssen die drei Grundbedingungen “Selbsterhalt“, “Vermehrung“ und “gelegentlicher erblicher Wandel“ gegeben sein. (vgl. Eigen, M. u. a., 1981, S. 36 ff.)

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erzeugt werden − das Entstehen neuer Rassen und (Tochter-)Arten wird im Zuge der getrennten Weiterentwicklung dieser Arten ermöglicht. Zum einen ist hier die räumliche Trennung, d. h. die geographische Isolation, zu nennen sowie die genetische Isolation, die für eine Trennung von durch Mutationen abgeänderte Varianten steht, die mit der jeweiligen Ausgangsform nicht mehr vermischt werden.1 Als Beispiel für erstere Form der Isolation kann der Galapagos-Finke genannt werden, der sich in seiner Entwicklung deutlich von der Urform abgehoben hat. Für die genetische Isolation kann wie oben bereits genannt die Blütezeitverschiebung als Beispiel angeführt werden. Annidation Ein weiterer Evolutionsfaktor ist die Annidation, bei der Mutanten durch die Inanspruchnahme anderer Lebensräume und Ausnutzung anderer Lebensbedingungen (Einnischung) eine Verschiedenheit aufweisen. Populationsgröße Letztlich hängt die Entstehung von Mutationen natürlich auch von der Populationsgröße ab.2 So führt etwa die Verringerung der Individuenzahl einer Population zur Verringerung der Variationsbreite und zur Beschleunigung des Evolutionstempos.3 Nachfolgend werden kurz die Faktoren zusammengefaßt, welche die genetische Variation beeinflussen. Tabelle 2: Variationsbeeinflussende genetische Mechanismen Variationsgenerierende

Variationsdezimierende

Mechanismen

Mechanismen

•

Rekombination

•

Selektion

•

Annidation

•

Mutation

•

Populationsgröße

•

Isolation

•

Populationsgröße (Genelemination)

•

Genetische Drift

Quelle: eigene Darstellung

3. Replikationsmechanismus Ein weiterer, für die Evolution unerläßlicher Mechanismus ist die Replikation der Gene im Zuge der Zellteilung, so wie sie im Rahmen der geschlechtlichen Vermehrung stattfindet. Ohne Replikation wäre keine Populationsgenerierung möglich, ohne welche wiederum keine Varianzbildung im Sinne der zunehmenden Möglichkeiten der Durchmengung des Genpools geschaffen werden würde.

1 2 3

vgl. Wuketits, F. (1989), S. 130 f. Zu diesem Aspekt vgl. insbesondere Timofeeff-Ressovsky, N. u. a. (1975). vgl. Wuketits, F. (1989), S. 131

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5. 2.3.2. Zusammenfassung Wie in den vergangenen Abschnitten ausgeführt wurde, spielt für die biologische Evolution ausschließlich vererbbares Material eine Rolle. Dieses Material bzw. die Erbinformation befindet sich in den Genen auf den Chromosomen in Form von genetischen Programmen. Für das Zustandekommen der Evolution muß in erster Linie Vielfalt und Vervielfachung sowie Selektion sichergestellt werden. Wie bereits erwähnt, findet Evolution auf der Ebene der Population statt. Um überhaupt eine Population aufbauen zu können, bedarf es eines Vervielfachungsprozesses, der in Form der Replikation seiner Mitglieder und damit auch der Gene durch die geschlechtliche Fortpflanzung vollzogen wird. Vielfalt in der Evolution wird durch die Rekombination von Genen sowie durch Mutationen, die als Genkopierfehler verstanden werden können, im Zuge der geschlechtlichen Fortpflanzung gewährleistet. Durch diese Mechanismen wird in der Population die Variationsbreite des Genpools ständig erhöht. Nicht jede Art der generierten Vielfalt auf Arten- oder Speziesebene ist jedoch an die jeweils vorherrschenden Umweltbedingungen angepaßt; vielmehr wird immer eine Selektion der am besten geeigneten Phänotypen durchgeführt. Dadurch erfolgt zwangsläufig eine indirekte Selektion des verbundenen Genotyps, der dann als dominant gegenüber den anderen in der Population noch vorkommenden Genotypformen hervorgeht. Letztere scheiden durch diese Nichtadaption an die Umwelt aus der Population aus. Die gezeigten Wirkungsmechanismen sind die Kernbestandteile der Modernen Synthese der Evolutionstheorie. Neben den ausgeführten Mechanismen gibt es noch weitere Evolutionsfaktoren wie die Isolation, die Annidation sowie die Veränderung der Populationsgröße. Jedoch lassen sich alle diese Phänomene auf den Basismechanismus der Vielfaltsgenerierung zuordnen, den sie in positiver oder negativer Hinsicht beeinflussen. In Kapitel 4 wurde jedoch auch angemerkt, daß die Mechanismen der Modernen Synthetischen Theorie nicht ausreichen, um den Evolutionsprozeß abschließend erklären zu können. Aufgrund der jüngeren Erkenntnisse der Molekularbiologie sowie der Systemtheorie und Kybernetik wurde eine einfache lineare Kausalität zwischen Genotyp und Phänotyp, d. h. zwischen Organismus und Umwelt, als nicht hinreichend konstatiert, wie in der Weismannschen Theorie verankert. Dieses Erklärungsdefizit zu beheben, ist Aufgabe der neueren Evolutionstheorien. 5. 2.4. Merkmale und Kennzeichen evolutorischer Prozesse – ein Generalisierungsversuch Im folgenden werden die für einen evolutorischen Prozeß typischen Merkmale und Kennzeichen definiert. Hierzu wird zunächst der Bereich der biologischen Evolution, der als Referenz dient, untersucht. Im weiteren Verlauf von Kapitel 5 wird eine Analyse der Domänen sowohl der kosmologischen als auch der soziokulturellen Evolution bzw. deren Entwicklungsprozesse mit dem Ziel der interdisziplinären Merkmalsübereinstimmung durchgeführt.

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5. 2.4.1. Offener Systemprozeß, Neuerungen, Nichtlinearität und Konvergenzprinzip Die modernen Theoretiker der Evolution sehen den Evolutionsvorgang als einen fulgurativen Prozeß; durch Kipprozesse werden neue Eigenschaften und Qualitätsumschläge realisiert, die aus der immer wieder erfolgenden Ungleichgewichtigkeit des Evolutionsprozesses entstehen. Evolution ist demnach ein offener1, systemischer Prozeß2, der zur Veränderung und Überholung älterer Systemeigenschaften führt und immer neue Klassen und Qualitäten von Überlebenssystemen hervorbringt, also auch Neuerungen generiert.3 Das Entstehen von Neuerungen wird dabei durch endogene Faktoren erklärt.4 Evolution kann sich nur in offenen Systemen entwickeln, wie alle in der realen Welt existierenden Systeme ausnahmslos offene Systeme sind.5 Diese Systeme können sich ausschließlich durch einen Austausch mit der Umwelt (z. B. Energie, Information etc.) erhalten und entwickeln und nehmen in thermodynamischer Sicht von der Umwelt Energie auf, die sie transformieren und wieder an die Umwelt abgeben.6 Dieser Energiedurchsatz ist essentiell für einen Wachstums- und Informationsaustauschprozeß.7 In geschlossenen Systemen wird ein Diffusionsprozeß nicht angestrebt. Evolutionsprozesse sind also zugleich thermodynamische Prozesse, die immer eine Zeitrichtung – von energetischer Ordnung hin zu Unordnung – enthalten. Kennzeichen für offene Systeme sind nichtlineare Mechanismen, die das System benötigt, um zu höheren Organisationsebenen im Sinne der Indeterminiertheit der Zukunft zu evolvieren. Das Streben nach höheren Organisationsebenen und damit einhergehender Zunahme der Komplexität ist eine Eigenschaft der Evolution, die im allgemeinen evolutionären Konvergenzprinzip verankert ist. Die Komplexität eines evolutionären Systems ist nicht zufällig, sondern in höchstem Maße organisiert, sie folgt einer Musterhaftigkeit der Evolution.8 Dieses Muster strebt in Richtung einer evolutionären Höherentwicklung. 5. 2.4.2. Ungleichgewichtigkeit und Divergenzneigung Offene Systeme sind immer auch ungleichgewichtige Systeme − sie können ihr Überleben nur durch Ungleichgewichte sicherstellen.9 Die Prozesse der Evolution generieren in thermaler und chemischer Sicht gleichgewichtsferne und dynamische MaterieEnergie-Systeme im dritten Zustand. Die frühere Betrachtung der Evolution als de-

1 2 3

4 5 6 7 8 9

Zur Offenheit von evolutorischen Systemen vgl. Saviotti, P. (1996), S. 31 ff. Speziell unter Einschluß des Riedelschen Theorieansatzes (vgl. hierzu Kap. 4.2.4.1) in die biologische Evolutionstheorie wird der Systemcharakter der Evolution weiter unterstrichen. Als offene Entwicklung wird auch eine Bewegung verstanden, die selbst bei umfassender Kenntnis der zugrundeliegenden Verhaltensregeln inklusive der Anfangsbedingungen, Parameter und exogenen Variablen nicht einmal im groben antizipierbar ist. vgl. Witt, U. (1987), S. 11 vgl. Laszlo, E. (1987), S. 39. Echtes Gleichgewicht kann sich nur in abgeschlossenen Systemen entwickeln. (vgl. Eigen, M. und Winkler, R., 1996, S. 60) vgl. Boulding, K. (1981), S. 149 ebenda vgl. Simpson, G. (1969), S. 30 ff. vgl. Kühne, K. (1982), S. 72

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terministischer Prozeß, der einem Gleichgewicht zustrebt, wird durch das evolutionäre Paradigma ungültig. Die im evolutionären Kontext konzipierten Gesetze und Regeln distanzieren sich damit von “Deterministik“ und “Gleichgewichtigkeit“ und postulieren stattdessen “Probabilistik“ sowie “Zwanghaftigkeit“ und stellen keine singuläre Festlegung des Evolutionsganges dar. Sie offerieren ein breites Spektrum an Möglichkeiten, innerhalb derer sich evolutionäre Prozesse enwickeln können. Diese evolutionären Entwicklungspfade bzw. Trajektorien sind als Kurvenbündel zu verstehen mit fundamentaler Divergenzneigung. Hier wird der Unterschied zum klassischen Determinismus deutlich, der singuläre Bahnkurven unterstellt. 5. 2.4.3. Selbstschaffung und Selbstorganisation Offene und thermodynamisch ungleichgewichtige Systeme können nur begrenzte Zeit auf ihrem Niveau verharren und sich nur behaupten, wenn sie die Fähigkeit zur Duplizierung und Reproduktion ihrer Struktur entwickeln. Dies geschieht durch autokatalytische und wechselseitig katalytische Rückkoppelungsschleifen. Diese nach Maturana selbstschaffenden bzw. autopoietischen Systeme1 sind jedoch gegen Störungen nicht völlig gefeit und neigen bei starken Umwelteinflüssen bzw. dem Auftreten von Attraktoren zu Verhaltensänderungen oder bifurkativen Entwikklungsverläufen2, die durch “Steady-state-Zustände“ charakterisiert sind. Selbstorganisierende3 bzw. selbsttranszendente Übergänge kennzeichnen weiterhin den Evolutionsprozeß. Dies sind generelle Merkmale offener Systeme.4 Der Evolution unterliegende Systeme zeigen eine metastabile Prozeßstruktur: So können innerhalb der Systeme typische Prozesse im Rahmen bestimmter Evolutionsbahnen ablaufen, deren Entwicklungsmuster dazu neigen, einen wohldefinierten Teil der quantitativen und qualitativen Struktur- und Prozeßeigenschaften zu bewahren, während gleichzeitig andere Strukturelemente einem evolutionären bzw. umstrukturierenden Entwicklungsprozeß unterworfen sind.

1

Zu den spezifischen Eigenschaften autopoietischer Systeme vgl. Maturana, H. und Varela, F. (1975). Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer katastrophischen Bifurkation. Sie bezeichnet eine größere Diskontinuität im Verhalten eines dynamischen Systems wie etwa plötzliches Verschwinden oder Auftauchen bestimmter Attraktoren. Allgemein werden größere und abrupte Veränderungen im Verhalten von Systemen als Bifurkationen bezeichnet. (vgl. Laszlo, E., 1987, S. 65) 3 Dabei werden evolutionäre Neuerungen als Selbstorganisation nach dem Physiker Haken definiert: ’’A system is selforganizing if it acquires a spatial, temporal or functional structure without specific interference from the outside. By “specific“ is meant, that the structure or functioning is not impressed on the system, but the system is acted upon from the outside in a nonspecific fashion.’’ (Haken, H., 1988, S. 11) 4 vgl. Altner, G. (1992), S. 65 2

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5. 2.4.4. Irreversibilität Da, wie bereits beschrieben, evolutionäre Prozesse auch "thermodynamische" Eigenschaften haben, ist damit auch ein Element der Irreversibilität dieser Prozesse verankert, wie dies im zweiten Gesetz der Thermodynamik1 zum Ausdruck kommt. Dieses Gesetz ist auf alle in der Natur ablaufenden Prozesse anwendbar und beschreibt einen sequentiellen Wandel, der uniformiert gerichtet ist.2 Es sind jedoch in den Naturwissenschaften sowie in der Ökonomie keine Gesetzmäßigkeiten bekannt, die es einem System definitiv verbieten würden, zu einem früheren Zustand zurückzufinden, jedoch sind diese extrem unwahrscheinlich: Die Evolution stellt ein komplexes, interaktives System dar, das in Richtung Anagenese, also Höherentwicklung strebt. Dieser Höherentwicklung liegen gewisse Muster der Irreversibilität zugrunde. So haben sich z. B. in der Biologie bestimmte Organismen durch die Entstehung von Mutationen und erfolgten Selektionen eine bestmögliche Anpassung an die Umwelt verschafft. Für eine mögliche Reversibilität der Evolution müßte sich die Umwelt wieder exakt sukzessive entlang früherer Zustände zurückentwickeln, so daß der Adaptionswert der Organismen verlorengeht und eine Rückmutation erfolgen könnte. Dies bedingt jedoch wieder das Auftreten der identischen Mutation und deren positive Selektion. Eine derartige Verkettung von Ereignissen ist sehr unwahrscheinlich. Die Irreversibilität wird deshalb zumindest als Regelhaftigkeit anerkannt.3 Im Zusammenhang mit der Irreversibilität muß auch noch die Eigenschaft der Irrevocabilität unterschieden werden. So kann der irreversible Prozeß, obwohl nicht reversibel, durchaus die gleiche Stufe zweimal durchlaufen, während der irrevocable Prozeß nur einmal eine Stufe durchläuft. Die Prozesse der biologischen Evolution und der anderen hier benannten Evolutionsprozesse können sowohl irreversibel als auch irrevocabel sein.4

1

Dieses Gesetz besagt, daß in einem gegebenen, abgeschlossenen Materie-Energie-System Unterschiede und Gradienten von Dichte und Temperatur zum Verschwinden neigen und durch Gleichförmigkeit und Zufälligkeit ersetzt werden. Das Universum (bzw. seine materiellen Komponenten) bewegt sich irreversibel von einem mehr geordneten und energiereichen, ungleichgewichtigen Zustand hin zu Zuständen wachsender Homogenität und Unordnung – ein Zustand sogenannter maximaler Entropie. Unter Entropie wird dabei eine quantitativ formulierbare Größe verstanden, mit deren Hilfe die Verteilung der Energie auf die Quantenzustände eines Materie-Systems charakterisiert werden kann. (vgl. Eigen, M. und Winkler, R., 1996, S. 165; Kühne, K., 1982, S. 69) Als Zielpunkt würde das Universum den Zustand des vollkommenen Wärmeausgleichs erreichen, in dem keine evolutorischen Prozesse mehr stattfinden können. Allerdings kann dieser absolute Wärmeausgleich nur in abgeschlossenen Systemen erfolgen, die aber auf der Erde nicht auftreten. (vgl. Laszlo, E., 1987, S. 31) 2 Im Zusammenhang mit der Evolution wird Richtung oftmals mit Irreversibilität gleichgesetzt. So wird etwa dem biologischen Evolutionsprozeß eine Richtung unterstellt, da dieser irreversibel ist. Richtung bedeutet jedoch mehr als Irreversibilität. Sortiert man etwa Skatkarten in einer bestimmten Reihenfolge und mischt diese anschließend, so kann die alte Reihenfolge der Spielkarten nicht wiederhergestellt werden. Die Reihenfolge der Karten ist irreversibel, aber nicht gerichtet. 3 vgl. Rensch, B. (1972), S. 131 4 vgl. Gowdy, J. (1985), S. 321

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5. 2.4.5. Transformation Ein Grundprinzip der Evolution ist auch die Transformation, die aus Gründen der Simplifizierung eher Vorhandenes umwandelt, als vollständig Neues einzuführen. Aus der biologischen Entwicklung kann hier das Beispiel der Transformation der Lunge in die Schwimmblase genannt werden.1 5. 2.4.6. Zusammenfassung In den vorhergehenden Abschnitten wurden die bedeutendsten Merkmale und Kennzeichen evolutorischer Prozesse am Beispiel der biologischen Evolution erarbeitet. Es wurde festgestellt, daß Evolution innerhalb einer Systemumgebung in Form eines offenen Prozesses stattfindet. Als Ergebnis dieses Prozesses werden stetig Neuerungen hervorgebracht, die, um evolutorischer Art zu sein, endogen erklärbar sein müssen. Abgesehen von phänomenenhaft auftretenden Makroevolutionen sind Neuerungen als Transformation von bereits Bestehendem zu verstehen – nicht als Generierung von völlig Neuem. Mit offenen Prozessen sind auch immer ungleichgewichtige Entwicklungen verbunden, die es dem evolutorischen System erlauben, sich in verschiedene Richtungen zu entwickeln, jedoch nicht völlig frei, sondern im Rahmen einer gewissen Pfadabhängigkeit. Darüber hinaus haben evolutorische Verläufe nichtlinearen Charakter und sind divergent, was als Folge des bifurkativen Charakters des Evolutionsprozesses anzusehen ist. Die Evolution muß weiterhin, um als solche zu gelten, über die Fähigkeit der Duplizierung und Reproduktion ihrer Strukturen verfügen sowie sich selbst im Rahmen ihrer metastabilen Prozeßstruktur organisieren können. Evolutorische Prozesse sind letztlich auch irreversible Prozesse, dies muß zumindest als Regelhaftigkeit anerkannt werden. Insgesamt gehorcht die biologische Evolution mit den gelisteten Merkmalen den Bedingungen eines lebenden Systems, dem vier wesentliche Eigenschaften inhärent sind: 1) Einzigartigkeit und Variabilität, 2) Komplexität und Organisation, 3) Indeterminiertheit in bezug auf zukünftige Entwicklungen, 4) Irreversibilität und Irrevocabilität − ersteres Merkmal erlaubt, dieselbe Stufe zweimal zu durchlaufen, was letzteres Merkmal ausschließt.2

1 2

vgl. Simpson, G. (1969), S. 29 vgl. Eigen, M. und Winkler, R. (1996), S. 69; Gowdy, J. (1985), S. 316

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5. 2.5. Der Beitrag der neueren Evolutionstheorien zu einem Nachweisschema Durch die beiden in Kapitel 4.2.4. vorgestellten Theorien von Riedl und Kimura wird insgesamt ein signifikanter Beitrag zur Klärung des Ablaufs und der Funktionsweise der Evolution geleistet, welcher die enge, aus der Modernen Synthese resultierende Verlaufsdefinition erweitert und damit einen breiteren Kausalansatz zuläßt. 1. Theorie von Riedl Resümeehaft geht es bei diesem Theorieansatz um die Berücksichtigung interner Selektionsaspekte, die im Binnenmilieu des Organismus wirksam werden. Diese interne Selektion wird dabei als Reaktion auf Außenwirkungen verstanden, welche wiederum durch Regelungs-, Rückkoppelungs- und Kontrollmechanismen hervorgerufen werden. Die externe Selektion als alleinig wirksames Konzept bzw. basaler Mechanismus der Evolution wird als zu reduktionistisch betrachtet. Insgesamt fokussiert dieser Theorieansatz auf den Selektionsaspekt. Der Selektionsmechanismus in seiner Rolle als bedeutender Evolutionsfaktor wurde bereits unter Kapitel 5.2.3.1. erfaßt. Des weiteren trägt die Theorie von Riedl zur Merkmalsbeschreibung evolutionärer Prozesse im allgemeinen bei, die für ein Nachweisschema hilfreich sein kann. So läßt sich aufgrund der Riedlschen Theorie der Systemcharakter der Evolution, d. . Steuerungs- und Regelungsmechanismen, als wesentliches Evolutionsmerkmal feststellen. 2. Theorie von Kimura Der Ansatz von Kimura hingegen stellt in der Thematik der Triebkräfte und Wirkungsparameter die positive, nicht zufällige Selektion stark zurück und stellt statt dessen die Gendrift, also die Zufallsfixierung selektiv neutraler oder beinahe neutraler Mutanten, in den Vordergrund. In der extremsten Auslegung wäre der Selektionsmechanismus im Darwinschen Sinne damit nicht mehr notwendig. Er unterstellt damit letztendlich alternative Selektionsmechanismen. Zentraler Punkt des Ansatzes von Kimura ist die Mutation als Hauptwirkungsmechanismus der biologischen Evolution. Die Mutation wurde ebenfalls unter Kapitel 5.2.3.1. als ein für den biologischen Evolutionsprozeß bedeutender Faktor bereits genannt. 5. 2.6. Zusammenfassung der Voraussetzungen für das Entstehen eines evolutorischen Prozesses Aus den bisherigen Erkenntnissen lassen sich folgende notwendige und hinreichende Voraussetzungen für das Entstehen eines evolutorischen Prozesses oder Systemes feststellen: 1) Die Existenz eines genetischen Programmes. In der biologischen Evolution entspricht dies dem Bauplan für die Ausgestaltung des Organismus in eine finale Struktur, die in den Genen gespeichert wird.

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2) Ein Replikationsmechanismus, der Teil des genetischen Programmes ist und Programminformationen in jeder Generation vervielfältigt.1 3) Um die Vielfalt des Lebens zu ermöglichen, muß ein evolutionäres System letztendlich Kombinationsmöglichkeiten des genetischen Programmes aufweisen. Im Falle der Biologie findet diese Kombination der individuen-spezifischen genetischen Programme durch die sogenannte Rekombination der Allele im Rahmen der geschlechtlichen Fortpflanzung statt. 4) Vervielfältigung und Vielfalt reichen jedoch für einen evolutorischen Entwikklungsprozeß noch nicht aus. Von der gesamten generierten Vielfalt können nicht alle Formen überleben, sondern nur diejenigen, die an die jeweils vorherrschenden Umweltbedingungen am besten angepaßt sind. Diese Auswahl trifft der Selektionsmechanismus. 5) Für die Umsetzung der genetischen Programme muß ein Translationsmechanismus existieren.2 In der Biologie geht es hierbei um die Umsetzung der genetischen Informationen in einen Phänotyp, die durch die Boten-RNS ausgeführt wird. Mit dieser Darstellung der Voraussetzungen für das Entstehen eines evolutorischen Prozesses wird ein Beitrag zum Nachweis von Systemen auf ihren evolutorischen Charakter hin geleistet. 5. 2.7. Validitätsprüfung des biologischen Evolutionsmodells Im folgenden wird auf die in Kapitel 3.2.1. definierten notwendigen Kriterien für eine evolutionäre Theorie mit Allgemeingültigkeitscharakter zurückgegriffen, um die biologische Evolutionstheorie abschließend beurteilen zu können. Eine evolutorische Theorie muß demnach 1) dynamisch ausgerichtet sein, d. h. sich mit in der Zeit ablaufenden Entwicklungen befassen – dies wird durch die Feststellung der Ablaufformen in Kapitel 5.2.2. reflektiert; 2) auf Entwicklungen bezogen sein, die eine zeitlich nicht umkehrbare Richtung aufweisen – hier wird erneut auf die Ergebnisse von Kapitel 5.2.2. verwiesen; 3) erklären können, wie Neuerungen entstehen und welche allgemeinen Einflüsse sie haben – dies wird in erster Linie durch Kapitel 5.2.3. belegt. Diese Bedingungen treffen mit den bisher gewonnenen Erkenntnissen auf das biologische Evolutionskonzept zu. Dieses kann damit als eine in sich abgeschlossene evolutorische Theorie betrachtet werden. Abschließend wird das Funktionsschema der biologischen Evolution dargestellt.

1 2

Dies wird vor allem durch die Zellteilung ermöglicht. vgl. Wuketits, F. (1989), S. 124

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Abbildung 17: Das Funktionsschema der biologischen Evolution

Quelle: eigene Darstellung

Der gradualistische Kreislauf beschreibt die gewöhnliche Funktionsweise der Evolution: • Durch eine Umweltveränderung werden angepaßte Organismen selektiert, die der Variation unterliegen und sich durch Fortpflanzung replizieren. • Ein systemhafter Charakter der Evolution ist dargestellt durch eine direkte Rückkopplung von Umweltveränderungen auf den Genotyp, der eine dementsprechende Veränderung des Phänotypen nach sich zieht. • Ein Selektionseffekt kann sich auch analog der Neutralitätstheorie von Kimura einstellen. • Punktualistische Phänomene haben die gleichen Mechanismen, jedoch lösen die Variationsfunktionen Veränderungen größerer Dimension aus (Makroevolutionen). 5. 2.8. Zusammenfassung Im Sinne eines Nachweisschemas für einen evolutorischen Prozeß wurde in den vergangenen Kapiteln die biologische Evolution in verschiedener Hinsicht analysiert. So ist die Entwicklung aus einem Ursprungspunkt zentrales Merkmal für einen (biologischen) Evolutionsprozeß. Weiterhin konnten gewisse Eigenheiten und Gesetzmäßigkeiten festgestellt werden. Als wichtigste Kennzeichen wurden die Stammes-

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verzweigung und Spezialisierung, die Höherentwicklung sowie ein ontogenetischer Verlauf der Evolution gefunden. Als Antriebskräfte oder Wirkungsmechanismen für die biologische Evolution wurden primär die Rekombination im Sinne der geschlechtlichen Vermehrung, die Mutation und die Selektion ausgemacht. Die genannten Faktoren beeinflussen die Variationsbreite des Genpools in Richtung Erweiterung oder Reduktion. In diesem Sinn wirken auch die erweiterten Evolutionsfaktoren der biologischen Evolution wie die Isolation, die Annidation sowie die Veränderung der Populationsgröße an sich. Somit weist der biologische Evolutionsprozeß bestimmte charakteristische Merkmale auf. Es handelt sich um einen regelhaft irreversiblen Prozeß, der • offen ist, • Neuerungen hervorbringt, • systemisch ist, • ungleichgewichtig verläuft, • selbstschaffend und -organisierend ist. Insgesamt müssen im Sinne von Voraussetzungen für einen (biologischen) Evolutionsprozeß gegeben sein: ein Replikationsmechanismus, der Programmteil des genetischen Programmes ist; ein (Re-)Kombinationsmechanismus (zur Generierung von Vielfalt); ein Selektionsmechanismus, der aus der Vielfalt die überlebensfähigen Formen auswählt sowie ein Translationsmechanismus, der genetische Informationen in eine phänotypische Form transferiert. Die biologische Evolutionstheorie konnte somit als eine in sich abgeschlossene evolutorische Theorie bestätigt werden, da sie den in Kapitel 3.2.1. formulierten Bedingungen genügt. Im Sinne einer Arbeitshypothese werden nun die für die biologische Evolutionstheorie festgestellten Gesetzmäßigkeiten, Antriebskräfte, Charakteristika und Voraussetzungen als Referenzkennzeichen eines evolutorischen Prozesses festgelegt. Anhand dieser Referenzelemete wird der evolutorische Status der kosmologischen und soziokulturellen Entwicklung nachfolgend überprüft und damit implizit auch die Reichweite der Arbeitshypothese.

5. 3. Die Disziplin der kosmologischen Evolution1 – ein Wesensvergleich mit der biologischen Evolution Die Grundlagen, Regeln und Voraussetzungen für die biologische Evolution wurden von der kosmologischen Evolution geschaffen, die dieser von der Entstehungsgeschichte her chronologisch voransteht. Im folgenden Kapitel wird das im Zuge der Analyse der biologischen Evolution gefundene Nachweisschema auf die kosmologische Evolution angewandt.2

1 2

Der Begriff der Evolution des Kosmos ist gleichbedeutend mit dem Begriff der Evolution der Materie. Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, daß für die nachfolgende Erörterung des Themas die in der Literatur üblichen Termini “Universum“ und “Kosmos“ für die Bezeichnung der uns umgebenden Metawelt verwendet werden.

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5. 3.1. Ursprungstransformation Im Rückgriff auf Kapitel 4.3. kann konstatiert werden, daß die Entwicklung des Kosmos von einem Ursprungspunkt – der Singularität − aus stattgefunden hat, bei dem Raum und Zeit im Verhältnis zu Raum und Zeit anschließender Epochen bei Null lag. Dies ist auch Inhalt der sogenannten Umfassenden Einheitstheorien (UETs) und Super-UETs1. Somit konnten bekannte Entwicklungsverläufe wie Kreationismus oder Transformismus aus dem Bereich der biologischen Evolution ausgeschlossen werden. 5. 3.2. Überprüfung auf evolutionstypische Ablaufformen und Gesetzmäßigkeiten An dieser Stelle wird auf die Feststellungen von Kapitel 5.2. zurückgegriffen und ein Vergleich mit den bereits in der biologischen Evolution vorgefundenen Regelhaftigkeiten gezogen: 1. Verzweigung Der Phasenwechsel oder vermutete Entstehungsprozeß des Universums ist identisch mit dem Bifurkationsprozeß in ungleichgewichtigen Systemen innerhalb des Kosmos (also auch mit denen der Biologie). Die Zustandsabfolge ergibt zusammengenommen das Bild einer evolutionären Bifurkation. Dies spiegelt auch nachfolgende Abbildung wider. Abbildung 18: Der bifurkative Prozeß in der Domäne der kosmologischen Evolution

Quelle: Laszlo, E., 1987, S. 67

1

Zur Thematik der UETs bzw. Super-UETs siehe Laszlo, E. (1987).

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Anhand der Abbildung wird der durch Bifurkationen initiierte Höherentwicklungsprozeß von Elementarteilchen bis hin zu Molekülen und schließlich zu soziokulturellen Systemen illustriert. 2. Funktionsänderung und Substitution Innerhalb der sehr frühen Phase der Generierung des Kosmos entstanden sog. Hadronen (Protonen, Neutronen und Mesonen), die sich im Zuge der im Kosmos abnehmenden Dichte und Temperatur in energiereiche Photonen umwandelten. Diese Elementarteilchen wurden in einer nachfolgenden, sehr kurzen Episode zu leichteren Teilchen, Leptonen, welche die Gruppe der Elektronen, Neutrinos und Muonen umfassen. Dieser Prozeß durchlief in der weiteren Folge noch eine Vielzahl von Transformationen und Substitutionen bis zur finalen Bildung von Atomen. Die eigentliche Funktionsänderung kann interpretiert werden als elektromagnetische Verbindung von in den verschiedenen Episoden entstandenen Elementarteilchen mit Atomen. Eine weitere Funktionsänderung auf fortgeschrittener Ebene fand beispielsweise im Zuge der Vereinigung der ursprünglich isolierten Materie-Energie-Systeme statt, welche im weiteren zeitlichen Verlauf in der Vereinigung von Galaxien aufgingen und eine andere kollektive Funktion übernahmen. 1 Nachfolgende Abbildung stellt diesen Prozeß schematisch dar. Abbildung 19: Die Evolution der Materie in Abhängigkeit von Druck und Temperatur

Quelle: Laszlo, E., 1987, S. 81

1

vgl. Laszlo, E. (1987)

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3. Synorganisation und Koadaption Im Zuge der kosmologischen Evolution kann die Entwicklung der Materie als zweckbezogene Korrelation von Einzelmerkmalen, als Synorganisation, interpretiert werden. Konkret können hier als Beispiel diverse, sich funktionell ergänzende organische Stoffe (z. B. Aminosäuren) dienen, die in einer Art Ursuppe gelöst waren, sich zu Aggregaten und über weitere Vorstufen zu Proteinen und Nukleinsäuren vereinigten. Diese Entwicklung kann mit dem bereits genannten Modell des Hyperzyklus1 nachempfunden werden.2 Die kosmologische Entwicklung von der Bildung von Elementarteilchen über Materie-Energie-Systeme und Galaxien bis hin zu Sternen kann als fortwährender Abstimmungs- und Adaptionsprozeß mit der Umwelt (Kosmos) interpretiert werden: In einer Art Regelkreis wurde immer höherwertigere Materie (von Hadronen zu Atomen) geschaffen und genutzt, und so eine höhere Komplexitätsund Ordnungsstufe erreicht.3 4. Trendhaftigkeit der kosmologischen Evolution Bei der kosmologischen Evolution ist die Trendhaftigkeit sehr viel ausgeprägter als in der Domäne der biologischen Evolution, so daß man von Direktionalität sprechen kann: Das uns bekannte Universum befindet sich in einem fortdauernd dynamischen, regelhaften Prozeß, in dessen Verlauf es sich stetig verdünnt, abkühlt und MaterieEnergie-Systeme generiert, die thermodynamisch zunehmend gleichgewichtsferner sind. Insgesamt dehnt sich das Universum dabei immer weiter aus.4 5. Übertragung der biogenetischen Regel Die Gültigkeit dieser biologischen Regel kann abstrahiert übertragen werden: Das Universum als integrales Raum-Zeit-Kontinuum expandiert stetig und bringt eine Vielfalt an ungleichgewichtigen Materie-Energie-Systemen hervor, die zu einem späteren Zeitpunkt neue Galaxien formen, aus denen Sterne entstehen. Diese “TochterGalaxien“ durchlaufen dabei eine Prozeßrekapitulation, die durch den Entwicklungsumfang der Hauptgalaxie begrenzt und vorgegeben wird5. 6. Höherentwicklung mit inhärenten Gesetzlichkeiten • Ein Komplikations- bzw. Differenzierungsgrad der galaktischen Entwicklung über die Zeitachse kann anhand Abbildung 18 illustriert werden.

1

vgl. hierzu Kap. 4.3. vgl. Wuketits, F. (1989), S. 63 vgl. Laszlo, E. (1987), S. 80 ff. 4 vgl. ebenda, S. 79 5 Dies ist so zu verstehen, daß bei der Bildung von neuen Galaxien alle Stufen der originären Bildung des Universums als Rekapitulation durchlaufen werden (Hadronen, Leptonen, Atome, Moleküle etc.), jedoch in einem wesentlich schnelleren Prozeß als dies zur Entstehung der uns bekannten Galaxie erforderlich war (ca. 20 Mrd. Jahre). Die Bestätigung des Rekapitulationsprozesses geht aus der Messung der kosmischen Hintergrundstrahlung sowie aus generellen Erkenntnissen der Astrophysik hervor. Allerdings impliziert dies auch (s. hierzu Abbildung 18), daß bei jeder Bildung von neuen Galaxien auf einer finalen Entwicklungsstufe “Leben“ – als finale Form der Rekapitulation – in einer bestimmten Form erzeugt wird. Ein Nachweis hierzu kann jedoch mit dem heutigen Stand der Wissenschaft (Leben in anderen Galaxien?) nicht erbracht werden. (vgl. Laszlo, E., 1987, S. 75 ff.) 2 3

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• Die Entwicklung des Universums von Elementarteilchen über Atome bis hin zu Molekülen reflektiert eine fortschreitende Rationalisierung von Strukturen und Funktionen zur besseren Zielerfüllung. 1 • Eine Körpergrößenzunahme, wie sie im Bereich der biologischen Evolution die Copesche Regel postuliert, kann nur im stark abstrahierten Sinne auf die fortdauernde Gesamtexpansion des Universums und einem damit inkorporierten Größenwachstum bezogen werden. • Eine Umwelterweiterung im evolutionsbiologischen Sinne kann ebenfalls nur auf die permanente Expansion des Universums bezogen werden und die dabei erfolgende “Eroberung“ des “leeren Raums“.2 5. 3.3. Überprüfung auf evolutionstypische Antriebskräfte und Wirkungsmechanismen Wie im Bereich der biologischen Evolution bereits durchgeführt, wird im folgenden versucht, die kausalen Zusammenhänge im Bereich der kosmologischen Evolution zu bestimmen. Dabei scheidet eine analoge Funktionsweise wie in der biologischen Evolution aus, da die Evolution der Materie eigene Gesetzlichkeiten besitzt: Im Vergleich zur biologischen Evolution stellt sich in erster Linie die Frage nach dem evolvierenden Element. Ist dies in der biologischen Evolution das Gen bzw. der Genpool, so ist es in der kosmologischen Evolution die Materie, welche sich von reiner Strahlung über Elementarteilchen hin zu Molekülen entwickelt hat. Bei der nachfolgenden Untersuchung der Antriebskräfte und Wirkungsmechanismen der kosmologischen Evolution wird auf die bereits gewonnenen Erkenntnisse in dieser Domäne in Kapitel 4.3. zurückgegriffen. Im abstrahierten Sinne sind Variationsmechanismen wie in der Disziplin der biologischen Evolution identifizierbar: So setzte in der ersten Phase die Bildung von Atomen die Rekombination von Elementarteilchen voraus. Allerdings hatte dieser Prozeß, anders als in der Biologie, einen stärker zwanghaften Charakter, welcher bei der Erreichung bestimmter Temperaturen und Drucke entstand. Im heutigen Universum geht die Bildung von Masse-Energie-Systemen weiter, sowohl im Innern der Sterne als auch im interstellaren Raum, und bringt dabei immer schwerere Elemente hervor. Sind die passenden Energie-, Temperatur- und Dichtebedingungen vorhanden, können die entsprechenden Moleküle entwickelt werden, um als Voraussetzung für die Entstehung von Leben zu fungieren. Als Replikationsmechanismus nach heutigem Verständnis fungieren die Sterne, welche den “Genotyp“ – die Materie – aufnehmen, kopieren und höherwertige Materie generieren. Nach dem Kollaps wird die dann höherentwickelte Materie an den interstellaren Raum weitergegeben und von der nächsten Generation von Sternen aufgenommen.3 Ein Selektionsmechanismus wie in der Domäne der biologischen Evolution ist in der Evolution der Materie ebenfalls auszumachen – die Selektion von Elementen und 1

Dies soll im Sinne der Bindung der Elemente verstanden werden zur Funktionserfüllung im Gegensatz zum “freien Zustand“ der Elemente. vgl. Laszlo, E. (1987), S. 80 ff. 3 In einer anderen Publikation wird die Entstehung von Baby-Universen als Replikationsmechanismus verstanden, der auch – ähnlich der biologischen Evolution – mutative Mechanismen inkorporiert. (vgl. Gribbin, J., 1995, S. 273 f.) 2

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Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

Transformation zu höherwertigen Strukturen erfolgt, wie genannt, lediglich stärker zwanghaft unter bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen.1 Diese Druck- und Temperaturänderungen kreieren dabei eine veränderte “Umwelt“, die einen Selektionsmechanismus im Sinne einer Adaption nach sich zieht. Als Fazit bleibt festzuhalten, daß die Abläufe der kosmologischen Evolution denen der biologischen Evolution ähnlich, jedoch nicht identisch sind. Sie werden zwar durch äußere Zwänge bedingt, aber nicht vom eigenen System gesteuert.2 5. 3.4. Überprüfung auf evolutionstypische Merkmale und Kennzeichen Im folgenden werden unter Rückgriff auf Kapitel 4.3., welches den Ablauf der kosmologischen Evolution skizziert, die Grundmerkmale und Kennzeichen der kosmologischen Evolution herausgestellt. Dabei wird, wie unter 5.2.4. bereits genannt, primär ein Übereinstimmungsvergleich mit der Domäne der biologischen Evolution durchgeführt, die als Referenz für die Merkmale und Charakteristika eines evolutionären Prozesses zu betrachten ist. Ziel ist die Findung von Merkmalsübereinstimmungen und damit die Erzielung eines weiteren Fortschritts bei der Erstellung des Nachweisschemas für einen evolutionären Prozeß. • Wie die biologische ist die kosmologische Evolution ein offener Prozeß, der zur Veränderung und Überholung älterer Systemeigenschaften führt und neue Systemgesetzlichkeiten hervorbringt. • Evolutionäre Prozesse in der kosmologischen Entwicklung sind ungleichgewichtig bzw. gleichgewichtsfern. Damit haben sie auch nichtlinearen Charakter. • In der kosmologischen Entwicklung werden Neuerungen hervorgebracht (Emergenz). So sind, wie bereits dargestellt, aus den Elementarteilchen Atome und Moleküle entstanden, die im weiteren Verlauf zur Entstehung von Galaxien, Sternen etc. geführt haben. • Die evolutionären Verlaufslinien sind im Bereich der kosmologischen Entwicklung divergent. • Das bifurkative Wesen evolutionärer Prozesse bringt eine pfadabhängige Verlaufsentwicklung mit sich. Allgemeingültigkeit kann diesem Merkmal aber nur zugebilligt werden, wenn man die erste, von heftigen Kernreaktionen geprägte Entwicklungsphase des Universums ausschließt, welche vergleichbar mit makroevolutionären Ereignissen in der Biologie ist. • Der kosmologischen Entwicklung kann ein Systemcharakter zugesprochen werden, auch wenn man ausschließlich die Entwicklung von Elementarteilen hin zu Sternen beobachtet – als Produktion höherwertig strukturierter Materie, die durch Regel- und Steuermechanismen entsteht. Diese Mechanismen haben jedoch keinen absoluten Freiheitsgrad, sondern werden durch Drucke und Temperaturen gesteuert. Schließt man jedoch die Entstehung des Lebens als Endergebnis der kosmologischen Entwicklung in die Betrachtung mit ein, so findet man hier schließlich ein echtes System mit Regel- und Steuermechanismen vor. 1 2

Die Vielfalt der Elementarteilchen und deren unterschiedliche Vereinigung zu Atomen bzw. Molekülen ist ein eindeutiges Indiz für Heterogenität. Heterogenität eröffnet dementsprechend immer Raum für Selektion. vgl. Wilhelm, F. (1987), S. 12

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• Am Beispiel der Sternenbildung oder der Bildung von Tochter-Galaxien kann gezeigt werden, daß das evolutionäre System “Kosmos“ die Fähigkeit der Duplizierung und damit Reproduktion seiner Struktur hat und demzufolge selbstschaffend ist. • Der kosmologische Evolutionsprozeß ist durch die bei verschiedenen Druck- und Temperaturbedingungen ausgelösten Prozesse selbstorganisierend verlaufen. • Sind evolutionäre Prozesse selbstschaffend und selbstorganisierend, so kommt ihnen auch das Merkmal der Endogenität zu. • Durch die wechselnden Drucke und Temperaturen bei der kosmologischen Evolution sind immer neue Zustände und Ungleichgewichte entstanden, die eine Umkehr abgelaufener Prozesse unmöglich und damit die Evolution irreversibel macht.1 5. 3.5. Voraussetzungen für das Entstehen eines evolutorischen Prozesses – eine Kompatibilitätsprüfung Im folgenden werden die in der biologischen Evolution gefundenen Voraussetzungen für das Zustandekommen eines evolutorischen Prozesses im Sinne einer Referenzstruktur an die Evolution der Materie angelegt. Ziel ist die Findung einer weitgehenden Kongruenz, um damit das biologische Referenzmuster als allgemeingültiges evolutorisches Nachweisschema weiter absichern zu können. 1) Die Entwicklung des Kosmos folgt nicht, wie in der biologischen Evolution, einer Art genetischem Bauplan, vielmehr handelt es sich um einen stärker zwanghaften Prozeß, der durch verschiedene Temperatur- und Druckbedingungen bzw. Energieniveaus ausgelöst und weitergetrieben wird. Hier kann als Beispiel die Entwicklung der Ursuppe des bereits in Kapitel 4.3. beschriebenen Hyperzyklus angeführt werden. 2) Ein Translationsmechanismus wie in der biologischen Evolution kann im Zuge der Entwicklung der Materie nicht explizit ausgemacht werden. Man kann jedoch die Materie als thermodynamisches System (z. B. in Gasform) betrachten, welches Informationen in Form von Negentropie (z. B. Ordnungszustand und Gestalt der Moleküle) enthält. Als maßgeblicher Translationsagent kann dann der jeweilige Umgebungszustand (Druck und Temperatur) und dessen Energieniveau definiert werden, der eine Translation von Materie-Energie-Systemen nach sich zieht, z. B. in Form der Elementeentstehung. 3) Die Replikation der Sterne mit der Aufnahme jeweils höherwertig strukturierter Materie kann, ebenso wie die vermutete Bildung von “Baby-Universen“, als Kopiermechanismus betrachtet werden, in dessen Verlauf alle die das jeweilige System konstituierenden Elemente vervielfältigt werden. 4) Eine Fülle von realisierten Rekombinationen, jedoch nicht im Sinne der Bauplanvariation, kann anhand der verschiedenen Vereinigungen von Elementarteilchen zu Atomen und weiter zu Molekülen auf einem etwas abstrakteren Niveau konstatiert werden. 1

vgl. Laszlo, E. (1987), S. 80 ff.

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5) Ein Selektionsmechanismus kann bei der kosmologischen Evolution ebenfalls festgestellt werden. Nicht alle Elemente und Atome werden zum Aufbau der Materie verwendet, sondern nur diejenigen, die den jeweiligen Druck- und Temperaturverhältnissen angepaßt sind. Druck- und Temperatur wirken damit als Selektionsagenten. Resümeehaft kann festgestellt werden, daß zum einen die Voraussetzungen für das Entstehen eines evolutorischen Prozesses weitgehend gegeben sind und zum anderen die Evolution der Materie insgesamt den Bedingungen eines evolutorischen Systems gehorcht – analog den unter Kapitel 5.2.7. angeführten Bedingungen – und eine weitreichende Isomorphie zur biologischen Evolution besteht. Das System Kosmos hat allerdings eine geringere Variabilität bzw. einen geringeren Freiheitsgrad. Die Abläufe im Kosmos erfolgen stärker zwanghaft unter bestimmten äußeren Temperatur- und Druckbedingungen – eine rein endogene Systemsteuerung wie in der Biologie findet nicht statt.1 Abschließend wird das Funktionsschema der kosmologischen Evolution dargestellt. Abbildung 20 Funktionsdarstellung der kosmologischen Evolution

Quelle: eigene Darstellung

1

vgl. Wilhelm, F. (1987), S. 12

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Durch selbstgenerierte “Umweltveränderungen“ wie etwa Druck- oder Temperaturänderungen wird im Kosmos eine Ungleichgewichtssituation erzeugt, die Anpassungen auf Ebene der Materie-Energie-Systeme (Elementarteilchen, Atome, Moleküle, Sterne, Galaxien etc.) notwendig macht. Durch Selektion werden diejenigen Einheiten erfaßt, die dem neuen Umweltzustand angepaßt sind bzw. die sich durch Druckund Temperaturänderungen transformieren. Mit diesem Transformationsprozeß ist auch ein Variationsmechanismus verbunden, der es erlaubt, aus einer Elementevielfalt (z. B. Vielfalt der Atome) unterschiedliche Konfigurationen (Moleküle und höherwertige Systeme) zu bilden. Durch den bereits beschriebenen kosmologischen Replikationsprozeß wird die neue Materie vervielfältigt.

5. 4. Die Disziplin der soziokulturellen Evolution – ein Wesensvergleich mit der biologischen Evolution Gemäß der nach Abbildung 8 postulierten Hypothese werden die Regeln bzw. Abläufe und Strukturen der biologischen Evolution von der kosmologischen Evolution hervorgebracht. Die biologische Evolution wiederum determiniert die Entwicklung der soziokulturellen Evolution – letztendlich durch ihr Produkt der menschlichen Spezies. Die Gesellschaft soll dabei als System definiert werden, welches sich aus Gruppen von Menschen konstituiert, die in einem bestimmten Beziehungsverhältnis zueinander stehen.1 Die menschliche Gesellschaft ist weder ein natürliches System (Atom) noch ein künstliches System (Computer) – sie ist vielmehr das Ergebnis menschlichen Handelns und Zusammenwirkens, jedoch nicht das Ergebnis einer bewußten Gestaltung durch den Menschen. Die menschliche Gesellschaft ist in diesem Sinne auch ein Suprasystem, das durch eine große Variabilität und viele Freiheitsgrade geprägt ist. Ein solches System kann mit dem bisherigen Strukturschema nicht erschöpfend durch eine abstrakte logische Analyse beurteilt werden. Es erlaubt jedoch die Möglichkeit, eventuell vorhandene Grundmuster und Tendenzen bei der Entwicklung menschlicher Sozietäten festzustellen und diese in den Gesamtkontext der beiden anderen untersuchten Domänen einzuordnen. 5. 4.1. Ursprungstransformation Eine gesellschaftliche Entwicklung von einem Ursprungspunkt aus kann anhand des Fortschrittsverlaufes von den ersten, einfachst strukturierten, steinzeitlichen Horden oder Familienverbänden der Hominiden2 in der Epoche des Paläolithikums (Altsteinzeit) bis zur Entwicklung der komplexen Gesellschaftsstruktur moderner Nationalstaaten bestätigt werden. Technik erweist sich dabei als das Agens sozialer Veränderungen, d. h. als soziokultureller Transformator, und verhält sich proportional zur Flexibilität der jeweils vorherrschenden gesellschaftlichen Organisationsform.3 Die frühesten Werkzeuge – na1 2 3

vgl. Laszlo, E. (1987), S. 110 ff. Hierbei handelt es sich um Urmenschen. Laszlo führt als Beispiel für die Entstehung technologisch bestimmter Sozietäten die zweite industrielle Revolution an, die durch eine Reihe von technologischen Revolutionen (Nutzung der Kernenergie, Computertechnologie etc.) geprägt war und in der gesellschaftlichen Auswirkung geokulturelle Bindungen auflöste und Gebräuche, Organisationsformen und Glaubens-

130

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

türliche Steine mit keiner oder nur geringer Bearbeitung – wurden von den bereits genannten Homimiden verwendet; die Steinzeitgesellschaften waren dabei äußerst rigide und statisch. Im mittleren Pliozän (Zeitraum zwischen Alt- und Jungsteinzeit) wurden diese menschlichen Artefakte bereits verfeinert und spezialisiert. So entstanden beispielsweise Spaltwerkzeuge, Stichel, Handäxte, Schlägel und Schaber.1 Im Laufe der Zeit wurden weitere graduelle Verbesserungen erzielt, wobei es erst in den letzten 35.000 bis 40.000 Jahren des oberen Paläolithikums zu bedeutenden technischen Fortschritten kam. Diese manifestierten sich in der Entwicklung von ersten Jagdwerkzeugen wie Messerklingen, Speerspitzen und Harpunen (ebenda). Während dieses gesamten Zeitraums war ein Leben in nomadisierenden Kleinstgemeinschaften in enger Symbiose mit der Natur dominierend. Erst vor ca. 8.000 Jahren mit Beginn des Neolithikums (Jungsteinzeit) änderte sich die soziokulturelle Struktur stark – bedingt durch eine technische Revolution (Ackerbau mit entsprechenden Werkzeugen) – hin zur agrarischen Kultur mit der Gründung von permanenten Ansiedelungen. Insgesamt kann eine soziokulturelle Evolution entlang einer gedachten technologischen Linie konstatiert werden, die von der agrarischen und agrikulturellen über die vorindustrielle und industrielle Gesellschaft schließlich bis hin zur postindustriellen Gesellschaft geführt hat.2 Die Entwicklungsverläufe des Kreationismus und Transformismus können für die Domäne der soziokulturellen Evolution damit ebenfalls ausgeschlossen werden. 5. 4.2. Überprüfung auf evolutionstypische Ablaufformen und Gesetzmäßigkeiten 1. Verzweigung Die soziokulturelle Entwicklung vollzieht sich keineswegs linear, sondern zeigt, wie die beiden anderen Evolutionsbereiche, einen bifurkativen Entwicklungsverlauf auf. Grund hierfür ist der große Freiheitsgrad, die Dynamik des soziokulturellen Gefüges – ein Kennzeichen eines Systems im dritten Zustand. Die Dynamik wird dabei sowohl durch die Gesellschaft selbst geprägt (bzw. durch die sie konstituierenden Menschen) als auch durch die Biosphäre und die Soziosphäre, die sich aus den verschiedenen Sozietäten sowie deren Infrastrukturen zusammensetzten.3 Durch die große Offenheit gegenüber Außeneinwirkungen, wie etwa technologische Revolutionen oder Kriege, werden Störungen verursacht, die das System destabilisieren und sein ordnungsgemäßes Funktionieren durch ein großes Maß an Indeterminismus ersetzen. Die dynamische Systemtheorie erklärt einen solchen Indeterminismus durch den Wegfall der stabilen und periodischen Attraktoren oder deren Substitution

systeme, in deren einstiger Funktion als Bindeglied zwischen Gesellschaft und Umwelt, obsolet machte. (vgl. Laszlo, E., 1987, S. 187 ff.) vgl. ebenda, S. 118 f. 2 vgl. Laszlo, E. (1987), S. 110 ff. 3 Wie bereits ausgeführt, handelt es sich bei den menschlichen Gesellschaften nicht um ein artifizielles System (z. B. Maschine) oder ein natürliches System (z. B. Molekül oder Protein), das eher relativ stabile Strukturen mit geringen Freiheitsgraden aufweist. Vielmehr ist die Gesellschaft vielerlei internen und externen Faktoren ausgesetzt, die das System dynamisch halten. 1

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

131

durch andere chaotische Attraktoren.1 Diesen Verlauf spiegelt nachfolgende Abbildung wider.

Abbildung 21: Die bifurkative Entwicklung soziokultureller Systeme

Quelle: Laszlo, E., 1987, S. 127

1

Laszlo unterscheidet hierbei T-Bifurkationen als Folge von destabilisierenden Einflüssen aus dem Bereich der technischen Entwicklung, K-Bifurkationen, die durch Konflikte verursacht werden sowie Ö-Bifurkationen, welche durch ökonomische oder damit teilweise verknüpfte soziale Probleme ausgelöst werden. (vgl. Laszlo, E., 1987, S. 181 ff.)

132

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

2. Funktionsänderung und Substitution Die menschlichen Sozietäten haben im Laufe der Zeit Umfang und Funktionsausrichtung stark verändert: Handelte es sich bei den nomadisierenden kleinen Familienverbänden der Hominiden noch um verwandtschaftlich gebundene Jagdzweckgemeinschaften (abgeleitet von den Tierhorden), so wurden diese während der agrarischen Epoche der Gesellschaftsbildung in kleine Dorfgemeinschaften transformiert, welche sich dem Ackerbau und der Viehzucht verschrieben und bereits gesellschaftliche und kulturelle Ausrichtungen hatten. In der weiteren Folge entwickelten sich aus den dörflichen Gesellschaften Großreiche mit komplexen Verwaltungsstrukturen und soliden wissenschaftlichen und philosophischen Grundlagen, deren Funktion sich auf den Gewerbebetrieb und den Handel ausrichtete. Über weitere Episoden bildeten sich die heutigen Nationalstaaten heraus, über zunächst industrielle Funktionsstrukturen bis hin zur heutigen Informations-, Kommunikations- und Dienstleistungsgesellschaft − also mit einer Verlagerung vom sekundären zum tertiären Sektor. Der Substitution unterliegt die Bindekraft zwischen den sozietätischen Funktionsträgern, die im Zuge der immer größeren Gemeinschaften stetig ersetzt wird: Waren die Bindungsgeber bei den frühen, auf Verwandtschaft beruhenden Systemen die internen, akzeptierten Normen und Verhaltensmuster bzw. Sitten und Gebräuche1, so muß ein angemessenes Verhalten in den heutigen modernen Großgesellschaften durch vom Staat erlassene Gesetze, rechtliche Normen und öffentliche Regelsysteme gewährleistet werden. Der Staat fungiert damit als Bindungsgeber. 3. Synorganisation und Koadaption Die zweckbezogene Korrelation von Einzelmerkmalen ist in der Domäne der soziokulturellen Evolution eindeutig: Die durch die Menschen geformten, in den jeweiligen Epochen unterschiedlich strukturierten Gesellschaftsformen waren immer zweckbezogen zusammengesetzt, in Größe wie in Struktur. So hat sich Größe und Struktur der Sozietäten zweckbezogen verändert − von den auf das Jagen ausgerichteten nomadisierenden Horden bis hin zu den auf die großindustrielle Produktion ausgerichteten Stadtgemeinschaften mit den dafür ausgebildeten Arbeitskräften. Menschliche Sozietäten haben auch immer koadaptives Verhalten gezeigt. Mit der Veränderung der Umwelt, z. B. vom Wandel der Agrar- zur Industriegesellschaft, ging auch eine Anpassung der Sozietäten einher im Sinne eines Wandels der Arbeitskräftestruktur (vom Landwirt zum Industriearbeiter) und einer Veränderung der Ansiedelungsstruktur (Ansiedelung um die Industriezentren: “Landflucht“). 4. Trendhaftigkeit der soziokulturellen Entwicklung Wie in Abbildung 21 dokumentiert, folgt die soziokulturelle Entwicklung einem Trend: die Agglomeration zu immer größeren Gemeinschaften im Laufe der Geschichte, von der Horde über Dorf und Stadt bis hin zu Stadt- und Nationalstaaten. Darüber hinaus steht die relative Einfachheit soziokultureller Systeme im Einklang mit dem allgemeinen evolutionären Trend, daß Systeme auf einer höheren Organisationsebene am Anfang immer einfacher sind als die Systeme, aus denen sie bestehen (Komplexität des biochemischen Systems “Mensch“ im Vergleich zur geringen 1

Diese sind ebenfalls als Ergebnis der Evolution während der verschiedenen Evolutionsstufen “entstanden“.

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

133

Komplexität der menschlichen Sozietäten).1 Eine signifikante Steigerung dieses Komplexitätsgrades kann bereits wahrgenommen werden, betrachtet man die Entwicklung von der einfachen Dorfgemeinschaft hin zur Weltgemeinschaft, ihren verschiedenen exekutiven und legislativen politischen Systemen sowie zum Teil stark unterschiedlich ausgeprägten Wirtschaftssystemen. 5. Übertragung der biogenetischen Regel Eine Übertragung der biogenetischen Regel in der Hinsicht, daß jede Bildung einer neuen Gesellschaftsform eine gewisse Selbstähnlichkeit mit vorhergehenden Typologien aufweist, ist in der Domäne der soziokulturellen Evolution nicht möglich. Lediglich auf Ebene der Meme – bei dem in den Gesellschaften inkorporierten Zivilisations-Know-how – wäre eine Quasi-Gültigkeit festzustellen:2 Bilden sich neue Gesellschaftsformen hin zu einer höheren Entwicklungsstufe, so basiert deren Aufbau und Struktur stets auf bereits im Laufe früherer Gesellschaftsgenerationen geschaffenem und transferiertem Wissen in den verschiedensten wirtschaftlichen, politischen, technologischen und soziologischen Bereichen. Diese Stationen werden zwar nicht, wie bei der Embryoausbildung in der Biologie, alle durchlaufen, jedoch sind sie Voraussetzung für die sozietätische Höherentwicklung. 6. Höherentwicklung mit inhärenten Gesetzlichkeiten • Eine Zunahme des Komplikations- bzw. Differenzierungsgrades der soziokulturellen Entwicklung kann, wie bereits schon unter Punkt 5 hinsichtlich der zunehmenden Komplexität konstatiert, festgestellt werden. • Ebenfalls zeigt sich eine fortschreitende Rationalisierung von Strukturen. Hier sei als Beispiel die Entwicklung der Produktionssysteme in modernen Gesellschaften angeführt, welche um ca. 1920 gekennzeichnet waren durch hohe Arbeitsteilung im Zuge der Massenfertigung und heute durch computergesteuerte Fertigungsbzw. Roboterstraßen ersetzt werden. Im Ergebnis wurde so die Wirtschaftlichkeit stetig gesteigert. • Das Sozietätswachstum der Weltgemeinschaft (Stamm Î Dorf Î Stadt Î Volk Î Welt) kann abstrahiert als eine Körpergrößenzunahme in Analogie zum biologischen Verständnis betrachtet werden. Allerdings hat diese Entwicklung nur trendhaften Charakter; episodische Phänomene wie Überschwemmungen, Erdbeben und Seuchen können eine Dezimierung der Sozietät verursachen. • Das enorme Wachstum der Weltgemeinschaft macht auch eine Ausdehnung auf bisher nicht genutzte Lebensräume unumgänglich. Als Beispiele für diese Umwelterweiterung können die zahlreichen Versuche der Fruchtbarmachung der Wüsten sowie die Rodung zahlreicher Waldgebiete dienen.

1 2

vgl. Laszlo, E. (1987), S. 114 Der Terminus des “Memes“ ist eine Schöpfung von Dawkins, die aus dem Griechischen abgeleitet wurde. Dawkins versteht im engeren Zusammenhang unter Memen beispielsweise “... Melodien, Gedanken, Schlagworte, Kleidermode, die Art, Töpfe zu machen oder Bögen zu bauen.“ Die Memweitergabe erfolgt im allgemeinen Sinn nach Dawkins durch Imitation und verhält sich funktional analog den genetischen Mechanismen. (Dawkins, R. ,1978, S. 226)

134

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

5. 4.3. Überprüfung auf evolutionstypische Antriebskräfte und Wirkungsmechanismen Eine Betrachtungsweise der Triebkräfte und Wirkungsmechanismen wie in den Domänen der biologischen und kosmologischen Evolution scheidet im Bereich der soziokulturellen Evolution aus. Das soziokulturelle System ist kein natürliches oder künstliches System, sondern eine Struktur, welche die Ergebnisse der vorherigen Evolutionen inkorporiert und damit ein System mit einer hohen Zahl von Freiheitsgraden bildet, einer Vielzahl von Innen- und Außeneinflüssen ausgesetzt ist und so multikausalen Charakter hat. Letztendlich müssen die Gesellschaften auf die sie konstituierenden Elemente – die Menschen – zurückgeführt werden, um sie auf ihre Triebkräfte hin untersuchen zu können. Menschliche Sozietäten verfügen über ein enormes Variationspotential, das sich im Zivilisations-Know-how manifestiert: Einem im Laufe der Geschichte entwickelten organisatorischen, technologischen, soziologischen und institutionellen Wissen, das von Generation zu Generation transferiert wird. Dieses Zivilisations-Know-how als Grundgesamtheit des Wissens bietet bei sich ändernden Umweltfaktoren mannigfaltige Möglichkeiten der Kombination und Anpassung.1 Ein Selektionsmechanismus wie bei der biologischen Evolution ist auch bei der soziokulturellen Evolution festzustellen: Eine Umweltveränderung zieht auch immer eine Adaption nach sich, die anpassungsfähige Sozietäten “überleben“ bzw. dominieren läßt und nicht angepaßte Gesellschaften eliminiert.2 Die soziokulturelle Evolution verfügt ebenfalls über einen Replikationsmechanismus. Hierbei handelt es sich zum einen um den Replikationsmechanismus der biologischen Evolution, der die Vervielfältigung der Strukturelemente des Systems Gesellschaft – der Spezies Mensch – sicherstellt und zum anderen um die Weitergabe und damit Replikation des bereits genannten Zivilisations-Know-hows in Form der Meme. 5. 4.4. Überprüfung auf evolutionstypische Merkmale und Kennzeichen Zur weiteren Bestätigung des Verifikationsschemas für einen evolutionären Prozeß werden im folgenden die festgestellten Merkmale und Kennzeichen der biologischen Evolution auf Identität mit der soziokulturellen Evolution hin untersucht. Hierbei wird Rückgriff auf die Erkenntnisse von Kapitel 4.4. genommen, welches den Ablauf der soziokulturellen Evolution skizziert. Wie bereits genannt, fungiert die biologische Evolution bei der Übereinstimmungsprüfung als Referenzschema. • Die Entwicklung der Gesellschaften ist aufgrund der vielen internen Freiheitsgrade und externen Beeinflussungsmöglichkeiten ein offener Prozeß, der nach dem Auftreten interner oder externer Attraktoren neue Systemgesetzlichkeiten generiert und vorausgehende obsolet macht. 1

Im Sinne der Ö-Bifurkationen kann der Wandel von der Produktions- zur Informationsgesellschaft mit dem Ausbau des tertiären Sektors verstanden werden, im Zuge dessen sich das Bild der Arbeit radikal wandelte, aber trotzdem einen gemäßigten Anpassungsprozeß aufgrund des bereits vorhandenen gesellschaftlichen IT-Wissens zuließ. 2 Hier kann als Beispiel der Wandel von der agrarischen zur industriellen Gesellschaft angeführt werden, der aufgrund der Umweltveränderung der “technologischen Entwicklung“ verursacht wurde und nicht anpassungsfähige Gesellschaften exterminierte bzw. deren Vorherrschaft ein Ende setzte.

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

135

• Evolutionäre Prozesse im Bereich der soziokulturellen Entwicklung sind, wie aus den vorhergehenden Abschnitten ableitbar, dynamische Systeme im dritten Zustand. Deren Kennzeichen ist die Lage auf "thermodynamisch" ungleichgewichtigen Organisationsebenen. Damit ist der soziokulturellen Evolution auch ein nichtlinearer Charakter bzw. Verlauf inhärent. • Neuerungen in Form von veränderten sozietätischen Erscheinungsformen sind ebenfalls ein Merkmal der gesellschaftlichen Fortentwicklung, die z. B. durch die technologische Entwicklung hervorgerufen wird. • Auch die evolutionären Verlaufslinien der soziokulturellen Entwicklung sind divergent. Dies ist eine Konsequenz des bifurkativen Charakters, dem auch die soziokulturelle Evolution unterliegt. • Der bifurkative Verlauf evolutionärer Prozesse bringt, wie schon in der Domäne der biologischen Evolution ausgeführt, eine pfadabhängige Entwicklung mit sich. Radikale Paradigmen wie etwa industrielle Revolutionen, Kriege oder Klimakatastrophen erzeugen jedoch Regimes, die sich fernab der Niveaus der Trajektorien befinden. Trotzdem wird dem pfadabhängigen Verlauf eine Regelhaftigkeit zugebilligt, da das Auftreten der radikalen Störfaktoren eher phänomenalen Charakter aufweist. • Die Gesellschaft und deren Entwicklung hat eindeutig systemischen Charakter. Dieser befähigt sie, nach kritischen Störungen (z. B. Naturkatastrophen) mittels Regel- und Steuerungsmechanismen, alternative Ruhezustände durch neue Strukturen oder Organisationsformen einzunehmen.1 • Menschliche Gesellschaften verfügen über die Eigenschaft der Autopoiesis, die für die Fähigkeit der Reproduktion ihrer Hauptkomponenten (“Spezies Mensch“ bzw. deren Gruppierungen und Vereinigungen) steht sowie die Reparatur jedweden Teils der Sozialstruktur, der durch eventuell aufgetretene interne oder externe Störgrößen beeinträchtigt wurde. Menschlichen Sozietäten kann damit das Merkmal der Selbstschaffung zugebilligt werden. • Die soziokulturelle Evolution ist ein selbstorganisierender Prozeß, was sich in den Regeln, Weisungen, Gesetzen, Verbänden, Vereinigungen, Institutionen etc. manifestiert, die zur Organisation der Gesellschaft notwendig sind. • Mit den Merkmalen der Selbstschaffung und Selbstorganisation kommt der soziokulturellen Evolution auch das Merkmal der Endogenität zu. • Die im Zuge der soziokulturellen Evolution ausgebildeten Verläufe sind irreversibel − eine Umkehr der Entwicklung ist in der Regel nicht möglich. Der stark durch die technologische Entwicklung determinierte, soziokulturelle Wandel hätte bei einer Ex-post-Betrachtung zwar an jedem Punkt seiner Entwicklungslinie unterbrochen werden oder gewisse Entwicklungsepisoden überspringen können, eine gesamtund dauerhafte Umkehr wäre jedoch nicht möglich gewesen. Eine Ausnahme, also eine reversible Entwicklung, ist nur unter einer langanhaltenden, extremen Verän1

So kann man sich z. B. vorstellen, daß in häufig von Erdbeben heimgesuchten Agglomerationen die Bebauungsstruktur von Hochhäusern hin zu soliden Flachbauten erfolgt, um eine Widerstandsfähigkeit gegenüber den tektonischen Störfaktoren auszubilden.

136

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

derung externer Faktoren denkbar, wie etwa bei einer drastischen klimatischen Veränderung, z. B. einer neuen Eiszeit. 5. 4.5. Voraussetzungen für das Entstehen eines evolutorischen Prozesses – eine Kompatibilitätsprüfung Die im Zuge der biologischen Evolution gefundene Struktur der Voraussetzungen für das Entstehen eines evolutorischen Prozesses wird im folgenden an die soziokulturelle Entwicklung angelegt, um damit das Nachweisschema für evolutorische Prozesse insgesamt weiter abzusichern. 1) Der Aufbau und die Entwicklung der menschlichen Sozietäten folgt nicht, wie in der biologischen Evolution, einem scharf umrissenen genetischen Bauplan. Vielmehr handelt es sich um einen offenen, divergenten Entwicklungsprozeß mit vielen Freiheitsgraden bzw. Entwicklungsoptionen, der durch interne und externe Einflußparameter determiniert wird. Jedoch können Meme in ihrer Form als Wissensträger als Quasi-Baupläne verstanden werden, entlang derer sich eine gesellschaftliche Entwicklung vollzieht.1 2) Ein Kopiermechanismus wurde bereits analysiert – zum einen die Replikation der Spezies Mensch unter den biologischen Funktionsmechanismen, zum anderen die Vervielfältigung des Know-hows in seinen unterschiedlichsten Ausprägungen im Zuge des Memtransfers durch Lernen bzw. Imitation. 3) Rekombinations- bzw. Vervielfältigungsmöglichkeiten wurden ebenfalls in den vorhergehenden Abschnitten festgestellt. 4) Translationsmechanismen können auf abstrahierter Ebene festgestellt werden: Bei Replikation der Meme dienen Speichermedien wie z. B. Bücher, Computerfestplatten, Magnetdatenbänder oder das menschliche Gehirn als Transformationsvorlagen oder Rezepturen für die Implementierung und Nutzbarmachung dieses Wissens, welches sich dann in Form von artifiziellen Systemen manifestieren kann.2 5) Ein Selektionsmechanismus im Sinne des Überlebens der bestangepaßten Sozitätenform wurde ebenfalls im Verlauf der vorhergehenden Abschnitte konstatiert. Abschließend wird der Funktionsverlauf der soziokulturellen Evolution gezeigt.

1

So entwickelt sich die Kommunikationsgesellschaft momentan in Richtung E-commerce, elektronischer Handel, welcher auch gesellschaftliche Änderungen in bezug auf die Gestaltung der Arbeitsplätze nach sich ziehen wird. Das Wissen zum Aufbau des E-commerce basiert auf dem weitergegebenen bzw. gesellschaftlich vorhandenen Wissen der Hard- und Softwaretechnologie, des Internets, der Netzwerktechnologie etc. 2 Hier kann als Beispiel der Herstellungsplan eines Computerchips angeführt werden.

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

137

Abbildung 22: Funktionsverlauf der soziokulturellen Evolution

Quelle: eigene Darstellung

Umweltveränderungen wirken auf die menschliche Gesellschaft und lassen z. B. bei innovationsbedingten Umweltveränderungen (u. a. industrielle Revolutionen) anpassungsfähige (Teil-)Sozietäten “überleben“. Nicht angepaßte Gesellschaften werden tendenziell eliminiert. Hier kann als Beispiel der Übergang von der agrarischen zur industriellen Gesellschaft angeführt werden. Durch Wissensvariationen kann sich die Gesellschaft zu höherwertigen Strukturen entwickeln. Die Replikation erfolgt im Sinne der Wissensweitergabe innerhalb oder zwischen Gesellschaften. Als Fazit der soziokulturellen Evolution kann festgestellt werden, daß deren Entwikklungen sich zum Großteil identisch gestalten und auf der Ebene des Gesamtsystems eine starke Wesensgleichheit aufzeigen. Insgesamt kann ein evolutionärer Verlauf konstatiert werden – nicht zuletzt aufgrund der Tatsache, daß auch die soziokulturelle Evolution Voraussetzungen und die allgemeinen Bedingungen einer evolutionären Theorie erfüllt.1

5. 5. Fazit Nachfolgend werden zusammenfassend auf einer ersten Ebene die Hauptfunktionsmechanismen und auf einer weiteren Ebene die den Charakteristiken zugeordneten Verlaufsmuster und Merkmale eines evolutorischen Prozesses dargestellt. Dabei 1

vgl. Laszlo, E. (1987), S. 111 ff.

138

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

fungiert die Domäne der biologischen Evolution im Sinne der klassischen Evolutionstheorie als Referenzmuster, für welches es Übereinstimmungen zu finden gilt. Da alle drei Disziplinen eine Ursprungstransformation aufweisen und somit einem wichtigen Teil der Definition für evolutorische Prozesse genügen, ist die Voraussetzung für die Weiterbeschäftigung im Sinne des tabellarischen interdisziplinären Evolutionsvergleichs geschaffen. Tabelle 3: Vergleich der drei Evolutionsarten Nachweiskriterien

Biologische Evolution (Referenz-Standard)

Kosmologische Evolution

Soziokulturelle Evolution

Ursprungstransformation als evolutorischer Ausgangspunkt

•

9

•

9

•

9

•

Variation

•

9 (stärker zwanghaft)

•

9

•

Selektion

•

9 (?)

•

9

•

Replikation

•

9 (?)

•

9

•

Stammesverzweigung und Spezialisierung

•

9

•

9

•

Funktionsänderung und Substitution

•

9

•

9

•

Synorganisation und Koadaption

•

9

•

9

•

Trendhaftigkeit

•

99

•

9

•

Biogenetische Regel

•

9 (?)

•

9 (?)

•

Höherentwicklung

•

9 (??)

•

9 (?)

•

Offenheit

•

9

•

9

•

Ungleichgewichtigkeit

•

9

•

9

•

Neuerungsentstehung

•

9

•

9

•

Nichtlinearität

•

9

•

9

•

Divergenz

•

9

•

9

•

Bifurkativität

•

9

•

9

•

Pfadabhängig (?)

•

9 (?)

•

9 (?)

•

Systemcharakter

•

9

•

99

•

Selbstschaffung

•

9

•

9

•

Selbstorganisation

•

9

•

9

•

Endogenität

•

9

•

9

•

Irreversibilität(?)

•

9 (?)

•

9 (?)

Ebene 1 Hauptfunktionsmechanismen (Antriebskräfte und Wirkungsmechanismen)

Ebene 2 Charakteristiken Abläufe und Gesetzmäßigkeiten

Merkmale/Kennzeichen

139

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

Voraussetzungen für evolutorische Prozesse

Validitätsprüfung für eine evolutorische Theorie

•

Genetisches Programm

•

{

•

9 (?)

•

Replikationsmechanismus

•

9 (?)

•

9 (auch auf Meme-Ebene)

•

Kombinationsmechanismus

•

9 (stärker zwanghaft)

•

9

•

Selektionsmechanismus

•

9 (stärker zwanghaft)

•

9

•

Translationsmechanismus

•

9 (stärker zwanghaft)

•

9

Ergebnis = evolut. Theorie 9

Ergebnis = evolut. Theorie 9

Ergebnis = evolut. Theorie 9

Legende: 9 = Identität gegeben, 99 = starke Identität gegeben, (?) = nur eingeschränkte Identität gegeben, (??) = kaum Identität gegeben, O = keine Identität gegeben Die Hauptfunktionsmechanismen Variation, Selektion und Replikation können mit einer gewissen Abstraktion als gemeinsame Elemente festgestellt und zusammenfassend in Vielfalt und Vervielfältigung generierende Mechanismen unterschieden werden. Gleichzeitig bilden im Ergebnis der Gegenüberstellung der einzelnen Evolutionsdomänen die Variation (Kombination), Selektion und Replikation zusammen mit einem Translationsmechanismus (in eingeschränktem Maße noch ein evolutorisches Programm im Sinne eines Bauplanes) die Voraussetzungen für das Entstehen eines evolutorischen Systems.1 Alles Leben entwickelt sich durch das unterschiedliche Überleben sich replizierender Einheiten, was als Gesetzmäßigkeit aufgefaßt werden kann.1 Insgesamt kann auch festgehalten werden, daß die drei Evolutionsdisziplinen im Bereich der Charakteristika nahezu deckungsgleich sind. Obwohl sie im Bereich der Verlaufs- und Wirkungsweise teilweise differieren, sind sie im Ergebnis jedoch zumindest wesensgleich. Damit kann auch die unter 5.2.8. zunächst als Arbeitshypothese formulierte Annahme bestätigt werden, daß die für die biologische Evolution geltenden Charakteristika und Gesetzmäßigkeiten auch für die anderen beiden untersuchten Domänen gelten. Abschließend kann allen drei Domänen der Status eines “evolvierenden Systems“ zugebilligt werden, da es sich um Verläufe gemäß der Definition von evolutionären Systemen nach Kapitel 3.2.1. handelt, nach denen evolutorische Theorien dynamisch, irreversibel und endogen, d. h. aus der Theorie heraus erklärbar sein müssen. Damit kann hiermit ein tragendes Nachweisschema verabschiedet werden, das nachfolgend zur Überprüfung des evolutorischen Kerns des technischen Wandels angewandt werden kann.

1

vgl. Witt, U. (1987), S. 25 f.

140

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

5. 6. Die Disziplin des technischen Wandels – eine Überprüfung auf Evolution Das in den vorhergehenden Abschnitten generierte und im Zusammenhang mit den drei untersuchten Evolutionsbereichen für gültig erklärte Nachweisschema wird im folgenden an den technischen Wandel angelegt. Ziel ist es, Isomorphien zu finden, die der Technikgenese eine evolutionäre Struktur zuweisen (oder diese ablehnen werden) und eine Interdisziplinarität hinsichtlich aller untersuchter Evolutionsdomänen zu ermöglichen. Beschrieben werden zuvor jedoch die Analogien zwischen dem technischen Wandel und der biologischen Evolution (und damit auch die verbundenen Bereiche der Kosmologie und Soziologie). Dadurch sollen neue Erkenntnisse gewonnen werden, z. B. die Bestätigung der bisher in den anderen Evolutionsdomänen vorgefundenen Grundmechanismen. Außerdem soll festgestellt werden, ob mit einer solchen Vorgehensweise bereits die Existenz eines evolutionären Prozesses bewiesen werden kann. 5. 6.1. Analogiebetrachtung des biologischen und technischen Wandels Im folgenden wird überprüft, inwieweit das biologische Evolutionsmodell2 für die Erklärung des technischen Wandels dienlich sein kann. Generell sind Analogievergleiche mit einer gewissen Zurückhaltung zu betrachten, wie sich schon in der klassischen Mechanik mit deren scheinbar unkritischen Ableitungen auf die Gleichgewichtstheorie und die komparative Statik gezeigt hat. Diese Modellierungen hielten letztendlich der Realität nicht stand. Dennoch lassen sich auf diese Weise unter Umständen interessante Erkenntnisse gewinnen. Viele Ökonomen stellen gewisse Analogien fest zwischen dem Bereich der biologischen Evolution und der ökonomischen Entwicklung und ihrem tragenden Element − dem technischen Wandel. Die Wichtigsten werden hier kurz vorgestellt. Metcalfe sieht drei entscheidende Funktionen, die für Evolution stehen. Dies sind die Variation, die Selektion und die Replikation. Variation kommt für Metcalfe durch die Realisierung verschiedener Produktionskonzepte zustande, die von einer technologischen Wissensbasis abgeleitet sind, und führt im Ergebnis zu differenzierten Produkten und Produktpaletten. Als Selektionsobjekte sieht Metcalfe Produkte und (Produktions-)Prozesse sowie Technologien von Firmen an. Replikationsmechanismen sind für ihn das “Firmengedächtnis“, die Erfahrungen und das Wissen. Der Replikationsmechanismus hat dabei seiner Meinung nach eher lamarkanischen Charakter.3 Bei den Arbeiten von Nelson und Winter haben Firmenroutinen einen zentralen Stellenwert für die Innovationen. Diese werden nach Meinung der beiden Ökonomen in der biologischen Entwicklungstheorie von den Genstrukturen eingenommen. Zufällige Veränderung erfolgreicher Routinen (z. B. durch Personalwechsel) entsprächen der zufälligen Mutation des Genmaterials. Jedoch ist nach Nelson und Winter die 1

vgl. Dawkins, R. (1978), S. 226 Der biologische Evolutionsprozeß wird hier als Referenzmodell genommen, da dessen Struktur und Merkmale zum überwiegenden Anteil auch bei den verbundenen Domänen der soziokulturellen und materiellen Evolution vorgefunden wurden. 3 vgl. Metcalfe, J. (1989), S. 56 f. 2

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

141

Hauptquelle von ökonomischen “Mutationen“ die Innovation.1 Dieser Ansicht von Nelson und Winter schließen sich auch Kromphardt und Teschner an.2 Sie sehen auch eine Analogie des wirtschaftlichen Konkurrenzkampfes mit dem biologischen Ausleseprozeß. Boulding identifiziert den Genotypus als Wissen des Menschen und die daraus geschaffenen Produkte als Phänotyp.3 Jedoch weist er auch darauf hin, daß in ökonomischer Hinsicht keine “genetische Information“ mit der Replikation des “Phänotyps“ weitergegeben wird; ökonomische Produkte haben keine Nachkommen. Sie “vermehren“ sich nicht aus eigener Kraft, sondern im Zuge eines Produktionsprozesses. Folglich gibt es nach Boulding auch keinen Selektionsmechanismus im klassischen Sinne.4 Boulding stellt aber eine Wesensidentität im Zusammenhang mit der Mutation fest, diese verläuft zwar weniger zufällig als im Bereich der Biologie, doch ist das menschliche Lernen, nach Bouldings Ansicht wesentlicher “Veränderungsmotor“, auch Zufälligkeiten in seiner Entwicklung ausgesetzt.5 Mokyr sieht das Wissen (technologisches Wissen) als Analogie zum Genotyp und das fertiggestellte Produkt als Phänotyp. Neue Technologien begreift er als Pendant zu einem Speziationsvorgang, der in der Biologie durch Makroevolutionen hervorgerufen werden kann. Mokyr betrachtet weiterhin die zufällige Ideenfindung als Analogie zu den biologischen Mutationen. Die beste Idee wird z. B. durch die Faktorpreise selektiert. Als taxonomische Evolutionseinheit in der Ökonomie sieht er die Technologien, deren zugrundeliegende Wissensbasis nicht durch biologische Replikation weitergegeben wird, sondern durch Information und Lernen. In der Biologie würde dies einer lamarkistischen Entwicklung entsprechen. Mokyr konstatiert weiterhin, daß Erfindungen − als Pendant zu Mutationen – selten zu technischen Revolutionen führen, genauso wie Mutationen selten zur Bildung neuer Spezies, d. h. zu Makroevolutionen führen. Als Argument dafür dient ihm der kumulative Charakter beider Entwicklungen. Allerdings führt Mokyr auch einen wichtigen Unterschied bei den Mutationen und deren Vergleichselement an: Haben Mutationen, als Kopierfehler in der DNS, einen stark stochastischen Charakter, so entstehen Inventionen und deren Derivate überwiegend beabsichtigt.6 Gould sieht wie Nelson und Winter eine Analogie der beiden Domänen im Konkurrenzkampf, der sowohl in der Biologie als Auslesekampf der Spezies als auch in der Ökonomie stattfindet.7 Weiterhin findet Gould eine Identität in dem Phänomen, daß in der Biologie nicht immer alle minderwertigen Gene ausgeschlossen werden, da die Selektion einige nicht 1 2 3 4 5 6 7

vgl. Nelson, R. und Winter, S. (1982), S. 112 ff. Diese hat jedoch in den meisten Fällen keinen Zufallscharakter, sondern ist das Resultat gezielter, langfristiger Forschungsbemühungen. vgl. Kromphardt, J. und Teschner, M. (1986), S. 240 So auch Sliwka, der die Summe aller gewonnen Erkenntnisse innerhalb eines Unternehmens als Informationsbesitzstand im Sinne des Genotyps definiert, welcher wiederum den Phänotyp determiniert. (Sliwka, M., 1997, S. 176) vgl. Boulding, K. (1981), S. 23 ff. vgl. Boulding, K. (1991), S. 12 f. vgl. Mokyr, J. (1990a), S. 350 f.; Basalla sieht für diese Intention bestimmte Beweggründe wie Marktnachfrage, Arbeitskräfteknappheit, Patentwesen etc. (vgl. Basalla, G., 1988, S. 110 ff.) Als Beispiel kann hier der “Kampf“ der Videosysteme VHS und Betamax zur Zeit ihrer Markteinführung in den 80er Jahren genannt werden.

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erfaßt und sie damit in der Population verbleiben.1 Diese Besonderheit ist auch in der Ökonomie anzutreffen, wenn z. B. trotz stetig verbesserter Technologien die scheinbar ineffizienten im Markt verbleiben.2 Hull widerlegt die häufigsten, der biologisch-ökonomischen Analogie scheinbar widersprechenden Faktoren, wie z. B. die vermeintlich höhere Geschwindigkeit von technischen Entwicklungen. Denn diese ist nur höher, wenn es sich um multizelluläre Organismen handelt. Nimmt man hingegen das Beispiel der Ausbreitung von Viren, so findet der biologische Entwicklungsprozeß in noch schnellerem Tempo statt. Ein weiterer Punkt ist die Behauptung, daß die biologische Evolution sich auf der Basis von zwei Elternteilen entwickelt, während die klassische, d. h. technische Entwicklung, da im multikausalen Kontext befindlich, multielterig verläuft. Hull widerlegt auch dieses Argument.3 Hall sieht die drei funktionellen Elemente der Evolution, die Variation, Selektion und Replikation, als die die Evolution kennzeichnenden Hauptmechanismen an und vergleicht beispielsweise die biologische Replikation mit der Informationsweitergabe in ökonomischen Systemen durch Ausbildung und Training.4 Auch Schnabl überprüft, ob biologische Faktoren in der Ökonomie eine direkte Entsprechung haben oder ob ein biologisch basierter Begriff in der Ökonomie zumindest auf der Systemebene analog angewandt werden kann. Er sieht eine Teilentsprechung für die Gene im Sinne von Nelson und Winter in den Firmenroutinen, für den Reproduktionsvorgang findet er jedoch keine direkte ökonomische Entsprechung, vielmehr muß dies, wie bei Hall, im abstrahierten Sinne als die Wissensweitergabe durch Training und Ausbildung verstanden werden. In diesem Fall erfolgt aber die replikative Weitergabe nicht an eine Nachkommenschaft, sondern als fortgesetztes Produzieren, als Quasi-Weitergabe an sich selbst. Die Selektion in der biologischen Evolution setzt direkt am Phänotyp an und wirkt durch den Fortpflanzungserfolg unmittelbar auf den Genotyp. In der Ökonomie wird zwar auch das erfolgreiche Produkt am Markt selektiert, ein direkter Erfolg kommt aber höchstens bei Ein-Produkt-Unternehmen zum Tragen. Schnabl versucht weiterhin, Analogien zu den verschiedenen Formen der Selektion und Konkurrenz zu schaffen. Dem Begriff der Mutation setzt er in abstrahiertem Sinn den Begriff der Innovation entgegen, betont aber, daß Innovationen als Endresultat von FuE-Anstrengungen überwiegend nicht zufälligen, sondern intentionalen Charakter haben. Schnabl konstatiert zusammenfassend, daß einem unmittelbaren Vergleich nicht vollumfänglich entsprochen werden kann, daß aber andererseits doch eine Vielzahl von Entsprechungen (Mikro-/Makroevolution, Konkurrenz etc.) sowie Homomorphien auf der Systemebene existieren (z. B. Genom Firma, Phänotyp Produkt), die zu ähnlichen Mechanismen oder zu vergleichbaren Ergebnismustern führen. 1

Hier sei auf das Konzept der neutralen Gene in Kapitel 3 verwiesen. Gould verweist hier im Bereich der Biologie auf den “Panda Daumen“ und in der Thematik des technischen Wandels auf die QWERTY-Tastatur. (vgl. Gould, S., 1987, S. 14 ff.) Das QWERTY-Tastatur-Phänomen bezieht sich auf Erscheinungen, bei denen früh adaptierte minderwertige Technologien im Markt “eingesperrt“ werden, während eigentlich qualitativ und technisch höherwertige Technologien “ausgeschlossen“ werden. (vgl. Arthur, W., 1989, S. 116 ff.) 3 vgl. Hull, D. (1988), S. 143 ff. 4 vgl. Hall, P. (1994). 2

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Schnabl weist generell auf die Problematik der Entsprechungssuche für das taxonomische Element hin (die Firma und die Produkte) und sieht dieses sich im Unterschied zur Biologie in Abhängigkeit vom gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Umfeld koevolutiv entwickeln.1 Nachstehende Tabelle zeigt das Ergebnis des Analogievergleichs von Schnabl. Tabelle 4: Systemvergleich der Evolutionsfaktoren Mikroevolution

A

quantitativer Wandel

Makroevolution

A

institutioneller Wandel

Gene

-

Routinen der Firmen

Allele

S

Produktionsvarianten

Ontogenese

S

Produktion

Replikation

S

Training, learning by doing

Selektion

S

Diffusion

A

Wettbewerb

Innerartlich

S

Produkt/Genom-Wettbewerb

Zwischenartlich

A

z. B. Gesetze

Gendrift

-

exogene Einflüsse

Genotyp (Genom)

S

Firma

Phänotyp

S

Produkt

Mutation

A

Innovation

Rekombination

A

Innovation

Gentransfer

A

Lizenzen

Isolation

S

Patentschutz

Population

S

Produkte/Technologien

Populationswellen

S

Konjunkturen

Stabilisierend Transformierend Disruptiv Konkurrenz

Genelemination

A

Konkurs, Wissensverfall

Irreversibilität

A

Historischer Ablauf

Legende: A = starke Analogie, S = schwache Analogie, - = keine Analogie Quelle: Schnabl, H., 1990, S. 240

1

vgl. Schnabl, H. (1990), S. 221 ff.

144

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß im Vergleich zu den Modellen der biologischen Evolution die Zusammenhänge im Bereich der sozioökonomischen Theorie sehr viel komplexer und auch vergleichsweise variabel bzw. mit mehr Freiheitsgraden versehen sind. Eine ihnen eigentümliche Struktur ist auf den ersten Blick nicht zu erkennen, was einen Analogieversuch verlockend scheinen läßt. Die kurz aufgeführten Beispiele zeigen, daß eine ganze Reihe verschiedener, mehr oder weniger plausibler Analogiemöglichkeiten denkbar sind, die jedoch noch in keiner Weise einen Evolutionsprozeß des technischen Wandels rekonstruieren können, da sich für einige wesentliche Strukturkonstanten der biologischen Evolution, wie z. B. Geno- und Phänotyp, keine (exakten) Äquivalente finden lassen bzw. viele scheinbar analoge Elemente und Strukturen ausreichend Spielraum für unterschiedlichste Interpretationen lassen. Der Analogievergleich kann zwar zu neuen Erkenntnissen führen, birgt aber andererseits auch die Gefahr, die jeweiligen Besonderheiten der ökonomischen Evolution zu übersehen und dient meist nur einem heuristischen Zweck. Aus diesem Grund ist eine differenzierte Betrachtung der Ähnlichkeiten und Unterschiede der beiden Entwicklungsprozesse unbedingt notwendig. Überwiegend wird in der ökonomischen Literatur konstatiert, daß ökonomischen Entwicklungsprozessen eigenständige Konzeptionen zugeschrieben werden sollten, aber dennoch der Versuch sinnvoll ist, allgemeine Eigenschaften z. B. auf systemtheoretischer Ebene zu identifizieren, um geeignete Standards oder Grundmechanismen für einen solchen ökonomischen Ansatz liefern zu können. Um das Wesen des technischen Wandels zu finden, ist es fruchtbarer, Isomorphien (oder Homomorphien) zur biologischen Evolution nachzuweisen, die an taxonomische Elemente gekoppelt sind.1 Diesem Ansatz wird in den nächsten Abschnitten gefolgt. 5. 6.2. Überprüfung des Wesens und der Struktur des technischen Wandels Im folgenden wird das anhand der Untersuchung der biologischen, kosmologischen und soziokulturellen Evolution festgestellte Nachweisschema auf die Domäne des technischen Wandels der Evolution angewandt, um feststellen zu können, inwieweit der technische Wandel ein evolutorischer Prozeß ist. Hierbei werden auch Besonderheiten des technischen Wandels herausgearbeitet. Im Verlaufe der folgenden Abschnitte wird auch untersucht, inwieweit der technische Wandel von der Entwicklung der Sozietäten deteminiert wird oder ob eine Interdependenz im umgekehrten Sinne konstatiert werden kann.2 5. 6.2.1. Ursprungstransformation In Kapitel 5.2. bis 5.4. wurde festgestellt, daß eine Verlaufsentwicklung von einem Ursprungspunkt aus kennzeichnendes Element eines evolutionären Prozesses bzw. allen bis dahin untersuchten Evolutionsdomänen inhärent ist. Dabei konnten auch jeweils Prozeßfortschreibungen nach dem aus der Biologie entlehnten Muster des Kreationismus und Transformismus ausgeschlossen werden. 1 2

vgl. De Bresson, C. (1987), S. 757 f. Diese Thematik wurde bereits unter Kapitel 5.4.1. im Ansatz ausgeführt.

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Auch im Bereich des technischen Wandels, in einer sehr frühen historischen Phase der Artefakteentwicklung, läßt sich diese Quasi-Gesetzmäßigkeit feststellen.1 Mehrheitlich lassen sich die Vorläufer des heutigen Standes der Technik auf primitive Steinwerkzeuge zurückführen, die im Zuge der über die weiteren Epochen gemachten Entdeckungen wie etwa die Metallurgie oder in der jüngeren Vergangenheit die Kunststoff- und Edelmetallkunde ihre Form und Konsistenz änderten. Durch Nutzung neu entstandener Energietechnologien wie der Wasserkraft, Dampfkraft und Elektrizität wurden sie funktionell zu Maschinen integriert, die wiederum Produktionsanlagen und Industriezweige formten. Basalla führt als Beispiel einer solchen Ursprungstransformation die Geschichte des Hammers an, der sich von einem einfachen Steinwerkzeug zum maschinell betriebenen Dampfhammer entwickelt hat.2 Abbildung 23: Die Entwicklung der Artefakte am Beispiel des Hammers

Quelle: Basalla, G., 1988, S. 20

Ein anderes Beispiel einer Ursprungstransformation ist die Entstehung des Rades, das bereits vor ca. 5.000 Jahren erfunden wurde. Es entwickelte sich von Ochsenkarren, Wind- und Wasserrädern über Turbinen hin zu auf dem elektromagnetischen Prinzip beruhenden Motoren − alle diese Entwicklungsstufen beruhten auf dem mit dem Rad verbundenen Kreis- bzw. Rotationsprinzip.3

1

Das Wesensmerkmal der Urspungstransformation läßt sich jedoch auch in der modernen Artefakteentwicklung feststellen. So ist jede neue Technologie wieder “Startpunkt“ für die Entwicklung von Folgetechnologien. vgl. Basalla, G. (1988), S. 20 3 vgl. ebenda, S. 7 ff. 2

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Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

Im Transistor manifestiert sich ebenfalls eine Entwicklung von einem Ursprungspunkt aus. Die (Germanium-)Transistoren, die 1951 erfunden wurden, fanden zuerst Anwendung im militärischen Bereich. Die Weiterentwicklung des Silizium-Transistors wurde 1954 in Radioausrüstungen für verschiedene Zwecke (z. B. für Flugzeuge) und später dann in Computern eingesetzt. Im Zuge des weiteren Wandels wurden immer mehr Transistoren auf einer Halbleiter-Basis integriert, was den Beginn der eigentlichen Chipentwicklung einläutete (1959). Mit der stetigen Verkleinerung des Chips bei gleichzeitig kontinuierlich wachsender Speicherkapazität wurde er in immer verschiedenartigere Gebiete eingesetzt (medizinische Geräte, Taschenrechner etc.), die schließlich mit dem sogenannten “Mikroprozessor“ den Höhepunkt in der PCAnwendung fand.1 Bis auf die Entwicklung des Hammers aus primitivsten Steinwerkzeugen lassen sich die genannten Beispiele nicht zu einem absoluten Ursprungspunkt zurückführen, sondern haben ihren Anbeginn, wie das Beispiel des Transistors gezeigt hat, in der jüngeren Vergangenheit. Dennoch lassen sich auch die letztgenannten Beispiele in Übereinstimmung mit einer darwinistischen Linie auf einen absoluten Nullpunkt zurückführen: Ohne die Entwicklung der Werkzeuge wäre die Erfindung und Herstellung des Rades nicht möglich gewesen. Die Herstellung von Turbinen wäre wiederum ohne die Rad-, Kreis- und Rotationstechnik nicht denkbar gewesen. Für die Herstellung des Transistors war die Entdeckung der Elektrizität auf einer früheren zeitlichen Stufe notwendig. Ohne den Transistor, als ein integraler Bestandteil des Computers, wäre die Herstellung von Mikro-Computern nicht möglich gewesen. Diese Beispiele ließen sich beliebig fortsetzen und weisen bereits auf gewisse Eigenschaften des technischen Entwicklungsbzw. Wandelsprozesses hin. Dadurch, daß technisches Wissen sich kumulativ entwickelt, baut auch der technische Wandel in der Regel auf die Erkenntnisse der jeweiligen Vorstufen auf und ist von zunehmender Komplexität gekennzeichnet. Die Unzerstörbarkeit der technischen Linien ist eine weitere Eigenschaft – auch wenn das Wasserrad eigentlich heute keine große Bedeutung mehr hat, so ist doch dessen technisches Prinzip auf höherer Ebene erhalten geblieben, da der Wissensspeicher nicht wie in der Biologie mit dem Aussterben einer Spezies bzw. häufig dessen Genom verloren geht, sondern in Form von gespeicherten Informationen für nachfolgende Generationen erhalten bleibt. Abschließend zu diesem Teilkapitel kann festgestellt werden, daß eine Entwicklung des technischen Wandels aus einem Ursprungspunkt stattgefunden hat. Auf eine Vertiefung der Eigenschaften und eine Erweiterung im Zusammenhang mit der Entwicklung des technischen Wandels wird im nächsten Abschnitt eingegangen.

1

vgl. De Bresson, C. (1991), S. 242 f.; Basalla, G. (1988), S. 43 ff.; Als analoge Prozesse im Sinne einer Ursprungsentwicklung können die Entwicklung der Dampfmaschine und des Elektomotors angeführt werden. (vgl. Basalla, G., 1988, S. 35 ff.)

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5. 6.2.2. Überprüfung auf evolutionstypische Ablaufformen und Gesetzmäßigkeiten Nachfolgend wird der technische Wandel hinsichtlich seiner Abläufe und Gesetzmäßigkeiten auf evolutorische Charakteristiken überprüft. Dies erfolgt in Form eines Vergleiches anhand der bei der kosmologischen, biologischen und soziokulturellen Evolution übereinstimmend festgestellten Merkmale. 1. Technikverzweigung und -spezialisierung Der technische Wandel vollzieht sich keineswegs linear, sondern ist auch durch Trendbrüche und Diskontinuitäten gekennzeichnet.1 Gründe hierfür sind die immer höhere Komplexität von technischen Systemen − durch die stetig wachsende Anzahl seiner konstituierenden Komponenten (z. B. das System Automobil mit all seinen Teilsystemen wie Fahrdynamiksystemen, Kommunikationssystemen etc.), welche die Entwicklung des Systems destabilisieren. Die Destabilisierung wird weiterhin durch die Verbindung zu umweltlichen Kontextfaktoren wie Gesellschaft, Institutionen und Wirtschaft hervorgerufen. Idealtypisch wird für den Verlauf des technischen Wandels ein S-förmiger, nicht linearer Kurvenverlauf angenommen, der über die frühe Adaption zur breitflächigen Diffusion bis zur Degeneration an der technologischen Grenze führt, wo er idealerweise mit dem Aufkommen eines neuen technologischen Paradigmas bzw. einer neuen industriellen Revolution von neuem beginnt.2 Ein Beispiel für solche im Ergebnis nichtlinearen Verläufe des technischen Wandels ist etwa die Entwicklung der Videotechnik, die parallel mit den Systemen VHS und Betamax begann, wobei sich letztendlich nur das erstgenannte System durchsetzen konnte. Das Aufzeichnen und Abspielen auf Videoband im herkömmlichen Sinne wird gegenwärtig in immer stärkerem Maße durch die DVD-Technik ersetzt. Ein anderes Beispiel einer nichtlinearen technologischen Entwicklung ist die des Kühlschranks: Kühlung wurde zuerst durch den Niederdruck-Verdampfer 1755 − vor allem in der medizinischen Anwendung − genutzt und wurde später durch die Hochdruck-Verdampfung ersetzt, die sich in Anwendungsgebieten wie der Eiserzeugung und der Lebensmittel- und Fleischkonservierung auf Ozeandampfern durchsetzte. Mit dem Ammoniak als Verdampfungsmittel wurde Kühlung breitflächiger nutzbar gemacht, wie etwa in Warenhäusern, Hotels und Lkws. Erst 1930 hat sich dann schließlich der Kühlschrank als letzte Anwendungsfacette für den breiten Gebrauch entwickelt.3 Dosi beispielsweise erklärt die Verzweigung des technischen Wandels mit den verschiedenen Verlaufsmöglichkeiten einer technologischen Trajektorie, die dieser innerhalb eines technologischen Paradigmas einnehmen kann. Die Verlaufsentwikklung wird letztendlich bestimmt durch technologische und ökonomische Variablen.4 Dosi geht in einem 1988 veröffentlichten Aufsatz im Detail auf die seiner Meinung nach maßgeblichsten Faktoren ein, die für den Verlauf des technischen Wandels 1

vgl. Braudel, F. (1981), S. 334 vgl. Perlitz, M. (1988), S. 50 vgl. DeBresson, C. (1991), S. 242 f. 4 vgl. Dosi, G. (1982), S. 154 f. 2 3

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eine Rolle spielen. Diese gliedert er in technologie- bzw. produkt- sowie unternehmensspezifische Faktoren. Unter diese Faktoren subsumiert er technologische Chancen, Aneignungsmöglichkeiten von technischem Wissen, marktliche Anreize (Nachfrage, Einkommenselastizität usw.), Externalitäten (Infrastruktur, komplementäre Technologien etc.), Unternehmensgröße, verfolgte Innovationsstrategien sowie den technologischen Leistungsstand des Unternehmens.1 Mit der Bildung von immer mehr technologischen Paradigmen steigen auch die Möglichkeiten der technologischen Spezialisierung.2 2. Funktionsänderung und Substitution Für eine Funktionsänderung im Verlauf des technischen Wandels kann nochmals die Kühltechnik genannt werden, die originär ausschließlich im medizinischen Bereich der Erfüllung von Temperierungsaufgaben diente. Im Laufe der Zeit und der weiteren technologischen Verbesserung wurde diese Technologie schließlich mit einem quasi 100%igen Penetrationsgrad auf seiten der Privathaushalte zur Kühlung und Erhaltung von Lebensmitteln eingesetzt. Ein weiteres Beispiel für eine Funktionsänderung ist die Verbrennungsmotorentechnik, die ursprünglich ausschließlich zur Erfüllung von Antriebsaufgaben diente (Kraftfahrzeuge, Flugzeuge etc.), aber heutzutage vielfältige andere Funktionen einnimmt, wie etwa Stromerzeugung und Pumpenfunktion (mit benzinbetriebenen Aggregaten). Die technologische Entwicklung von der Dampfkraft hin zur Elektrizität kann als Beispiel für eine Substitution dienen. Durch die Weiterentwicklung der Dampfmaschine durch James Watt (1781)3 wurde die Nutzung auf Dampfwagen, Lokomotiven und schließlich sogar Automobile übertragen.4 Mit der Entdeckung der Elektrizität und ihrer technischen Anwendung auf Elektromotoren wurde die dampfbetriebene Lokomotive sukzessive von elektrisch betriebenen Zügen ersetzt.5 3. Synorganisation und Koadaption Auch im Bereich der Technik sind vergleichbare Synorganisationen feststellbar. So haben sich im Zuge des technischen Wandels Artefakte bzw. einzelne technische Komponenten zu Techniksystemen entwickelt, die gleichzeitig verschiedene Technologien inkorporieren.6 Die zweckbezogene Korrelation von einzelnen Technologien und Techniken zu einem System mit konkreter Funktion und Aufgabenstellung ist Kennzeichen solcher 1 2

3 4 5 6

vgl. Dosi, G. (1988b) Nimmt man beispielsweise die Gentechnologie, Halbleitertechnologie und Informationstechnologie als technologische Paradigmen an, so spannen diese ein weites Feld an technologischen Spezialisierungsmöglichkeiten auf (z. B. Entwicklung der Bio-Chips). Hier ging es um eine technische Verbesserung an den Dampfmaschinen, die eine Drehzahlregelung und damit eine Leistungsanpassung zuließ. (vgl. De Bresson, C. (1991), S. 242 f.). vgl. De Bresson, C. (1991), S. 242 f. führt dies am Beispiel der Entwicklung der schwedischen Eisenbahn aus. (vgl. Lundgren, A., 1991, S. 65). Ein Beispiel für ein technisches System ist eine computergesteuerte Werkzeugmaschine, die auf rudimentärer artefaktischer Ebene Werkzeugfunktionen erhalten hat, wie etwa Bohren und Fräsen, gleichzeitig aber auch fortentwickelte Technologien wie die Elektrizität und Halbleitertechnologie einschließt. Die Bedeutung des technischen oder technologischen Systems soll dabei im vorliegenden Fall im engeren Sinne verstanden werden, d. h. ausschließlich auf die Techniksphäre bezogen sein. Im weiteren Sinne wird auch der umweltliche Kontext mit einbezogen, da die technologische Entwicklung immer im Zusammenhang mit diesem Umfeld zu sehen ist. (vgl. Hughes, T., 1987, S. 59)

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Techniksysteme. Auch der moderne Personal Computer stellt ein synorganisationales System dar, dessen Komponenten wie etwa Transistoren und Verstärker die Elemente eines integrierten Schaltkreises bilden – eines der vielen Technikelemente des PCs, der wiederum die vier Grundfunktionen eines Mikrocomputers (Eingabe, Ausgabe, Operationenausführung, Datenspeicherung) abdeckt.1 Wie schon erwähnt, ist technischer Wandel nicht isoliert zu betrachten, sondern immer im Zusammenhang mit seiner Umwelt.2 Diesem Tatbestand wird in der Literatur mit dem Begriff des “Technologischen Systems“ Rechnung getragen, der impliziert, daß Institutionen (z. B. Universitäten), der Staat, die Gesellschaft und selbst die Wirtschaft mit ihren Industrien für den Verlauf des technischen Wandels maßgeblich sind bzw. letzterer die Umfeldentwicklung beeinflußt.3 Aufgrund dieses Sachverhaltes kann ein quasi koadaptiver Verlauf von Umwelt und technischem Wandel ausgemacht werden.4 In die Thematik der Koadaption spielen auch die “Science-Push“- und “Demand-PullAnsätze“ eine Rolle, die zum einen von einer angebotsindizierten Entstehung von Innovationen (aus der FuE) und zum anderen von einer marktnachfrageindizierten Entstehung von Innovationen ausgehen. 4. Trendhaftigkeit des technischen Wandels Im Verlauf des technischen Wandels kann eindeutig eine trendhafte Entwicklung in Richtung höherer Komplexität der technischen Systeme festgestellt werden. Dies vor allem hinsichtlich der wachsenden Integration von Subsystemen und im Zusammenhang mit dem zunehmenden technologischen Wissen (von einfachen Werkzeugen zu Maschinen, vom Chip zum Mikrocomputer, Integration von Maschinen und Computern zu computergesteuerten Fertigungsstraßen). Maßgeblich für diese Trendhaftigkeit ist der bereits genannte kumulative Charakter des technischen Wandels.5 Diese Trendhaftigkeit kann beispielsweise an der Entwicklung des Düsentriebwerks dokumentiert werden.

1

vgl. De Bresson, C. (1987), S. 755 Boulding interpretiert in diesem Kontext den technischen bzw. ökonomischen Wandel als Teil des gesellschaftlichen Wandels. (vgl. Boudling, K., 1991, S. 9) 3 vgl. Lundgren, A. 1991, S. 36 f. 4 Diese Abhängigkeit trifft zumindest in starkem Maße für die Vergangenheit zu, in der technologische Revolutionen immer auch das Bild der Gesellschaft formten. So fand z. B. mit der Entdeckung der Dampfkraft und später der Elektrizität eine Verlagerung der industriellen Struktur statt; von der manuellen arbeitskräfteintensiven Produktion zur maschinellen großindustriellen Produktionen mit der dementsprechenden Änderung der Gesellschaftsstruktur (z. B. Ausbildungsniveau). Heutzutage ist auch eine Beeinflussung vice versa feststellbar, nimmt man etwa die Verknappung der Primärressourcen zum Anlaß, nach Alternativen zu forschen. Ein anderes Beispiel ist das Instrumentarium der Technologiepolitik auf der Seite des Staates, um Forschungsanstrengungen auf bestimmte Technologiefelder zu lenken. 5 vgl. Basalla, G. (1988), S. 21 ff. 2

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Abbildung 24: Trendhaftigkeit des technischen Wandels am Beispiel des Düsentriebwerks

Quelle: Constant, E. W., 1980, S. 4

Die Abbildung zeigt in ihrer Mitte den hauptsächlichen artefaktischen bzw. technischen Entwicklungsverlauf vom Dampfmotor über den Verbrennungsmotor hin zum Jetantrieb, der aus basalen Techniken wie Wasserrädern und Wasserturbinen hervorgegangen war. Gleichzeitig thematisiert die Darstellung die dafür maßgeblichen technologischen Entwicklungen wie Hydro-, Thermo- und Aerodynamik. Die Grafik macht auch die genannte zunehmende Komplexität technischer Systeme im Laufe ihrer Entwicklung deutlich. Jedoch muß diese Trendfortschreibung als Regelhaftigkeit verstanden werden, da vereinzelt auch unterlegene Techniken bzw. Techniken, die nicht den letzten Stand von Wissenschaft und Forschung repräsentieren, über einen längeren Zeitraum hinweg Anwendung finden. Hier sei das Beispiel der bereits genannten QWERTYTastatur angeführt, deren Anordnung aus ergonomischen Gründen einer schnellen Schreibarbeit hinderlich ist − sie blieb trotz deutlich effizienterer Möglichkeiten der alternativen Tastaturanordnung bestehen.1 David macht für dieses Phänomen Skaleneffekte, die Irreversibilität des technischen Wandels sowie gewisse technische Interdependenzen verantwortlich. Unter letzteren versteht er eine Systemkompatibili1

Hier hätte sich beispielsweise eine Anordnung nach der Sequenz DIHATENOR angeboten, jedoch gab es darüber hinaus noch eine Fülle von anderen Möglichkeiten der Tastaturanordnung und Keyboardgestaltung. (Lundgren, 1991, S. 66)

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tät zwischen der Hardware (der Tastatur) und der Software (dem Gedächtnis bzw. der Routine des Anwenders), die eine Abkehr von dieser Anordnung nur schwer möglich macht.1 Denkbar ist aber auch die Ursache der entwickelten, im Markt weitflächig penetrierten Kompatibilitätsprodukte (z. B. Softwareprogramme, die auf bestimmten Tastaturanordnungen oder Tastenkombinationen zum Auslösen bestimmter Funktionen beruhen). Ein weiterer Autor, der sich mit dieser Erscheinung beschäftigt, ist Arthur. Er führt hier das Beispiel der Verbreitung des Leichtwasserreaktors an, der technisch dem gasgekühlten Reaktor unterlegen ist. Durch eine Reihe von zufälligen Ereignissen auf politischer Ebene und der Ebene der Technologieentscheider wurde der erstgenannten Technologie zum Zeitpunkt der Entscheidung den Vorzug gegeben. Arthur bezeichnet solche Vorgänge als “technological-lock-ins“, die ihre Hauptursachen in kleinen historischen Ereignissen haben.2 5. Übertrag der biogenetischen Regel auf den technischen Wandel In der biologischen Evolution sagt die biogenetische Regel aus, daß die Ontogenese, vor allem die des Fötus, eine kurze, rasch ablaufende Rekapitulation der Phylogenese ist. Untersucht man die Domäne des technischen Wandels auf eine solche Gesetzmäßigkeit hin, so kann man auf abstrakterer Ebene auch hier einen solchen Sachverhalt feststellen: Da technischer Wandel eine kumulative Entwicklung aufweist, hat jede Innovation das akkumulierte technologische Wissen ihrer Vorgänger inkorporiert. Diese Wissensbasis wird bei der jeweiligen Suche nach Innovationen wieder genutzt und erweitert.3 Es werden zwar, nicht wie im Zuge der embryonalen Ausbildung in der biologischen Evolution, alle phylogenetischen Stadien durchlaufen, so daß bei jeder Innovation alle vorherigen Innovationen nochmals realisiert werden müßten, dennoch erweitert jede “Ontogenese“ (jede Innovation) die “Phylogenese“ (die technologische Basis). Damit weisen die beiden Disziplinen eine gewisse Wesensgleichheit auf, jedoch kann keine völlige Isomorphie konstatiert werden. 6. Höherentwicklung des technischen Wandels Im folgenden werden die bei den drei Evolutionsdomänen festgestellten Abläufe im Zuge der Höherentwicklung auf Wesensgleichheit mit dem technischen Wandel untersucht: • Zur Zunahme des Komplikations- bzw. Differenzierungsgrades: Die Regelhaftigkeit der steigenden Komplikation und Differenzierung wurde bereits in Punkt 5 festgestellt. • Eine fortschreitende Rationalisierung von Strukturen kann ebenfalls festgestellt werden. Am Beispiel des Automobilbaus kann gezeigt werden, daß technischer Wandel durch eine stetig wachsende Modellvielfalt bei gleichzeitiger Steigerung der technischen Komplexität mit immer weniger Teilen realisiert wird.4 Eine identi1

vgl. David, P. (1985), S. 332 ff. vgl. Arthur, W. (1988), S. 595 In diesem Zusammenhang sind aber graduelle bzw. inkrementale technische Fortschritte gemeint, die sich akkumulieren. Diese Eigenschaften gelten nicht für das Auftreten von technologischen Revolutionen, die den Beginn einer neuen technologischen Epoche bilden und vorherige Technologien ersetzten. (vgl. De Bresson, C., 1987, S. 753) 4 Hierfür sind Produktionsprinzipien wie das Baukastenprinzip oder die Nutzung von Gemeinteilen maßgeblich. Auch die Substitution von herkömmlichen Kabeln zur Vernetzung der Elektronikkomponenten beim Automobil wurde aufgrund der kaum noch beherrschbaren Komplexität durch die LAN-Bus-Technik erforderlich. 2 3

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sche Entwicklung besteht im Flugzeugbau, wo immer mehr mechanische Funktionen und Teile durch Elektronik ersetzt werden. • Eine Körpergrößenzunahme, wie sie sich in den anderen Evolutionsdisziplinen manifestiert, ist für den technischen Wandel eher nicht zutreffend. Es handelt sich hier vielmehr um eine gegensätzliche Entwicklung bzw. um einen Trend1, wie am Beispiel der immer kleiner werdenden Computerchips (bei stetiger Leistungssteigerung), der Miniaturisierung der Mobiltelephone2 und Notebooks3 festgestellt werden kann. Jedoch hat auch diese Regel ihre Ausnahmen, nimmt man die technologischen Möglichkeiten beim Flugzeugbau, der Flugzeuge mit Transportkapazitäten von mehr als 600 Flugpassagieren durchaus zuläßt. Nachfolgende Abbildung zeigt die Miniaturisierung von elektronischen Bauteilen wie z. B. Transistoren oder integrierten Schaltkreisen anhand der zunehmenden Teile pro Flächeneinheit. Abbildung 25: Die Miniaturisierung elektronischer Bauteile

Quelle: Braun, E. und Mac Donald, S., 1978 in Sahal, D., 1985, S. 69

• Technologischer Wandel breitet sich aus. Nimmt man das Beispiel des Fernsehers oder des Computers, so hält dieser auch in technisch unterentwickelten Regionen unserer Welt Einzug und erreicht bei bestimmten Basisinnovationen (z. B. Elektrizität) eine quasi globale Penetration. Die Umwelterweiterung hat neben der physischen noch eine weitere Dimension, nämlich ihre Expansion auf andere Wissenschaftsbereiche. So ist die Gentechnologie ein relativ junger Forschungszweig, den zu analysieren erst durch bestimmte technische Fortschrittsprozesse im Be1 2 3

vgl. hierzu auch Conesa, E. (2000), S. 204 Hier setzt eher die Ergonomie als die technischen Möglichkeiten die Grenze. Hier kommt vor allem die Nanomechanik und -technik zum Einsatz.

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reich der Biologie und Chemie1 möglich wurde: ein Beispiel für eine Technologiefeldexpansion. Neben diesen fast vollständig übereinstimmenden Abläufen und Gesetzmäßigkeiten gibt es jedoch spezifische Ablaufmuster, die den technischen Wandel von den bisher untersuchten Evolutionsdisziplinen unterscheiden: • Die technische Entwicklung verläuft sehr viel schneller als die biologische Evolution. Die Transformation von Invention zu Innovation ist beabsichtigt und “wartet“ nicht auf eine Selektion von zufällig vererbtem genetischen Material. Diese Entwicklung hat insgesamt lamarckistischen Charakter – gespeicherte Information, bzw. “Angelerntes“ im lamarkistischen Sinne, wird an Dritte weitergegeben, z. B. via Gedächtnis oder anderen Speichermedien. Jedoch hat diese Regel keinen allgemeingültigen Charakter, sondern ist eher eine Regelhaftigkeit, denn wie schon im Vorfeld erwähnt, ist z. B. die Entstehung und Verbreitung von Viren im Feld der Biologie ein deutlich schnellerer Prozeß als der technische Wandel.2 • Die technische Evolution akzeleriert immer stärker, d. h. sobald eine technologische Plattform3 etabliert ist, entstehen die daraus resultierenden technischen Derivate in immer kürzeren Zyklen. Dies hat seine Ursache im kumulativen Charakter des Wissens und technischen Know-hows in Form von ausgeführten Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationstätigkeiten. •

Wissen baut sich in immer stärkerem Maße auf und ermöglicht in immer kürzerer Zeit die Generierung neuer und verwandter Produkte.4 Technologien synthetisieren zu immer komplexeren Gebilden und Einheiten (technologischen Systemen). Die “technologische Grenze“ bildet den jeweiligen “Rand“ dieser Akzelerationsentwicklung.

• “Nicht-Exklusivität“ und “Unzerstörbarkeit der technischen Linien“: In der Biologie stirbt eine nicht angepaßte Spezies über kurz oder lang aus – nicht so beim technischen Wandel. (Wissens-)Elemente eines überkommenen technischen Systems können erhalten bleiben (oder existieren zumindest auf Ebene der Meme weiter) und können in ein moderneres System übergehen.5 • Charakteristisch für den technischen Wandel ist auch seine intertechnologische Fortentwicklung. Neue technische Entwicklungen entstehen mehrheitlich aus einer Synthese von vielen verschiedenen Technologien und bilden ein technologisches System mit komplementären Komponenten und verschiedenartig gebundenem

1

Die Verwendung des Begriffs des technischen Fortschritts wird hier durch eine Ex-post-Betrachtung legitimiert. vgl. Luhmann, N. (1984), S. 589. An dieser Stelle sei beispielhaft auf die Entwicklung im Flugzeugbau hingewiesen, die erst um die Jahrhundertwende in ersten Ansätzen realisiert werden konnte und bis heute, gemessen an biologischen Entwicklungszyklen, innerhalb sehr kurzer Zeit zu technisch immer ausgereifteren und höherstehenden Flugmaschinen im militärischen und zivilen Luftfahrtbereich geführt hat (z. B. von den Propellerantrieben zu den Strahltriebwerken). 3 Diese ist im Sinne des von Dosi definierten technologischen Paradigmas oder des von Rosenberg bezeichneten technologischen Regimes zu verstehen. 4 Hier sei nochmals das Beispiel des Computerchips angeführt, der erst in der jüngeren Vergangenheit “entdeckt“ wurde bzw. dessen technologisches Paradigma eine relativ lange Reifezeit benötigte. Mit der kommerziellen Anwendung des Chips und seiner Diffusion entstanden in der Folge in immer kürzeren Zeitspannen immer leistungsfähigere (Speicherkapazität, Taktzeit) und kleinere Einheiten. Ein anderes Beispiel ist die Entwicklung im Mobilfunksektor, über das B-Netz, C-Netz und den heutigen Netzanbietern zu immer kleineren Mobilfunkgeräten mit immer besseren Leistungsdaten (Stand-by und Sprechzeit, Funktionsvielfalt, Mehrbandtechnik etc.) in immer kürzeren Zeitspannen. 5 Obwohl technologisch veraltet, sind Segelschiffe noch zu bestimmten Zwecken im Einsatz. Ebenso ist das technische Prinzip des Wasserrades in der heutigen Turbinentechnik z. B. zur Energieerzeugung erhalten. 2

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technologischen Wissen.1 Eine solche Fortentwicklung ist in der Biologie eher unüblich – Spezies und Arten pflanzen sich i.d.R. innerhalb ihrer Linien fort.2 Die Synthese verschiedener Technologien zu einem System spiegelt nachfolgende Abbildung wider. Abbildung 26: Technologische Subsysteme einer Kopiermaschine

Quelle: Frumau, C.C.F., 1992, S. 116

• Eine weitere Besonderheit des technischen Wandels ist seine Interdependenz zur Umwelt. In der evolutionär ausgerichteten Forschungsliteratur findet man hierzu ein mehr oder weniger kongruentes Meinungsbild. Der Prozeß der Technikgenese entwickelt sich nicht isoliert vom gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Kontext. Dies wird auch von Basalla konstatiert, der die Innovation bzw. den technischen Wandel aus einem Zusammenspiel von psychologischen und sozioökonomischen Faktoren entstehen sieht.3 Er begreift Technologie nicht als unmittelbare Folge der FuE –“technology is not the servant of science“ – und begründet dies damit, daß, lange bevor es die Wissenschaft per se gab, der Mensch bereits innovierte, etwa im Bereich der Werkzeuge oder der Metallurgie. Letztere wurde entdeckt und genutzt, ohne daß das Wissen um die chemischen Prozesse explizit bekannt war.4 Grundmann schließt sich dieser Ansicht an und sieht das Fortschreiten des tech-

1

So ist zum Beispiel der integrierte Schaltkreis ein Basiselement des Computers, der wiederum aus Transistoren, integrierten Schaltkreisen etc. besteht − diese Einzelbausteine sind wiederum Syntheseergebnisse verschiedener Technologien. vgl. De Bresson, C. (1987), S. 751 ff. 3 vgl. Basalla, G. (1988), S. 65 4 vgl. ebenda, S. 27 2

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nischen Wandels bzw. das Entstehen von Innovationen als Ergebnis von gleichermaßen technischen und sozialen Prozessen an.1 Für Hughes entsteht technischer Wandel in einem technologischen System, das durch ein Wechselspiel aus technologischen, sozialen, politischen und ökonomischen Prozessen gekennzeichnet ist.2 Laszlo versteht die Entwicklung der Sozietäten zwanghaft entlang einer durch den technischen Wandel vorgegebenen Bahn und bezeichnet “Technologie als Agens gesellschaftlicher Veränderung“.3 Insgesamt kann die Dominanz des technischen Wandels über die gesellschaftliche Veränderung, zumindest in früheren Epochen, festgestellt werden – dies schließt auch das politische und wirtschaftliche Umfeld mit ein. In der jüngeren Zeit entstand jedoch ein gegenseitiger Beeinflussungsraum, in dem der technische Wandel und seine (soziale) Umwelt interdependent sind.4 5. 6.2.3. Überprüfung auf evolutionstypische Antriebskräfte und Wirkungsmechanismen Die über die drei untersuchten Evolutionsbereiche festgestellte Kausalstruktur von Variations-, Selektions- und Replikationsmechanismen, die für einen evolutionären Prozeß kennzeichnend ist, wird im folgenden auf die Entstehung des technischen Wandels angewandt. Bei der Untersuchung der kausalen Abläufe im Bereich des technischen Wandels stellt sich die zentrale Frage nach der taxonomischen Einheit, d. h. dem evolvierenden Element. Diese Einheit muß Anforderungen wie Stabilität und Interdependenz mit der Umgebung aufweisen.5 Als das diesbezügliche zentrale Element des technischen Wandels wird das Produkt oder der Prozeß (bspw. ein Produktionsprozeß) bestimmt. Technologisches Wissen, soziale, politische und ökonomische Faktoren könnten ebenfalls für eine solche zentrale Funktion herangezogen werden; sie scheinen aber nicht so geeignet, da sie in einem Wechselverhältnis zum technischen Wandel bzw. des Produkts- oder des Prozesses stehen. Diese gewählte taxonomische Einheit ist insbesonderer Bezugsgegenstand für die nächsten, sich mit der Variation, Selektion und Replikation beschäftigenden Abschnitte. 1. Variationsmechanismus In der Thematik des technischen Wandels muß zwischen internem und externem Variationsmechanismus unterschieden werden. Die interne Komponente reflektiert die Suche des Menschen nach neuem, insbesondere die Generierung von neuem oder erweitertem technologischen Wissen, das die Grundlage für die Entstehung des technischen Wandels schafft. Hier spielen insbe-

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vgl. Grundmann, R. (1992), S. 24 vgl. Hughes, T. (1987), S. 59 vgl. Laszlo, E. (1987), S. 122 ff. 4 Hier kann als Beispiel die Nutzung und Anwendungsverbreitung des Internet und ihre Folgen auf die Arbeitsumwelt angeführt werden. 5 vgl. De Bresson, C. (1987), S. 752 ff. 2 3

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sondere verhaltenspsychologische Aspekte wie Motivation1 und Kreativität eine bedeutende Rolle.2 Unter diesem behavioristischen Blickwinkel ergibt sich ein Unterschied zum klassischen Evolutionsprozeß der Biologie, bei dem die Entstehung von Neuerungen – wie etwa bei der Erhöhung der Variationsbreite durch Mutationen – sehr stark zufallsabhängig ist. Beim technischen Wandel hat die Suche nach Neuerungen, wie bereits kurz dargelegt, stärker intentionalen Charakter, wobei die “Entdeckung“ von Inventionen selbst auch Zufallsprodukt sein kann. In dem geschilderten Zusammenhang verkörpert die interne Komponente bei der Generierung von Variationen einen Initialpunkt nach dem sogenannten “Science-Push-Ansatz“. Aufgrund der wachsenden Komplexität und Verwissenschaftlichung der Technik im Laufe des 20. Jahrhunderts sowie aufgrund der Unsicherheit des Innovationsprozesses per se (z. B. finanzielle Risiken bei Nicht-Adaption eines Produktes), entstehen heutzutage die wichtigsten Forschungsergebnisse weniger auf der Seite der Einzelerfinder, wie dies noch zu Beginn der Industrialisierung der Fall war. Sie sind vielmehr das Ergebnis der Forschungsanstrengungen der FuE-Abteilungen diverser Unternehmungen.3 Die externe Komponente bei der Entstehung des technischen Wandels steht für das mit dem technischen Wandel verbundene Umfeld − also Gesellschaft, Politik und schließlich die Wirtschaft selbst. Basalla umschreibt diese Beeinflussungssphäre als sozioökonomischen und kulturellen Faktorraum.4 So hat beispielsweise eine Politikauflage wie das Verbot (der Freisetzung) von FCKW-Stoffen Forschungsanstrengungen initiiert, die zu alternativen Materialien und Herstellungsprozessen führten. Der sozioökonomische Faktor der Arbeitskräfteknappheit führte im vorigen Jahrhundert zur Erfindung der ersten mechanischen Mähmaschine 18345. Das durch die externen Faktoren definierte Beeinflussungsfeld generiert Ansatzpunkte für Variationen nach dem “Technology-Pull-Ansatz“.6 In der Praxis lassen sich allerdings die Determinanten des technischen Wandels nicht immer eindeutig entweder auf Umfeldfaktoren oder auf Forschungsanstrengungen zurückführen, vielmehr sind die Ursachen des technischen Wandels auf beiden Seiten zu finden7. Diese Kausalfaktoren sind weiterhin durch interdependente Reaktionen und Feedbackloops gekennzeichnet.8 Allgemein wird bei Basisinnovationen der Angebotsseite (“Science-Push-Aspekt“) ein größeres Gewicht zugesprochen.9

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Ein Motivationsaspekt kann etwa die Erzielung von Innovationsrenten sein. Zum behavioristischen Ansatz sei auf Biervert und Held verwiesen. (vgl. Biervert, B. und Held, M., 1991, S. 113 f.) Bei Basalla spielen noch andere Aspekte wie der Spieltrieb oder die Fantasie eine bedeutende Rolle bei dem Zustandekommen von technologischen Innovationen. (vgl. Basalla, G., 1988, S. 66) vgl. Straßberger, F. (1995), S. 206 f. vgl. Basalla, G. (1988), S. 103 vgl. Basalla, G. (1988), S. 116. Die Suche nach Neuerungen ist gerade im High-tech-Bereich vielmals militärisch getrieben. Hier läßt sich insbesondere das Beispiel der U.S.A. anführen, wo das Verteidigungsministerium eine Schlüsselrolle als Nachfrager und Initiator für Hochtechnologieinnovationen innehat. Zu einer Vertiefung dieser Thematik vgl. auch Holzkämper, H. (1995). Dieser Ansatz ist auf Schmookler zurückzuführen. Vgl. hierzu Schmookler, J. (1966). vgl. Scherer, F. (1982) vgl. Dosi, G., (1982), S. 148 ff.; Kromphard, J. und Teschner, M., (1986), S. 237 ebenda

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Vergleicht man abschließend den Variationsmechanismus des technischen Wandels mit dem der biologischen Evolution, so läßt sich durch das Zusammenwirken von “Technology-Pull“- und “Science-Push-Faktoren” ein Muster nach der Art der biologischen Rekombination feststellen. Auch für die “Mutation“ läßt sich ein gleichwertiger Mechanismus z. B. im Bereich der Zufallserfindungen1 oder -entdeckungen feststellen.2 Auch für die “Isolation“, etwa in Form der Verknappung oder Nicht(mehr)verfügbarkeit von Roh- oder Einsatzstoffen, finden sich in der Domäne des technischen Wandels Beispiele.3 Letztlich entscheidet auch die “Populationsgröße“, im übertragenen Sinne bspw. die Anzahl der Neuerungen, über die Möglichkeiten der Entwicklung des technischen Wandels.4 2. Selektionsmechanismus Die Selektionsfunktion stellt, wie in den vorhergehenden Kapiteln gezeigt, einen Ausgleichsmechanismus zwischen Änderungen der Umwelt und der Adaption der evolvierenden Einheiten dar. Voraussetzung für das Wirksamwerden eines Selektionsmechanismus im allgemeinen sind Veränderungen, die dennoch eine relative zeitliche Stabilität aufweisen − im Vergleich zur Geschwindigkeit, mit welcher der Selektionsmechanismus operiert. In einer Welt der perfekten, schnellen Adaption wäre keine Notwendigkeit für eine Selektion gegeben. Im Bereich des technischen Wandels müssen mit unterschiedlichen Appropriationsaussichten ausgestattete technologische und technische Neuerungen daher lange genug “erhalten“ bleiben, um überhaupt als Selektionsziel fungieren zu können.5 In der Domäne des technischen Wandels repräsentieren die Märkte die Selektionsinstanz und -umgebung, die erfolgreiche Innovationen adaptieren und diffundieren läßt – unabhängig davon, ob Innovationen markt- oder wissenschaftsinduziert sind.6 Gleichzeitig kann sich jedoch auch der Markt, der im vorliegenden Kontext durch ökonomische, institutionelle und soziale Faktoren gekennzeichnet sein soll – also Wirtschaft, Gesellschaft und Politik mit einschließt7 − mit der Diffusion von Innovationen verändern (“technischer Wandel als Agens gesellschaftlicher Veränderung“8). Dieser Mechanismus tritt in der biologischen Evolution weniger häufig auf, ist jedoch nicht ausgeschlossen.9 Nach Dosi sind die Marktkräfte sowohl für die Selektion von 1

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Hierbei ist aber noch zu erwähnen, daß die Zufälligkeit insgesamt bei Zufallsentdeckungen geringer ist, da diesen, anders als bspw. in der Biologie, auf der Hauptebene der Neuerungs- bzw. Innovationsaktivitäten gezielte FuE-Maßnahmen (bspw. zur Erzielung von Wettbewerbsvorteilen) vorstehen. (vgl. Saviotti, P., 1996, S. 42) Hier kann als Beispiel die durchblutungsfördernde Wirkung des Medikaments Aspirin, welches originär auf die Kopfschmerzbehandlung abzielt, angeführt werden. So können aus den Aspirin-Wirkstoffen andere Medikamente hergestellt werden, die wiederum primär der Verbesserung der Arteriendurchblutung dienen. So wird heutzutage zunehmend Naturkautschuk durch synthetischen Kautschuk ersetzt. In diesem Bedeutungszusammenhang ist die Anzahl der Innovationen insgesamt in einem Wirtschaftsraum zu betrachten. Je größer diese Zahl ist, desto größer ist die mögliche Zahl von Derivaten oder von Kombinationen. vgl. Hannan, M. und Freeman, C. (1977), S. 929 ff. vgl. Sliwka, M. (1996), S. 176 ff. Die meisten Studien zeigen einen S-förmigen Verlauf der Nutzung bzw. Adaption von Innovationen im Zeitverlauf. Dies wird darauf zurückgeführt, daß späte(re) Adaptoren das Verhalten bzw. die Reaktionen der frühen Adaptoren beobachten, bevor sie ihre eigenen Adaptionsentscheidungen treffen. (vgl. Nelson, R. und Winter, S., 1977b, S. 68) In der Literatur wird aber häufig auch eine Trennung zwischen marktlichen und nicht-marktlichen Faktoren vollzogen, die dann die genannten politischen Institutionen aus der marktlichen Definition ausgrenzt. (vgl. ebenda, S. 64 ff.) vgl. Kap. 5.4. vgl. Mokyr, J. (1990b), S. 260. An dieser Stelle sei beispielsweise auf Räuber-Beute-Beziehungen hingewiesen, wie etwa die Giraffe (=“Räuber“), die im Laufe ihrer Evolution die Länge ihres Halses ideal auf Ihren Nahrungserwerb (Baumpflanze=“Beute“) anpasste. Solche Beziehungen können sich auch im umgekehrten Sinn entwickeln.

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technologischen Paradigmen als auch für die Auswahl von technologischen Pfaden innerhalb der Paradigmen verantwortlich.1 Allgemein erfolgt mit der Selektion von Produkten und Prozessen auch immer auf einer zweiten Ebene eine Selektion der betreffenden Firmen und Industrien, welche die technischen und technologischen Neuerungen hervorbringen.2 An dieser Stelle sei zur “unit of selection“ noch folgendes bemerkt: Im prozeßhaften Sinne handelt es sich bei der Selektionseinheit um ein Prozeßendprodukt wie ein verbessertes Produktionsverfahren oder ein neues oder qualitativ verbessertes Produkt. Diesen Selektionseinheiten gehen aber bspw. bestimmte “technologische Komplexe“ voraus, wie etwa bestimmte Richtlinien oder Anweisungen zur Gestaltung des Input-/Output-Verhältnisses im Rahmen eines Produktionsprozesses. Diese unternehmensbezogenen “technologischen Komplexe“ werden wiederum durch ein Routinenset3 determiniert, das bestimmtes Verhalten bspw. im Sinne von Entscheidungen steuert. Metcalfe nennt diese Komplexe “business units“ und betrachtet sie als den Produkten und Produktionsverfahren vorausgehenden Selektionseinheiten.4 Die Märkte fungieren letztendlich als eine “Belohnungs- und Bestrafungsinstanz“ für die selektierten Einheiten.5 Nach der “Versuch-Irrtum-Methode“ versuchen die Unternehmen, dort Innovationsrenten zu erzielen. Die Märkte selektieren dabei nicht immer die für die Nutzer und Konsumenten optimalen technischen und technologischen Neuerungen. Häufig spielen historische Ereignisse, der Zeitpunkt der Innovation und die Geschwindigkeit der Adaption eine entscheidende Rolle6. Für die im Rahmen der biologischen Evolution festgestellten Arten der stabilisierenden, verschiebenden und disruptiven Selektion lassen sich im Bereich des technischen Wandels Wesensgleichheiten feststellen. So kann eine stabilisierende Selektion (im Sinne einer Selektion bei stabiler Umwelt) als solche einer neuen Technologie im Dosischen Sinne7 innerhalb eines technologischen Paradigmas definiert werden, die aber selbst keine Auswirkung auf das Paradigma hat. Hier kann als Beispiel der Pentium-III-Chip als selektionierte Einheit innerhalb des Paradigmas “Informations- und Computertechnologie“ definiert werden. Eine verschiebende Selektion (im Sinne einer Selektion durch Änderungen in der Umwelt) kann interpretiert werden als Selektion eines neuen technologischen Paradigmas, welches signifikante Änderungen in seinem Umfeld nach sich zieht. Als Beispiel einer verschiebenden Selektion kann der Übergang von der Dampftechnologie zur Elektrotechnologie mit den entsprechenden gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Veränderungen betrachtet werden. Die disruptive Selektion (im Sinne einer Selektion von zwei oder mehreren Optimalwerten) läßt im Ergebnis zwei oder mehrere miteinander konkurrierende Technolo1 2 3 4 5 6 7

vgl. Dosi, G. (1982), S. 156 vgl. Metcalfe, S. (1989), S. 56 Metcalfe nennt diese auch “bundles of technological and organizational routines“. (vgl. Metcalfe, J. ,1998, S. 34). Zum allgemeinen Thema der Routinen im Zusammenhang mit dem technischen Wandel vgl. Kap. 3.2.3.1.3. vgl. Metcalfe, J. (1998), S. 27 Erfolgreiche Innovationen werden im Gegensatz zu erfolglosen Innovationen adaptiert und diffundieren im Markt. Dann werden die monetären FuE-Aufwendungen amortisiert, d. h. Innovationsrenten können erzielt werden. In diesem Zusammenhang sei nochmals auf die bereits vorgestellten “Lock-in-Phänomene“ (vgl. Arthur, W., 1989) hingewiesen sowie auf das “Lead-user-Konzept“ von Hippel, E. (1984). Hier wird auf die bereits erläuterte Paradigmen- und Trajektorienbetrachtung bei der Entwicklung des technischen Wandels Bezug genommen.

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gien zu, die aus Sicht des Nutzers optimal seine Bedürfnisse erfüllen. In diesem Zusammenhang kann die parallele Nutzung der Betriebssysteme Windows NT von Microsoft und OS2 von IBM genannt werden. 3. Replikationsmechanismus In der klassischen Evolutionsdomäne der Biologie ist der Replikationsmechanismus durch die Fähigkeit des Phänotypen gekennzeichnet, seine Gene zu reproduzieren. Eine direkte Übertragung auf den Bereich des technischen Wandels ist nicht möglich. Die in dieser Arbeit determinierte evolvierende Einheit – die Produkt- oder Prozeßinnovation – kann sich nicht im biologischen Sinne vervielfältigen. Jedoch hat auch der technische Wandel eine taxonomische Einheit, die der Replikation im klassischen Sinne unterliegt. Bei dieser Einheit handelt es sich um das Wissen bzw. das technologische Wissen, das von Wissensträgern weitergegeben wird1. Dabei muß das Wissen nicht personengebunden sein, sondern kann auch in Form von Datenträgern wie Büchern, Anleitungen, Bauplänen etc. auftreten. In der Literatur wird diese Wissensvermittlung oftmals als lamarckistisch bezeichnet, also als die Weitergabe dessen, was ein Individuum während seiner Lebensspanne erlernt hat.2 Jedoch ist metaphorisch gesehen auch der technische Wandel nicht lamarckistisch, weil das (technologische) Wissen als Mem definiert werden kann, welches eine direkte Funktionsidentität zu den Genen aufweist. Der technische Wandel stellt damit ein Beispiel für die Vererbung von angeeigneten Memen dar, nicht für die Vererbung von Fähigkeiten. Fähigkeiten entstehen aus Memen, d. h. wir lernen aus Erfahrung und generieren “tacit knowledge“ − ein Umstand der lamarckistisches Wissen darstellen würde, das jedoch nicht vermittelt werden kann. Die einzige lamarckistische Komponente an diesem Wissenstransfer im Bereich des technischen Wandels ist seine Intentionalität. Dieser Wissenstransfer bzw. die Informationsweitergabe erfolgt bei der biologischen Evolution zufällig durch die Selektion.3 Sowohl der technische Wandel als auch die biologische Evolution4 können im weiteren Sinn unter dem Informationsaspekt betrachtet werden: Bei beiden Bereichen handelt es sich um dezentrale, selbstorganisierende Informationssysteme, die Informationen von Generation zu Generation weitervermitteln. Der Informationsträger in der Biologie, das Gen, gibt seine Informationen durch die Elterngene auf die Nachkommensgene weiter. Bei der Entwicklung des technischen Wandels werden ebenfalls Informationen weitergegeben. Mokyr sieht diese in lateraler, diagonaler und vertikaler Hinsicht weitervermittelt.5

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Beim Wissen sind zwei Formen zu unterscheiden: zum einen das “articulable knowledge“, das weitergegeben werden kann, z. B. in Form von Bedienungs- oder Bauanleitungen, und zum anderen das “tacit knowledge“, welches nicht vermittelt werden kann. Bei letzterer Wissensform handelt es sich um Wissen, das durch individuelle Lernprozesse, Erfahrung und Versuch-Irrtum-Experimente generiert wird. (vgl. Lundgren, A., 1991; Nelson, R. und Winter, S., 1982). Hannan und Freeman betrachten z. B. einen Kopiermechanismus im lamarckanischen Sinne als Pendant zur genetischen Replikation. (vgl. Hannan, M. und Freemann, J., 1989, S. 58) vgl. Cavalli-Sforza, C. und Feldmann, M. (1981), S. 66 Die Disziplin der biologischen Evolution wird dabei als repräsentativ im Zusammenhang mit den in Kapitel 5 untersuchten Evolutionsdomänen betrachtet. Zur Vertiefung der Art der Informationsvermittlung vgl. Mokyr, J. (1990).

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Riedl dehnt diese Betrachtungsweise noch aus und sieht alle kulturellen1 und biologischen Evolutionsbereiche als Systeme an, in denen die Informationsvermittlung zentrale Aufgabe ist.2 Tabelle 5: Information als systemrelevanter Begriff System

Information

Soziales System

Kommunikation

Mentales System (Bewußtsein)

Repräsentation Erkennen = Mentale Information

Neurales System

Erregung der Nervenzellen

(Nervensystem, Gehirn)

= Neurale Information

Genetisches System

DNA-Sequenz = Genetische Information

(Vererbungssubstanz) Thermodynamisches System

Negentropie

(Gase, Flüssigkeiten)

(Molekularer Ordnungszustand, Gestalt) Quelle: Riedl, R., 1985, S. 121

Der Entwicklungsverlauf des technischen Wandels beinhaltet auch Funktionsweisen, die den erweiterten biologischen Theorien wie der von Riedl und Kimura entsprechen. Im Sinne der Riedlschen Systemtheorie entsteht technischer Wandel (bzw. die diesem zugrundeliegende Produkt- und Prozeßinnovation) sowohl durch innere Selektionsaspekte (“Science-Push-Ansatz“) als auch durch äußere umfeldliche Selektionsaspekte (“Technology-Push-Ansatz“), die systemisch durch Rückkoppelungsmechanismen verbunden sind. Auch Mechanismen wie in dem von Kimura entworfenen Modell sind identifizierbar. So sind “Lock-in-Effekte“ vergleichbar mit dem Effekt der genetischen Drift, bei welcher der Effekt der natürlichen Selektion nicht zum Tragen kommt, sondern vielmehr Zufallsfixierungen selektionsneutraler Mutationen entstehen. Beim “Lock-in-Effekt“ kommt es ebenfalls zu einer Fixierung von Neuerungen mittels Adaption und Diffusion, die durch zufällige historische Ereignisse hervorgerufen wurde.3 Ein weiterer Kimura-Effekt ist das “Schlummern“ von technologischen und technischen Neuerungen, die zum Zeitpunkt ihrer Entdeckung oder Entwicklung noch keine Adaptionschancen haben, aber beispielsweise mit dem Entstehen von neuen technologischen Paradigmen appropriierbar werden.

1 2 3

Unter dem Begriff der kulturellen Evolution werden alle nichtbiologischen Evolutionsdisziplinen subsumiert. vgl. Riedl, R. (1985), S. 121 ff. "Lock-in-Effekte" können sich auch im Zusammenhang mit der Koevolution einstellen. (vgl. hierzu Noorgard, R., 1995, S. 101)

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

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5. 6.2.4. Überprüfung auf evolutionstypische Merkmale und Kennzeichen sowie auf Spezifika des technischen Wandels Im folgenden wird eine Merkmalssuche des technischen Wandels durchgeführt. Dabei werden sowohl die Charakteristika mit den bereits gefundenen Kennzeichen der drei analysierten Evolutionsdisziplinen verglichen, als auch auf eigenständige Spezifika des technischen Neuerungsprozesses hingewiesen. • Der Prozeßverlauf des technischen Wandels ist offen. Aufgrund einer Vielzahl von externen und internen Beeinflussungsgrößen, die zusätzlich noch in interdependentem Verhältnis zueinander stehen, wird ein linearer Entwicklungsverlauf ausgeschlossen. Selbst bei Annahme einer trajektorienhaften Entwicklung des technischen Wandels nach Dosi liegt trotz einer gewissen Pfadabhängigkeit der Freiheitsgrad der Neuerungsentwicklung außerhalb einer linearen Verlaufslinie. • Beim Entwicklungsprozeß des technischen Wandels handelt es sich um einen ungleichgewichtigen Prozeß, bei dem die ständige Änderung von internen und externen Parametern (“Störgrößen“) eine Anpassung des Systems erforderlich macht. Mit dem im vorhergehenden Abschnitt beschriebenen Kennzeichen der Offenheit haben technische Wandelsverläufe auch die Eigenschaft der Nichtlinearität. • Der technische Wandel bringt im Ergebnis Neuerungen hervor, die auf Produkt-, Prozeß- oder Organisationsebene wirksam werden können. • Die Verlaufslinien des Prozesses des technischen Wandels sind divergent1. Dies ist eine Konsequenz des bifurkativen Charakters, dem auch der Verlauf des technischen Wandels unterliegt. • Die Pfadabhängigkeit ist ein weiteres Merkmal des Verlaufs des technischen Wandels. Hierbei wird Bezug genommen auf die in den vorhergehenden Kapiteln kurz vorgestellten Arbeiten von Dosi, Rosenberg, Sahal, Nelson und Winter.2 • Der Prozeß des technischen Wandels hat durch intentionale Regelungs- und Steuerungsmechanismen eindeutig systemischen Charakter. Die Mechanismen ermöglichen dem System, beim Auftreten von “Störungen“3 wieder alternative Ruhezustände einzunehmen und sich dabei strukturell-organisatorisch umzubilden. • Im Gegensatz zu den anderen untersuchten Evolutionsdisziplinen ist der technische Wandel nicht aus sich heraus selbstschaffend, betreibt also keine Eigenreplikation. Hierfür sind vielmehr − bezieht man diesen Prozeß auf Produkte − Produktionssysteme unterschiedlichster Struktur erforderlich. Betrachtet man die Entwicklung von Neuerungen hingegen in bezug auf ihre Entstehung, so kann solange zu einem gewissen Grad noch eine Selbstschaffung konstatiert werden, wie Inventionen durch Antriebe wie Kreativität und Motivation oder durch Experimente und Zufallsentdeckungen entstehen. Jedoch nimmt die Nachfrageseite eine zunehmend

1

So können mit dem Entstehen einer Basisinnovation wie z. B. dem Verbrennungsmotor Verzweigungen im Sinne von daraus generierten alternativen Motorenformen wie etwa dem Benzin- und Dieselmotor entstehen. vgl. Hall, P. (1994), S. 29 3 Im weiteren Sinne kann als Störung des Ruhezustandes z. B. die gesetzlich vorgeschriebene Reduzierung des Schadstoffausstoßes bei den Pkws betrachtet werden. Diese führte zur Entwicklung und Adaption des Katalysators − über die Zeitachse wurde der gesamte bisherige Pkw-Bestand durch mit Katalysatoren ausgestattete Pkws ersetzt und damit das System wieder zum Ausgleich gebracht. 2

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stärkere Bedeutung ein, die die Forschungsanstrengungen dadurch in deren Freiheitsgrad reduzieren1. • Die Selbstorganisation ist ein Merkmal, das auf den technischen Wandel zutrifft. So entstehen z. B. mit Basisinnovationen wie der Informationstechnologie neue Formen der industriellen Struktur, die traditionelle Industriezweige (z. B. Eisenund Stahlerzeugung) reduzieren, ablösen und eine Fokussierung auf den Dienstleistungssektor nach sich ziehen. Dieser Wandel organisiert sich durch die Marktkräfte selbst. • Der Prozeß des technischen Wandels ist teilweise endogen, aber vor allem im Bereich seiner Schaffung auch von exogenen Faktoren abhängig. Der Organisation des technischen Wandels kann demgegenüber eine starke Endogenität zugesprochen werden. • Der technische Wandel ist nicht absolut irreversibel, sondern kann in vereinzelten Fällen Verläufe aufweisen, die durch partielle Reversibilität gekennzeichnet sind. Hierfür ist die bereits beschriebene Eigenschaft der Synergetik verschiedener Komponenten zu einem technischen System maßgeblich (“Technologie- und Technikbündel“). Veraltete oder überkommene Technologien oder Techniken gehen i.d.R. nach deren Ablösung nicht verloren, wie im biologischen Fall auf Ebene der Gene beim Aussterben einer Spezies oder Art, sondern können ggf. reaktiviert werden.2 Dies hängt auch mit der kumulativen Eigenschaft des technischen Wandels zusammen. So kann etwa die heutige Renaissance der Zeppeline vor allem in der jüngsten Form zum Zweck des Schwerlastentransportes als gewisser reversibler Prozeß gedeutet werden.3 Der Ansatz von Dosi beispielsweise begründet die (partielle) Irreversibilität mit dem technologischen Trajektorienansatz, dessen Forschrittsverlauf im wesentlichen auf Kumulativeffekten beruht und somit eine Umkehr zu früheren Punkten i.d.R. nicht ermöglicht.4 Vereinzelt wird in der Literatur dem technischen Wandel auch ein irrevocabler, d. h. ein unwiderruflicher Verlauf zugeordnet. Ist eine Invention erst einmal gemacht worden und eine Innovation entstanden, so muß dieser Prozeß kein zweites Mal durchlaufen werden − es handelt sich damit um ein einmaliges, unwiderrufliches historisches Ereignis.5 In der Thematik der biologischen Evolution wird die Entstehung von Neuem (im Sinne der Gene) durch den Prozeß der Replikation in repetitiver Art und Weise wiederholt und ist damit nicht irrevocabel, in dem Sinne, daß derselbe “Herstellungsprozeß“ erneut auftritt. Besondere Kennzeichen des Prozesses des technischen Wandels sind sein kumulativer Charakter und das häufige Auftreten von Innovationen in Clustern.6 Cluster kön1 2

3 4 5 6

Um dennoch den Forschungsabteilungen einen gewissen kreativen Freiraum für Entdeckungen einzuräumen, werden den FuE-Abteilungen teilweise gewisse, nicht zweckgebundene Forschungsbudgets eingeräumt. An dieser Stelle muß bemerkt werden, daß Technologien oder Techniken, deren Anwendung auch auf einem gewissen Anteil “tacit knowledge“ (z. B. Erfahrung oder Lernkurveneffekt) beruht, “aussterben“ können, sofern dieses Wissen nicht weitergegeben und in einem Lernprozeß umgesetzt wird, so z. B. die Techniken der Stukkateure. Wobei sich dies allein auf die Zeppelintechnik bezieht (also die gasgefüllte Hülle als Flugtechnologie), zur Navigation und zum Antrieb wird dabei der jüngste Stand der Technik verwendet. Eine Reversibilität in vollem Umfang liegt also nicht vor. vgl. Dosi, G. (1982) vgl. Gowdy, J. (1985), S. 320 f. vgl. Rosenberg, N. (1982), S. 59; De Bresson, C. (1996), S. 149 ff.

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nen entstehen, wenn eine gewisse Anzahl von verwandten Innovationen innerhalb eines technologischen Paradigmas eine Basis für weitere kumulative Entwicklungen schafft. Freeman gibt für die Entstehung solcher Cluster folgende Ursachen an:1 • Oftmals schaffen Innovationen ein neues (technologisches) Rahmenwerk, welches es ermöglicht, komplementäre und verwandte Technologien zu entwickeln, die zu neuen Produkten und Dienstleistungen führen. • Die im Zuge der Innovationen entstehenden Infrastrukturen initiieren wiederum Folgeinnovationen bzw. die Einführung und Adaption von bereits geschaffenen, aber noch nicht marktreifen Innovationen, welche einen “fit“ der im Aufbau befindlichen Infrastruktur aufweisen.2 Weiterhin ist ein besonderes Merkmal des technischen Wandels, daß Innovationen häufig entstehen durch das Zusammenwirken mehrerer Parteien, die mittelbar oder unmittelbar an einem Produkt oder Produktionsprozeß beteiligt sind.3 Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer Innovationsgemeinschaft. 5. 6.2.5. Überprüfung der Existenz der Voraussetzungen für das Entstehen eines evolutorischen Prozesses beim technischen Wandel Nachfolgend werden die weitestgehend übereinstimmenden Kriterien des Referenzmodells für das Entstehen eines evolutorischen Prozesses an die Disziplin des technischen Wandels angelegt. Ziel ist die Findung von Identitäten: 1) Um Neuerungen in Form von Techniken reproduzierbar zu machen und damit einen technischen Wandel generieren zu können, müssen Baupläne, Konstruktionszeichnungen, Produktions- und Verfahrenstechniken etc. vorhanden sein. Im weiteren Sinne muß Know-how in Form unterschiedlichster verfügbarer Informationen bestehen. 2) In gewisser Weise muß, wie in den vorher untersuchten Evolutionsdisziplinen, ein Translationsmechanismus vorhanden sein. Dieser manifestiert sich im Anwendungs- oder Könnenwissen, welches das Erklärungs- bzw. Kennenwissen in konkrete Technologieanwendungen transformiert.4 3) Da Neuerungen, um einen technischen Wandel hervorrufen zu können, im Markt diffundieren müssen, benötigen sie einen Vervielfältigungs- bzw. Replikationsmechanismus. Dieser hat zwei Ebenen: zum einen die Vervielfältigung des technologischen Wissens auf Basis der Meme in quasi biologischer Manier, zum anderen die Reproduktion von Produkten in artifizieller Weise, etwa in Form von Produktionssystemen.

1

Zur Entstehung der Innovationscluster vgl. De Bresson, C. (1996), S. 149 ff. Hier führt Freeman als Beispiel ein neu entstandenes elektrisches Energieversorgungssystem für die Beleuchtung einer Gemeinde an. Mit dieser Voraussetzung ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß Innovationen im Bereich elektrischer Konsumgüter und Haushaltsgeräte auftreten, die bisher aufgrund einer zu schwach erwarteten Diffusion wirtschaftlich nicht interessant waren. (vgl. Rosenberg, N. und Fritschak, C., 1986, S.12 ff.) 3 Afuah und Bahram haben in diesem Zusammenhang den “Hypercube of Innovation“ entwickelt, ein Modell, das die Entstehung von Innovationen dem Beziehungsgeflecht von Zulieferern, Innovatoren, Kunden und Komplementärinnovatoren zuschreibt. (vgl. Afuah, A. und Bahram, N., 1995, S. 51 ff.) 4 vgl. Zahn, E. (1995), S. 4 2

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4) Zu den konstatierten Gesetzmäßigkeiten des technischen Wandels gehören auch die Verzweigungen, die eine Vielfalt ermöglichen. Hierzu sind Kombinationsmöglichkeiten erforderlich, die bestehende und neue Technologien sowie Techniken aus den unterschiedlichsten Bereichen zweckbezogen formieren. Diese Kombinationsmöglichkeiten manifestieren sich in technischen Systemen. Voraussetzung ist allerdings eine Komplementärkompatibilität, ansonsten ist eine Kombination nicht möglich. Die Kombinationen können realisiert werden durch technologische Verflechtungen wie Hersteller-Lieferantenbeziehungen oder Kooperationen. 5) Zur Adaption und Diffusion erfolgreicher Innovationen gehört auch eine Selektionsfunktion, die aus einer Vielzahl von Neuerungen diejenigen selektiert, die am besten der Umwelt (also den Märkten) angpaßt sind. In diesem Fall wird die Selektion erfolgreicher Neuerungen von den Märkten vorgenommen. Andererseits kann auch der technische Wandel als Selektionsinstanz wirken, indem beim Auftreten von Neuerungen bestimme Sozietätsformen in deren Entwicklung gefördert, andere hingegen abgelehnt werden. 5. 6.2.6. Überprüfung des technischen Wandels auf die Gültigkeit der Eigenschaften eines evolutorischen Prozesses Nachfolgend wird auf die in Kapitel 3.2.1. zugrundegelegte Definition einer allgemeinen evolutorischen Theorie zurückgegriffen, um den technischen Wandel im Hinblick auf einen evolutorischen Verlauf abschließend beurteilen zu können. Die Eigenschaften einer evolutorischen Theorie sind 1) eine dynamische Ausrichtung (kein gleichgewichtig-stationärer Prozeß), 2) ein Bezug auf Entwicklungen, die eine zeitlich nicht umkehrbare Richtung aufweisen (Irreversibilität und Irrevocabilität), 3) die Erklärbarkeit der kausalen Zusammenhänge bei der Entstehung von Neuerungen und ihrer Einflüsse (markt- und wissenschaftsseitige sowie behavioristische Entstehungstheorien). Diese Bedingungen können durch die in den vorhergegangenen Abschnitten erfolgten Darlegungen zum technischen Wandel als erfüllt gelten. Damit kann der technische Wandel abschließend als evolutorischer Prozeß betrachtet werden, der Mechanismen und Eigenschaften in sich trägt, die eine Aufstellung einer evolutorischen Theorie ermöglichen bzw. diese auch fordern. Abschließend wird noch das Funktionsschema des technischen Wandels dargestellt. Dabei ist zu beachten, daß schematische Darstellungen in der Regel keine wirklich vollständige Erfassung eines Tatbestandes leisten können, jedoch können die wesentlichen Merkmale bzw. Abläufe eines Sachverhaltes in befriedigender Weise dargestellt werden.

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Abbildung 27: Funktionsverlauf des technischen Wandels

Quelle: eigene Darstellung

Beim Funktionsverlauf sind vor allem zwei Prozesse zu unterscheiden: zum einen der durch Umweltveränderungen initiierte technische Wandel (“Technology-PullCharakter“) und zum anderen der durch Forschungsaktivitäten (“Science-PushCharakter“) hervorgerufene Wandel. Bei ersterem werden Neuerungen selektiert, die bereits vorhanden waren aber noch nicht adaptiert wurden (“Kimura-Effekt“) oder im Zuge der Umweltveränderungen initiiert worden sind. Bei letzterem werden, ohne daß Umweltveränderungen aufgetreten sind, Neuerungen selektiert. Ein Variationseffekt kommt durch die Kombination von bereits bestehendem mit dem durch die Neuerungen geschaffenen Wissen zustande. Die Replikation findet auf Basis des Meme-Mechanismus statt, d. h. neue Meme können die Funktion alternativer Allele im biologischen Replikationsprozeß ausfüllen. Radikaler technischer Wandel kann entstehen, falls Innovationen mit hohem Neuheitsgrad im Sinne eines neuen Paradigmas selektiert werden. 5. 6.3. Gesamtergebnis Nachfolgend wird im Sinne einer Ergebnisfindung das in der biologischen, kosmologischen und soziokulturellen Evolution herausgearbeitete Nachweisschema für evolutionäre Prozesse an die in den vorangegangenen Abschnitten gewonnenen Erkenntnisse zur Entwicklung des technischen Wandels angelegt. Ziel ist die Feststellung des evolutorischen Charakters des technischen Wandels.

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Dabei wird die Domäne der biologischen Evolution wieder als Referenzstruktur verwendet, da deren Charakteristika und Wesensmerkale sowohl bei der kosmologischen als auch bei der soziokulturellen Evolution in allen wichtigen Punkten wiedergefunden wurden. Für diesen Referenz-Standard gilt es nun, Entsprechungen im Bereich des technischen Wandels zu finden. Die unter Kapitel 5.5. getroffene Unterteilung nach Hauptfunktionsmechanismen und Charakteristika mit den entsprechenden Verlaufsmustern und Merkmalen wird beibehalten. Da der technische Wandel, wie bereits erläutert, eine Entwicklung aus einem Ursprungspunkt aufweist, erfüllt er damit die wichtige Basisvoraussetzung zur Entstehung evolutorischer Prozesse und berechtigt damit zu einer Weiterbeschäftigung des Themas im Sinne des nachfolgenden tabellarischen interdisziplinären Evolutionsvergleichs. Tabelle 6: Nachweisschema zum evolutorischen Charakter des technischen Wandels

Determinierte Struktur aus den bisher untersuchten Evolutionsdisziplinen*

Disziplin der biologischen Evolution als Referenz – Standard

Disziplin des technischen Wandels

Ursprungstransformation als evolutorischer Ausgangspunkt

•

9

•

9

•

Variation

•

99

•

Selektion

•

99

•

Replikation

•

9 (?) (identisch unter Betrachtung des MemeAspektes)

Ebene1 Hauptfunktionsmechanismen (Antriebskräfte und Wirkungsmechanismen)

Ebene 2

•

(interne und externe Selektion)

•

Charakteristiken Abläufe und Gesetzmäßigkeiten

•

Stammesverzweigung und Spezialisierung

•

9

•

Funktionsänderung und Substitution

•

9

•

Synorganisation und Koadaption

•

9

•

Trendhaftigkeit

•

99 (Ausnahme: Lock-inPhänomene)

•

Biogenetische Regel

•

9 (?)

•

Höherentwicklung

•

9

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

167

Besonderheiten:

Merkmale/Kennzeichen

•

I.d.R. schnellere Entwicklung

•

Zunehmende Beschleunigung

•

Intertechnologische Entwicklung

•

Interdependente Entwikklung mit der Umwelt

•

Offenheit

•

9

•

Ungleichgewichtigkeit

•

9

•

Neuerungsentstehung

•

9

•

Nichtlinearität

•

9

•

Divergenz

•

9

•

Bifurkativität

•

9

•

Pfadabhängigkeit (?)

•

9 (Trajektorienkonzept)

•

Systemcharakter

•

99

•

Selbstschaffung

•

(?)/{

•

Selbstorganisation

•

9/(?)

•

Endogenität

•

9/(?)

•

Irreversibilität

•

9 (?) Besonderheiten:

Voraussetzungen für evolutorische Prozesse

Validitätsprüfung für eine evolutorische Theorie

•

Kumulativer Charakter

•

Clusterbildung

•

Teilw. gemeinschaftliche Entstehung

•

Genetisches Programm

•

9 Information, Know-how

•

Replikationsmechanismus

•

9 Memreplikation, Produktionsprozeß

•

Kombinationsmechanismus

•

9 Wissenkombination (neues und bestehen des Wissen)

•

Selektionsmechanismus

•

9 (auf Markt- und Technologieebene)

•

Translationsmechanismus

•

9 Umsetzungswissen

Ergebnis = evolut. Theorie 9

Ergebnis = evolut. Theorie 9

Legende: = Identität gegeben 99 = starke Identität gegeben (?) = nur eingeschränkte Identität gegeben (??) = kaum Identität gegeben O = keine Identität gegeben

168

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

Auch beim interdisziplinären Vergleich mit dem technischen Wandel können auf Ebene der Hauptfunktionsmechanismen die Faktoren Variation, Selektion und Replikation als übereinstimmende Mechanismen identifiziert werden, die im Ergebnis Vielfalt und Vervielfältigung generieren. Diese Faktoren bilden zusammen mit dem Translationsmechanismus und einem quasi programmhaften Grundwissen die Voraussetzungen für das Entstehen evolutorischer Prozesse im Bereich des technischen Wandels. Auf der Ebene der Charakteristika kann ebenfalls eine weitgehende Übereinstimmung im Sinne einer Wesensgleichheit festgestellt werden, die im Bereich der Abläufe und Gesetzmäßigkeiten besonders ausgeprägt ist. Jedoch müssen sowohl bei diesen als auch auf Merkmalsebene die Spezifika der Technikgenese berücksichtigt werden. Im Gesamtergebnis kann der technische Wandel aufgrund der Übereinstimmung in den wesentlichen Kriterien auf der ersten und zweiten Ebene des Nachweisschemas als evolutorischer Prozeß und im weiteren Sinne als Gegenstand einer evolutorischen Theorie konstatiert werden. Dies wird auch durch das Erfüllen der an eine evolutorische Sicht gestellten Anforderungen nach Kapitel 3.2.1. bestätigt.1 Im Sinne weiterer erfüllter Anforderungen zur Übertragung des evolutorischen Grundmusters der Biologie, Soziologie und Kosmologie auf den technischen Wandel können die in diesem Kontext formulierten Bedingungen von Männel angewandt werden.2 Für Männel ist die Übertragung eines theoretischen Erklärungsmusters dann legitim, wenn 1) das Erklärungsmuster so abstrakt formuliert ist, daß es “...eine zutreffende Beschreibung der untersuchten Phänomene [d.h. zum einen Biologie, Soziologie und Kosmologie und zum anderen der technische Wandel] darstellt...“ und “... daß das Muster eine Ähnlichkeit der beiden Theoriebereiche allgemein beschreibt“. 2) das Erklärungsmuster so weit im neuen Kontext konkretisiert wird bzw. werden könnte3, daß eine eigenständige Bedeutung bzw. ein Theoriestatus erlangt wird bzw. erlangt werden könnte.4 Zu letzterer Bedingung kann angemerkt werden, daß zwar noch kein Paradigmenwandel von der neoklassischen Denktradition zu einem evolutorischen Ökonomiemodell mit einer entsprechenden einheitlichen Theorieformulierung erfolgt ist, jedoch erfährt die Übertragung der Evolutorik auf die Ökonomie seit längerer Zeit immer stärkere und eigenständigere Bedeutung.5 Als Fazit kann angemerkt werden, daß die Evolution kein ausschließlich der Biologie zugehöriges Kernkonzept ist, wenngleich der Evolutionsbegriff in erster Linie mit dieser Domäne assoziiert wird. Wie gezeigt wurde, “passiert“ Evolution auch in anderen

1

So muß eine evolutorische Theorie dynamische und irreversible Prozeßverläufe zum Gegenstand haben, die endogen, d. h. aus dem Modell heraus, erklärbar sein müssen. Vgl. hierzu Kap. 3.2.1. vgl. Männel, B. (1996), S. 331 f. 3 Dies ist Gegenstand weiterer Forschungsanstrengungen. 4 Männel, B. (1996), S. 331 f. 5 vgl. hierzu Kapitel 3.2.3. 2

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

169

Bereichen, allerdings müssen in diesen Feldern die entsprechenden Rahmenbedingungen gegeben sein. Es muß insgesamt konstatiert werden, daß die evolutorische Entwicklung des technischen Wandels nicht gleich zu setzen ist mit dem speziellen evolutorischen Prozeß der Biologie. Insbesondere das Zufallsprinzip im Bereich der Mutation, mit der daraus entstehenden Variation, ist im Bereich des technischen Wandels in stärkerem Maße beabsichtigt und damit keineswegs zufällig. Die Untersuchung des evolutorischen Konzepts speziell in der Biologie hat nicht bedeutet, dieses Konzept auf den technischen Wandel in identischer Manier übertragen zu wollen, vielmehr ging es um die Erarbeitung des Verständnisses der Logik der Hauptmechanismen wie der Selektion und Variation. Letztendlich soll damit auch nicht zum Ergebnis gebracht werden, daß der technische Wandel biologisch im darwinschen Sinne ist – dies ist er nicht. Vielmehr handelt es sich beim technischen Wandel um eine Entwicklung, die “...nicht genetisch oder physikalisch-chemisch gesteuert ist, sondern ein Beispiel für einen Prozeß der ´innovativen Anpassung´ ist“.1 Ein solcher Prozeß ist gebunden an änderbare und nicht änderbare Bestandteile, so daß kein beliebiges, aber auch kein exakt aus Anfangsbedingungen und Zuordnungsvorschriften antizipierbares Prozeßendergebnis entsteht. Die “innovative Anpassung“ ist nach Hesse “...ein ganz anderes Erklärungsschema für Handlungen und Handlungsfolgen als die (biologische) `Maximierung unter Nebenbedingungen`“.2 Zu einem ähnlichen Ergebnis kommt Dosi bei seinen Untersuchungen zum evolutorischen Charakter des technischen Wandels. Für Dosi kommen Änderungen (Variationen) zum einen durch institutionelle Regeln (z. B. im Sinne einer Unternehmung), Lerneffekte sowie Entdeckungen und zum anderen durch die Selektion in einer markt- oder ähnlichen Umgebung zustande.3 Die aus dieser Kausalität entstandenen Änderungen sind evolutorisch in dem Sinne, daß Verhaltensänderungen, Handlungen nach dem Muster “trial-and-error“ sowie die mangelhafte ex-ante Konsistenz von Entscheidungen und Entscheidungsausführung Alltagscharakter haben.4 Der technische Wandel ist nicht isomorph zur biologischen Evolution5 bzw. im streng darwinistischen Verständnis, weil individuelle Lerneffekte und Kreatitvität ihre eigenen Gesetzmäßigkeiten und trajektorale Verläufe haben.6 Weiterhin existieren beim technischen Wandel neben den Selektionseffekten auch andere, den Gang der Evolution bestimmende Effekte wie etwa der “lock-in“ Effekt.7 Insgesamt konnte bei der Untersuchtung in diesem Kapitel jedoch eine Wesensgleichheit zwischen der Technikgenese und dem durch die Untersuchung der Biologie, Kosmologie und Gesellschaftsentwicklung gefundenen allgemeinen evolutorischen Merkmals- und Charakteristikarahmen festgestellt werden. Insbesondere die

1 2 3 4 5 6 7

vgl. Hesse, G. (1995), S. 29 vgl. Hesse, G. (1995), S. 29 vgl. zu diesem Thema auch Kap. 3.2.3.1.3. und 3.2.3.4. vgl. Dosi, G. (1991), S. 6 Hierbei wird auf die Biologie im Sinne des typischsten Evolutionskonzeptes Bezug genommen. vgl. Dosi, G. (1991), S. 6 vgl. hierzu Kap. 5.6.2.2.

170

Der technische Wandel als evolutionärer Prozeß

die Evolution determinierenden Mechanismen der Variation und Selektion sind in den verschiedenen Domänen existent und funktional identisch.1 Auch für die in den anderen Evolutionsdisziplinen – vor allem in der Biologie − teilweise auftretenden Phänomene, wie Punktualismus bzw. Makroevolution und Koevolution, lassen sich Parallelen in der Disziplin der Technikgenese finden. So können etwa industrielle Revolutionen oder das Auftreten neuer technologischer Paradigmen, wie im Funktionsschema dargestellt, als quasi punktualistisches Phänomen deklariert werden.2 Diese verursachen Evolutionssprünge und unterbrechen den üblicherweise als gradualistisch unterstellten Verlauf des technischen Wandels.3 Auch für quasi koevolutionäre Phänomene gibt es Beispiele. Hier können viele Produzenten-Zulieferer-Beziehungen angeführt werden, in deren weitestgehender Form Systemlieferanten geschaffen werden, um auf seiten des Produzenten des Kernproduktes die Fertigungstiefe in entscheidendem Maße zu reduzieren.4 Es gibt darüber hinaus keinen Grund, die evolutorischen Konzepte auf die Genetik zu begrenzen, wenngleich auch dies der Ausgangspunkt der Theorieentwicklung war. Insgesamt bietet die ökonomische Welt eine viel breitere Basis zur Anwendung evolutorischer Konzepte. Dennoch muß aber auch konstatiert werden, daß der technische Wandel teilweise auch lamarkistische Züge hat, da Themen wie Lernen und Erfahrungsweitergabe den Gang des technischen Wandels beeinflussen und damit nicht wie in der Biologie nur ein Informationsübertragungsmechanismus existiert. Im Sinne einer allgemeinen Evolutionstheorie kann nach der Analyse der verschiedenen Domänen eine Art Isomorphiekern konstatiert werden: Bei der Evolution handelt es sich um einen dynamischen Prozeß, der Neuerungen hervorbringt, die durch Selektions- und Replikationsmechanismen5 in bezug auf die jeweilige Entität diffundieren. Die Entstehung der Neuerungen und deren Selektion ist dabei dem Wirken von Zufall und Notwendigkeit ausgesetzt. Dabei fungieren auch Steuer- und Regelungsmechanismen, die der Evolution ein systemisches Wesen verleihen. Evolutionsdynamik entsteht, wenn eine Störung des Systems z. B. aufgrund einer Wechselwirkung mit der Umwelt erfolgt und sich die bestehende Ordnung kurzfristig auflöst, so daß das System in einen gleichgewichtsfernen Zustand versetzt wird, wo die Mechanismen von Zufall und Notwendigkeit zum Tragen kommen.6

1

vgl. zu Selektion und Variation in der Ökonomie auch Kerber, W. (1996), S. 311 vgl. Mokyr, J. (1990a), S. 350 ff. Die gradualistische Entwicklung des technischen Wandels wird von vielen Ökonomen unterstellt. (vgl. Rosenberg, N., 1982, S. 63; Sahal, D., 1981, S. 18 f.; Basalla, G., 1988, S. 26 ff.) 4 Hier kann als Beispiel die Entwicklung eines neuen Automobils angeführt werden, bei welchem neuartige Fahrdynamiksysteme integriert werden sollen, deren Beschaffung aber aufgrund der Kompetenz eines bestimmten Zulieferers ausgelagert wird. Die Entwicklung und Herstellung des Systems kann in der extremsten Form komplett vom Zulieferer übernommen werden. 5 Der Replikationsmechanismus muß allerdings fallspezifisch abstrahiert werden, so replizieren sich z. B. Produkte nicht selbst, sondern mit Hilfe von Systemen wie Produktionsanlagen, in denen aber wiederum das technische Wissen (entspricht dem Genotyp) inkorporiert ist. 6 Im Falle der biologischen Evolution steht die Zufallsmutation einer entsprechenden Selektion gegenüber, die aufgrund einer Störung des Gleichgewichts durch eine Umweltveränderung notwendig wird. Für eine Vertiefung der Relation von Zufall und Notwendigkeit vgl. Monod, J. (1974). 2 3

Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

6

171

Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

Der globale Wettbewerb, der mit einer sich beschleunigenden Verkürzung der Produktlebenszyklen vor allem auf der Ebene der Innovationen ausgetragen wird, verschärft sich signifikant. In ihm zeigt sich ein zunehmendes Interesse von Wirtschaft, Wissenschaft und insbesondere der Politik an Gestaltungs- und Steuerungsmöglichkeiten bzw. an einem Technologiemanagement1, das erlaubt, technologische Entstehungsprozesse zu beherrschen und in Richtung hochpriorisierter Ziele zu lenken. Im Rahmen der gegenwärtigen Technologiepolitik ist ein bedeutender Teil der öffentlichen Forschungs- und Entwicklungsaufwendungen darauf angelegt, die wissenschaftliche Basis auszuweiten und vor allem Wachstum und Produktivität und damit den Erhalt der internationalen Wettbewerbsfähigkeit durch Innovationen und technischen Fortschritt zu erzielen. In praxi hat sich jedoch bisher enttäuschenderweise gezeigt, daß die Wirkung vieler technologiepolitischer Maßnahmen deutlich hinter den Erwartungen zurückbleibt. Eine Hauptursache hierfür ist, daß die Entscheidungsträger auf Politikebene die Hauptfaktoren zur Generierung technischer Veränderung und die Kausalität zwischen Innovation und wirtschaftlicher Entwicklung nicht bzw. nur eingeschränkt kennen. Ebenso kann die Auswirkung von Neuerungen auf andere Politikziele, wie etwa Beschäftigung, Inflation und Einkommensverteilung, bisher kaum abgeschätzt werden.2 Im vorliegenden Kapitel werden daher im Sinne eines Ausblicks einige beispielhafte Empfehlungen für eine probate Forschungs- und Technologiepolitik erarbeitet. Im Rahmen dieser Zielsetzung wird vor allem untersucht, welchen Beitrag das evolutorische Paradigma des technischen Wandels bzw. die evolutorische Ökonomik hierzu leisten kann, da offenbar neoklassisch orientierte Denktraditionen, welche die gegenwärtige Forschungs- und Technologiepolitik geprägt haben, wenig hilfreich sind.3 In diesem Zusammenhang muß klargestellt werden, daß diese Empfehlungen ohne die Vorarbeit einer gründlichen Bestandsaufnahme der Forschungs- und Technologiepolitik in Deutschland formuliert werden. Ebenfalls erfolgt die Ableitung der Empfehlungen zwar in Bezug zu den in Kapitel 4 und 5 erarbeiteten evolutorischen Konzepten, jedoch nicht im Sinne einer absolut stringenten und geschlossenen Kausalität. Die Umsetzung der beiden Arbeitspakete würde den Rahmen der vorliegenden Arbeit deutlich sprengen. Dies kann vielmehr Gegenstand weiterer Forschungsanstrengungen im Rahmen weiterführender Arbeiten sein. Die hier ausgesprochenen Empfehlungen können daher allenfalls rudimentären Charakter haben, mögen aber dennoch Potential für eine erweiterte Ausarbeitung bergen.

1 2 3

Der Begriff des Technologie- und Innovationsmanagements wird näher erläutert in Brockhoff, K. (1992), S. 51. Für einen Abschätzungsversuch mit positivem Ergebnis vgl. Schnabl, H. (2000), S. 253 ff. vgl. hierzu auch Kap. 3.

172

Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

Bevor im folgenden näher auf die Thematik der staatlichen Forschungs- und Technologiepolitik eingegangen wird, soll hierfür noch ein definitorischer Startpunkt – im besonderen für die Technologiepolitik – abgefaßt werden. Die vergleichende Politikwissenschaft stellt die uralten Aufgaben der Politik wie Ausübung von Macht, Vermittlung von Interessen und Aushandeln von Kompromissen in ihren Mittelpunkt. In der Technologie hingegen geht es um die Festlegung technischer Parameter, die Anwendung von Fachwissen und die Erfüllung von Leistungsstandards. Politik wird als ein Prozeß beschrieben, in dem Konflikte entschieden werden, Technologie als ein Prozeß, in dem wissenschaftliche Erkenntnisse für praktische, menschliche Zwecke eingesetzt werden. Nimmt man diese groben Definitionen als akzeptable Basis an, so kann Technologiepolitik gleichgesetzt werden mit dem politischen Handeln an der Grenze zwischen der intellektuellen und ökonomischen Sphäre.1 Wie den Eingangsbemerkungen zu entnehmen ist, muß das Thema “Innovation“ zentraler Gegenstand einer Forschungs- und Technologie- bzw. Innovationspolitik sein. Neben den Defiziten in der Ausgestaltung einer Forschungs- und Innovationspolitik gibt die Entwicklung auf dem Arbeitsmarkt Anlaß zur Sorge. Die Arbeitslosenquote bewegt sich mehr oder weniger konstant auf einem nicht akzeptablen hohen Niveau von ca. 9 % (Durchschnittswerte p.a.) und selbst bei weitergehender Auslastung bzw. bei Vollauslastung der Produktionskapazitäten wird mit einer strukturell bedingten Sockelarbeitslosigkeit von ca. 6 bis 7 % gerechnet.2 Diese Sockelarbeitslosigkeit ist unter anderem auch ein Indiz für die nachlassende internationale Wettbewerbsfähigkeit3 der deutschen Industrie. Die Wettbewerbsfähigkeit kann für ein rohstoffarmes Land wie Deutschland nachhaltig nur durch die Fokussierung auf humankapital-intensive innovative Produkte erhalten werden. Deren Generierung setzt aber große Anstrengungen in der Bildungs-, Forschungs- und Entwicklungspolitik voraus.4 Die Forschungs- und Technologiepolitik5 des Bundesministeriums für Forschung und Technologie (BMFT) – bis vor wenigen Jahren wichtigster Akteur der Technologiepolitik in Deutschland – war bislang nicht in eine solche Richtung ausgerichtet, sondern fokussierte vorwiegend technisch-naturwissenschaftliche Aspekte. Erst durch seine Nachfolgeinstitution, das Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF), wurden in den letzten Jahren auch andere Gesichtspunkte, vor allem aber ökonomische Aspekte, integriert. Eine weitere Erschwernis auf dem Weg zur Gestaltung einer wirkungsvollen Forschungs- und Technologiepolitik ist die deutliche Zunahme der Zahl der Akteure und Maßnahmen: Heute sind der Bund, insbesondere das Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF), die Bundesländer, die großen Wissenschaftsorganisationen und zunehmend auch die Kommission der Eu-

1

vgl. zu dieser Thematik auch Maier, C. (1987) vgl. Kantzenbach, E. u. Pfister, M. (1995), S. 15 Diese kann z. B. anhand der Export/Import Relationen festgestellt werden (vgl. ebenda, S. 15). 4 ebenda 5 Wird zukünftig als FuT-Politik abgekürzt. 2 3

Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

173

ropäischen Union1 auf diesem Gebiet tätig, was einer Art Institutionenpluralismus gleichkommt, der schwer zu steuern ist.2 Allgemein wird der wirtschaftliche Neuerungsprozeß für lenkungsbedürftig gehalten, da er ohne Steuerung unbefriedigende bzw. suboptimale Marktergebnisse hervorbringt. Auf die Frage der Lenkungsbedürftigkeit bzw. der Legitimation einer FuTPolitik kann im Rahmen der Arbeit nicht näher eingegangen werden – es wird im Sinne einer Arbeitshypothese vorausgesetzt, daß die Lenkungsbedürftigkeit und Legitimation der FuT-Politik gegeben ist. Auf die Steuerung im Sinne einer Lenkung der FuT-Politik wird, wie bereits genannt, im Rahmen einer Empfehlung eingegangen. Basis hierbei sind die in Kapitel 5.6. gewonnenen Erkenntnisse über den technischen Wandel. Zunächst erfolgt aber eine knappe Übersicht über die Struktur der gegenwärtigen FuT-Politik in Deutschland.

6.1

Struktur der gegenwärtigen Forschungs- und Technologiepolitik in Deutschland

Wesentliche Teile der Forschungs- und Technologiepolitik basieren auf der neoklassichen Wirtschaftstheorie. Diese wurde bereits eingehender in Kapitel 3.1. im Hinblick auf den technischen Wandel erläutert. So wurde innerhalb dieses Theoriegebäudes festgestellt, daß das technologische Wissen als black box betrachet wird, welche sich einer sozial- oder wirtschaftswissenschaftlichen Erklärung entzieht. Ebenfalls gilt die Rate des technischen Fortschritts als unbeeinflussbar. Unmittelbare Handlungsempfehlungen für die Wirtschaftspolitik kann die Neoklassik daher nicht geben.3 Dies änderte sich teilweise mit der Neuen Wachstumstheorie in den 80erJahren, die versuchte die Faktoren “Wissen“ und “technischer Wandel“ neben den traditionellen Produktionsfaktoren Arbeit und Kapital als Variablen in ihre Modelle explizit einzubauen bzw. zu endogenisieren. Letztendlich muß jedoch auch in dieser Theorie auf externe Faktoren zur Erklärung des technischen Wandels zurückgegriffen werden, so daß hier ebenfalls keine unmittelbaren Handlungsempfehlungen gegeben werden konnten. Die Neoklassik sowie die Neue Wachstumstheorie sehen insgesamt technologiepolitische Eingriffe des Staates als legitim an, sofern Marktversagen, Marktmängel oder das Auftreten von Externalitäten entstehen.4 Das Spektrum dieser Eingriffe wird nachfolgend kurz vorgestellt.

1

Durch die Intensivierung des Wettbewerbes zwischen den Ländern der Triade und der Globalisierung unternehmerischer Aktivitäten steigt innerhalb Europas der Druck, gemeinsame FuE-Interessen zu koordinieren. Eine Abstimmung der nationalen Aktivitäten erfolgt in EUREKA (European Research Coordination Agency). Zur europäischen Forschungspolitik vgl. Koopmann, G. u. Scharrer, H. (1996), S. 290 ff. 2 vgl. Kuhlmann, S. u. Holland, D. (1995), S. 1 3 vgl. Wetzel-Vandai, K. (1999), S. 182 f. 4 vgl. Martinsen, R. (1995), S. 16

174

Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

Je nach Art der staatlichen Interventionstätigkeit kann in direkte und indirekte Eingriffe unterschieden werden.1 Die Differenzierung nach direkten und indirekten Maßnahmen ist ein idealtypischer Ansatz, da zahlreiche staatliche Aktionen Mischcharakter haben und sich einer eindeutigen Zuordnung entziehen. Tabelle 7: Das forschungs- und technologiepolitische Instrumentarium Direkte Maßnahmen

Indirekte Maßnahmen Indirekt-spezifisch

Indirekt-mittelbar

Finanzielle FuE-Förderung

- steuerliche FuE-Förderung (insbesondere auch für KMU)

- Ordnungspolitischer Rahmen

- Institutionelle Förderung

- Patentschutz

- Bildungspolitik

- Projektbezogene Förderung (Zuschüsse, Darlehen, FuE-Aufträge)

- Wettbewerbspolitik

- Verordnungen, Vorschriften, Zulassungsverfahren, Standards

- Infrastruktur

Quelle: nach Holzkämper, H., 1995, S. 26

Unter direkter Förderung werden Maßnahmen verstanden, durch die der Staat selektiv zugunsten bestimmter Technologiefelder und forschungstreibender Institutionen Einfluß nehmen kann. Die Intention dieser Maßnahmen ist demzufolge, auf die gesamtwirtschaftliche FuE-Struktur lenkend einzuwirken. Die finanzielle Förderung von Institutionen oder Projekten gehört zu den wichtigsten Aspekten der direkten Maßnahmen. Die Projektförderung ist gleichzeitig Kernelement der Förderungsmaßnahmen des BMBF insgesamt.2 Sie kann in Form von Zuschüssen, Darlehen und FuE-Aufträgen bzw. Subventionen erfolgen und zielt auf die Kompensation der negativen Effekte von Externalitäten ab. Ein Schwerpunkt wird dabei auf den Bereich der Grundlagenforschung gelegt.3 Jedoch gibt es neben der Grundlagenforschung noch staatliche Langzeitprogramme wie etwa die Weltraumforschung, die Vorsorgeforschung, zu der sich die Umwelt- und Klimaforschung zählen läßt, sowie die Technologie- und Innovationsförderung, welche auf die Förderung von Schlüsseltechnologien4 oder Infrastrukturtechnologien abzielt.5

1

2 3 4 5

Dies ist eine Klassifikation, die auf das BMFT zurückzuführen ist und aus der Aufteilung der Fördermaßnahmen nach der OECD-Definition ableitbar ist. So unterscheidet die OECD nach spezifischen, unspezifischen Maßnahmen und “major programs“. Im urspünglichen BMFT-Kontext lassen sich die “major programs“ zu den direkten Maßnahmen rechnen. Zur OECD Klassifikation siehe auch OECD, (1978), S. 34 ff. vgl. hierzu BMBF (1998) vgl. Martinsen, R. (1995), S. 16 Die Schlüsseltechnologien obliegen der Festlegung durch das BMBF und sind auch Ergebnis der Technikvorausschau sowie der Forschungsprospektion. vgl. Koopmann, G. u. Scharrer, H. (1996), S. 285 ff.

Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

175

Indirekte Förderungsmaßnahmen zielen darauf ab, die Daten bzw. Rahmenparameter für forschende Institutionen derart zu verändern, daß sie stimulierend auf die Bereitschaft wirken, in Neuerungsaktivitäten zu investieren. Es wird bei dieser Art der Maßnahmen kein Einfluß auf die Inhalte der FuE-Aktivitäten genommen: Allein die Tatsache, daß FuE-Aktivitäten durchgeführt werden, wird bereits begünstigt. Auch wird eine Lenkung der Maßnahmen in Richtung bestimmter Institutionen oder Projekte nicht durchgeführt − dies obliegt vielmehr dem von der Förderung begünstigten Unternehmen. Zum Spektrum der indirekten-spezifischen Förderung zählen steuerliche Anreize für FuE-Aktivitäten wie Investitionszulagen, Sonderabschreibungen und FuE-Personalkostenzuschüsse sowie das Patentsystem. Ziel dieser steuerlichen Maßnahmen ist es, die Risikobereitschaft der Innovatoren durch Kostensenkungen zu erhöhen und die Rentabilität und Dispositionsmöglichkeiten der Unternehmen zu verbessern. Diese Maßnahmenbündel sollen damit die Unsicherheit bei Forschungsvorhaben kompensieren.1 Ein weiteres Maßnahmenbündel der indirekten Förderung, die indirekt-mittelbaren Maßnahmen, ist auf die Gestaltung der Bildungspolitik sowie die Errichtung einer innovationsfreundlichen Ordnungspolitik ausgerichtet. Auf die Aspekte des Patentsystems sowie der Ordnungspolitik wird im folgenden nur kurz vom Grundverständnis her eingegangen. Eine ausführliche Darstellung zu diesen Themen läßt der Rahmen dieser Arbeit nicht zu. Angesichts des nach neoklassischer Sichtweise definierten Öffentlichen-Gut-Charakters des technologischen Wissens wurde als forschungs- und technologiepolitische Maßnahme das Patentsystem eingeführt2, welches den Innovator in die Lage versetzen soll, temporäre Monopolrenten zu erzielen bzw. Eigentumsrechte zu sichern3. Der Patentschutz wird als allokativer Aufgabenträger angesehen, so wie dies die Eigentumsrechte an materiellen Gütern tun. In der Realität erfüllt aber der Patentschutz die Aufgabe nicht im gewünschten Maße und hat einige Unzulänglichkeiten.4 Die Ordnungspolitik hat die deutsche Forschungs- und Technologiepolitik sehr stark geprägt, vor allem unter der Zielsetzung der Schaffung eines verläßlichen ordnungspolitischen Rahmens für die Wettbewerbsprozesse auf den Märkten.5 Diese ordnungspolitische Ausrichtung hat die Forderung nach strikter Wettbewerbsneutralität der eingesetzten Mittel zum Ziel. So ist im Sinne von mittelbaren Maßnahmen einer FuT-Politik im Kontext der Wettbewerbsneutralität etwa die staatliche Finanzierung der Grundlagenforschung legitim, da deren Ergebnisse dann der Allgemeinheit kostenlos und gleichmäßig zur Verfügung stehen. 1

vgl. Holzkämper, H. (1995), S. 21 ff. Der Patentschutz ist letztlich auch Bestandteil der allgemeinen wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, er zählt aber, anders als diese, zum klassischen forschungs- und technologiepolitischen Instrumentarium − vor allem aufgrund seiner Ausrichtung auf die Intensivierung des technischen Wandels. (vgl. Prosi, G., 1980, S. 641) 3 Aus ökonomischer Sicht bedeutet Patentschutz die Schaffung eines Eigentumsrechts an dem öffentlichen Gut des technologischen Wissens. (vgl. Klodt, H., 1995, S. 32) 4 vgl. hierzu Hanusch, H., u. Canter, U. (1993), S. 15 5 Diese Ordnungspolitik geht auf die sog. Freiburger Schule Walter Euckens aus den 50er Jahren und besagt, daß die wirtschaftlichen Einzelentscheidungen so weit wie möglich den Unternehmen im Markt sowie den Haushalten überlassen werden müssen. Die Aufgabe des Staates in dieser Denktradition ist die Schaffung von ordnungspolitischen Rahmenbedingungen für die marktlichen Wettbewerbsprozesse. (vgl. Kantzenbach, E. u. Pfister, M., 1995, S. 19) 2

176

Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

Insgesamt ist die deutsche Forschungs- und Technologiepolitik durch eine stärkere Beteiligung des Staates geprägt – eine Politik der Deregulierung, Liberalisierung und Privatisierung ist erst seit jüngster Zeit im Gange.1 Erklärtes Ziel der Politik war bis dato ein kleiner, aber starker Staat.2 Abschließend werden die verschiedenen Akzentuierungen der staatlichen Forschungs- und Technologiepolitk seit 1950 episodenhaft skizziert. Die Darstellung ist allgemein gehalten und findet daher auch Anwendung auf die deutsche FuT-Politik.

Tabelle 8: Die Entwicklung der Merkmale der staatlichen Forschungsund Technologiepolitik Zeitraum

1950-1975

1975-1995

Schwerpunkte

Politisch

Wirtschaftlich

1995 und danach

Ziele

Militärische Sicherheit Industrielle Wettbewerbsfähigkeit

Beschäftigung und Lebensqualität

Räumlicher Rahmen

national

international

weltweit

Konzept des Forschungsprozesses

linear

linear

Interaktiv und systemisch

Auswahl der Projekte

Nach wissenschaftlichen Gesichtspunkten

Nach technologischen Gesichtspunkten

Nach Gesichtspunkten der Bedürfnisse

Art der Projekte

FuE als Grundlagenforschung und spillover-orientiert

Vorwettbewerbliche FuE und indirekte Förderung von Innovationen

Zweckbestimmte FuE (inkl. sozioökonomischer Aspekte bis zur Vermarktung der Innovationen)

Art und Zweckbestimmung der Prioritäten

Politischwissenschaftlich (topdown)

Technologischindustriell (top-down)

Soziopolitisch (bottom-up)

Federführende Ministerien

Verteidigung, Bildung und Forschung

Bildung, Forschung, Industrie

Interministerielle Koordinierung

Gesellschaftlich

Quelle: nach Muldner, U., 1996

Die Darstellung zeigt, daß die Forschungs- und Technologiepolitik zwischen 1950 und 1975 vor allem von den Begrifflichkeiten der “Verteidigung/Wissenschaft“ geprägt war. Anschließend bis zur Mitte der 90er Jahre war ihre Ausrichtung eher wirtschaftlicher Natur und hatte die Förderung der industriellen Wettbewerbsfähigkeit zum Hauptziel. Die derzeitige Phase, die sich bereits in Ansätzen Anfang der 90er Jahre abzeichnete, hat eine gesellschaftliche Bedarfsorientierung zum Gegenstand3 1 2 3

Hier kann als Beispiel der Börsengang der Telekom und der anstehende Börsengang der Post angeführt werden. vgl. Kantzenbach, E. u. Pfister, M. (1995), S. 19 Zu diesen Bedürfnissen zählen vor allem Beschäftigung, Gesundheit, Lebensqualität und Umweltschutz sowie derivative Bedürfnisse wie Wachstum und Wettbewerbsfähigkeit. (vgl. Gabolde, J., 1999, S. 105)

Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

177

und ist durch die Suche nach ‘nachhaltiger Wettbewerbsfähigkeit‘ vor allem durch Forschung, Technologie, Entwicklung sowie Innovation gekennzeichnet. Die Merkmale der drei Phasen sind der Tabelle zu entnehmen.1 Es muß jedoch angemerkt werden, daß die dritte Epsiode als sich gegenwärtig vollziehende Übergangsphase zu betrachten ist, die relativ lange andauern kann. Ursächlich hierfür ist eine in stärkerem Maße notwendige Umwandlung des gegenwärtigen Innovationssystems. Auf die diesbezüglichen Notwendigkeiten wird im nachfolgenden Kapitel näher eingegangen, jedoch ist vor allem die lineare Betrachtung des Innovationsprozesses einer wirkungsvollen FuT-Politik hinderlich. Die lineare Verlaufsannahme des Innovationsprozesses schließt Erkenntnisse nach Kapitel 5.6., wie ständige Rückkoppelungsprozesse und Interaktionen bei der Entstehung und Durchsetzung von technischem Wandel bzw. Innovationen aus.

6.2

Defizite der Forschungs- und Technologiepolitik gegenwärtiger Prägung

Im folgenden wird sehr knapp und skizzenhaft ein Überblick über die Hauptdefizite der FuT-Politik gegenwärtiger Prägung gegeben. Im Gegenzug werden dann die Vorteile einer evolutorischen Orientierung der FuT-Politik transparent gemacht. Nach den Ergebnissen von Kapitel 3.1., das die Neoklassik und deren Behandlung des technischen Wandels zum Gegenstand hatte, • gibt die neoklassische Wachstumstheorie keinen Aufschluß über Merkmale, Gesetzmäßigkeiten und Wirkungsmechanismen des technischen Wandels. Dieser wird als exogene Größe betrachtet; • wird technologisches Wissen als reines öffentliches Gut betrachtet; • erklärt die neoklassische Wachstumstheorie ökonomische Sachverhalte in Anlehnung an die Mechanik in linearer Art und Weise. Systemische Prozesse werden dabei ausgeschlossen. Bei der Untersuchung des technischen Wandels in Kapitel 5.6. wurde jedoch festgestellt, daß dieser ein dynamischer und systemischer, d.h. nichtlinearer, sich selbststeuernder Prozeß ist, der durch Ungleichgewichte gekennzeichnet ist und durch endogene Prozesse entsteht. Auch der Charakter des technologischen Wissens wird im evolutorischen Kontext differenziert betrachtet. So werden die Wissensbasis und die Prinzipien, die ein technologisches Paradigma repräsentieren, als latentes öffentliches Gut bezeichnet.2 Der inkrementale technische Forschritt, der auf firmenspezifischem, internen Know-how beruht und nicht einer breiten Öffentlichkeit zugänglich wird, hat hingegen eher den Charakter eines privaten Gutes.3

1 2 3

vgl. Gabolde, J. (1999), S. 105 ff. vgl. Nelson, R. (1990), S. 9 ff. vgl. Hanusch, H. u. Canter, U. (1993), S. 22

178

Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

Wie bereits erwähnt, kann die Neoklassik wie auch die Neue Wachstumstheorie keine unmittelbaren Handlungsempfehlungen für eine Forschungs- und Technologiepolitik geben. Der technische Wandel ist mit der neoklassischen Theorie nicht erklärbar. Die auf dem neoklassischen Paradigma basierenden gegenwärtigen forschungs- und technologiepolitischen Maßnahmen erweisen sich daher als mehrheitlich nicht adäquat und weisen folgende Schwächen auf: • Die Maßnahmen orientieren sich an einem überholten linearen Modell des Innovationsprozesses. Diesem Modell zufolge steht die reine Grundlagenforschung am Anfang des Innovationsprozesses. Der anschließende Transfer ihrer Ergebnisse in die jeweiligen Unternehmen führt von der angewandten Forschung zur experimentellen Entwicklung über die Innovation bis hin zur Adaption und Diffusion. Dieser Prozeß ist zu simpel gefaßt und bildet die Realität nicht in ausreichendem Maße ab. So ignoriert dieser Ansatz zum einen, daß die Marktseite als Inititiator von inventiven Aktivitäten ebenfalls eine bedeutende Rolle spielt. Zum anderen ist aus der Innovationsforschung bekannt, daß die oben beschriebenen Phasen keinesfalls als aufeinanderfolgend betrachtet werden können, sondern vielmehr wechselseitige Verknüpfungen existieren und Phasen teilweise mehrmals durchlaufen werden.1 Dieser Sachverhalt wurde bereits anhand von Abbildung 2, dem funktionalen Referenzschema der Innovation, erläutert. • Innovationen werden vorwiegend als technisch betrachtet. Dies schließt weitgehend soziale und organisationale Innovationen (z. B. learning organization) aus. • Programme und Fördermaßnahmen werden hauptsächlich auf eine Aufholstrategie im Hochtechnologiebereich ausgerichtet. Dabei wird aber die Wirkung von Innovationsnetzwerken und Kooperationen bzw. der systemische Gedanke der Innovationsentstehung noch größtenteils vernachläßigt. Gerade aber im Hochtechnologiebereich unterstreichen erfolgreiche Innovationen und Branchen die Bedeutung von Netzwerken und Branchen-Verknüpfungen. Dieser Sachverhalt gibt Anlaß dafür, Fördermaßnahmen zur Erweiterung der Innovationsfähigkeit und technologischer Kompetenz mit bereits vorhandenen leistungsfähigen Innovationsund Wettbewerbspotentialen von Unternehmen und Wirtschaftssektoren zu verknüpfen.2 • Durch das Patentsystem entstehen teilweise Parallelaktivitäten und Doppelarbeit im FuE-Bereich. Hier sind vor allem Koordinations- und Transparenzprobleme sowie der eigentliche Zweck des Patentschutzes, der weitgehende Ausschluß von neu generiertem technologischen Wissen, ursächlich. Hier muß kritisch die Struktur und das Wesen des Patentschutzes bzw. das System an sich hinterfragt werden. • Für die Grundlagenforschung entsteht bei der derzeitigen FuT-Politik kein ausreichender Anreiz von seiten der Unternehmen, sich in diesem Bereich zu engagieren. Hier stellt sich die Überlegung an, ob die Grundlagenforschung nicht sinnvollerweise von den öffentlich geförderten Institutionen wie den Universitäten, den 1 2

Zum Zustandekommen von Innovation vgl. auch Kap. 2.5. unter dem Aspekt FuE. vgl. Fricke, W. (1996), S. 69 f.

Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

179

Großforschungseinrichtungen oder Einrichtungen wie die Max-Planck-Gesellschaft bzw. die Fraunhofer-Gesellschaft durchgeführt werden soll. • Die Förderung von Technologien bezieht sich meist nur auf die FuE-Phase − nachfolgende, für den Erfolg der Innovation ebenso maßgebliche Phasen wie vor allem die Phase der Vermarktung bleiben außerhalb des Förderrahmens.1 • Oftmals werden nur große Firmen mit Forschungsgeldern unterstützt.2 Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) erfahren noch keine hinreichende Förderung. • Der bereits erwähnte Institutionenpluralismus erschwert die Gestaltung einer koordinierten und stringenten FuT-Politik. Insgesamt hat die deutsche Förderpolitik innerhalb der EU in den letzten Jahren die höchsten staatlichen Beihilfen im Zuge der direkten Förderungsmaßnahmen bzw. Subventionen gezahlt. Dabei handelt es sich um eine eigentlich wettbewerbsverzerrende Praxis, die gegen den von staatlicher Seite selbsternannten ordnungspolitischen Rahmen verstößt. Als wesentlichster Teil der Forschungs- und Technologiepolitik haben die direkten Unterstützungszahlungen jedoch nur wenig Bedeutung für die FuT-Politik erlangt.3 So fließt der größte Teil der staatlichen Beihilfe in schrumpfende Wirtschaftszweige, die von struktureller Arbeitslosigkeit betroffen sind. Als Beispiele lassen sich hier die Landwirtschaft und der Kohlebergbau nennen. Forschungsintensive Wirtschaftszweige wie etwa die Elektrotechnik sowie die Luft- und Raumfahrttechnik blieben deutlich unterrepräsentiert.4 In den letzten Abschnitten wurde herausgestellt, daß die Maßnahmen der heutigen FuT-Politik zum Teil auf ungültigen Annahmen über das Wesen des technischen Wandels wie etwa dem Linearansatz beruhen, der zu falschen technologiepolitischen Implikationen führt. Weiterhin hat die gängige Förderpraxis der Direktförderung bzw. Subventionierung gezeigt, daß wirtschaftspolitische Ziele wie (internationale) Wettbewerbsfähigkeit, Wirtschaftswachstum und eine ausreichende Beschäftigung nicht im gewünschten Umfang erreicht wurden. Beide Ergebnisse verlangen einen differenzierten forschungs- und technologiepolitischen Ansatz. Hier rückt nun ein evolutorisch geprägter Ansatz in das Blickfeld, da sich zudem vielfach gezeigt hat, daß in diversen Wirtschaftsordnungen durch eine Änderung der Verhaltensregeln, wie die Aufhebung von Verboten, also allgemein durch eine Deregulierung und Liberalisierung das evolutorische Potential der Gesellschaft gefördert wurde.5 Ein solcher Ansatz soll im nächsten Kapitel vorgestellt werden, allerdings nur exemplarisch anhand einiger Empfehlungen.

1

vgl. Gabolde, J. (1999), S. 105 f. vgl. Ahrweiler, G., Döge, P., Rilling, R. (1995), S. 59 vgl. Koopman, G. u. Scharrer, H. (1996), S. 273 4 vgl Kantzenbach, E. u. Pfister, M. (1995), S. 21 5 Zu diesen Erfahrungsansätzen vgl. Hayek, F. A. von (1979), S. 22 2 3

180

6.3

Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

Ansätze für eine evolutorisch geprägte Forschungsund Technologiepolitik

Aus evolutorischer Sicht hängt der Wissensfortschritt und damit auch der technische Wandel von zu vielen Einflußfaktoren und Variablen ab, als daß dieser sich durch ‘Voraussage und Kontrolle‘ determinieren und steuern bzw. planen läßt.1 Der Prozeß des technischen Wandels, so wurde in Kapitel 5.6. festgestellt, ist ein zukunftsoffener Prozeß, welcher von ständigen Rückkoppelungen gekennzeichnet ist. Weiterhin verzerrt eine Subventionierung marktnahen technischen Wissens und marktnaher Innovationen den Preismechanismus in dem Sinne, daß die Verfügbarkeit von neuem Wissen in geringerem Umfang durch die Nachfrage geregelt wird.2 Wissensfortschritte werden im Rahmen der bisherigen FuT-Politik durch gemeinschaftliche Entscheidungen zugewiesen, anstatt im Wettbewerb der Innovationsprojekte entdeckt3 und schließlich durch die Nachfrage selektioniert zu werden. Die Ergebnisse dieses wettbewerblichen Entdeckungsprozesses sind nicht durch technologische Angebote von seiten zentraler Steuerer zu ersetzen. Letztendlich wird dadurch der für die Erzeugung von neuem und qualitativ hochwertigerem Wissen wichtige, dezentrale und parallele Suchprozeß behindert.4 Eine Ausnahme kann hier die Praxis der Förderung der Grundlagenforschung der gegenwärtigen FuT-Politik bilden, da die Forschungsergebnisse der Allgemeinheit kostenlos zur Verfügung stehen. Konflikthaltig wird die öffentliche Forschungsförderung erst dort, wo außerhalb der Grundlagenforschung die Internalisierbarkeit von Forschungserträgen eingeschränkt wird, also eine direkte Intervention in Marktprozesse erfolgt und Wettbewerbsfunktionen außer Kraft setzt. Letzteres gilt etwa für die Bereiche der angewandten Forschung und der industriellen Entwicklung. Eine nach evolutorischem Muster orientierte FuT-Politik sollte sich aus den evolutorischen Eigenschaften des technischen Wandels ableiten. Diese Eigenschaften sind hauptsächlich • die Generierung von Vielfalt bzw. Neuerungen (Variationsmechanismus), • die Systemhaftigkeit des Prozeßverlaufs, • die Selektion durch Wettbewerb5 (Selektionsmechanismus), • die intertechnologische Entstehung des technischen Wandels und, • der kumulative Charakter des technischen Wandels.6

1

Zum Thema des Wissens vgl. Hayek, F. von (1979), S. 25 vgl. Starbatty, J. u. Vetterlein, U. (1988), S. 184 Eine Technologiepolitik, die den Wettbewerb als Entdeckungsverfahren für neues Wissen bzw. technischen Wandel betrachtet, entspricht den Vorstellungen Hayeks. Vgl. hierzu Hayek, F. von (1968), S. 249 ff. 4 vgl. Hayek, F. von (1960), S. 477 ff. 5 Auf biologischer Ebene entsprach dies der Selektion einer am besten an eine zu einer bestimmten Zeit vorherrschenden Umwelt angepaßte Art. 6 Beim Herausstellen dieser Eigenschaften wurde direkter Bezug genommen auf das in Tabelle 6 dargestellte Nachweisschema. Der Variations- und Selektionsmechanismus sind dabei die grundlegenden einen evolutorischen Prozeß tragenden Mechanismen; der Systemcharakter der Evolution wiederum hat eine hohe Übereinstimmung bei der Technikgenese und der biologischen Evolution aufgewiesen. Weitere Besonderheiten des technischen Wandels waren seine intertechnologische Entwicklung sowie sein kumulativer Charakter. 2 3

Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

181

Unter Orientierung an diesen Eigenschaften bzw. Charakteristiken könnte eine evolutorisch geprägte FuT-Politik neben vielen anderen Zielen vor allem folgende Aspekte zum Gegenstand haben: • Ermöglichung von Vielfalt und Neuerungen in der Industriestruktur, d. h. “Schaffung“1 eines ausgewogenen Verhältnisses des Industriesektors von großen, mittleren und kleineren Unternehmen mit jeweils unterschiedlichen technologischen Ausrichtungen; • Förderung eines breiten Grundstocks technologischen Wissens im gesamten Industriesektor, sowie Ermöglichung und Förderung des Wissensaustausches in den diversen Industriesektoren (horizontal und vertikal). Dieses Ziel bezieht sich auf den Systemcharakter des technischen Wandels. Aus diesen Zielen lassen sich nun evolutorisch geprägte FuT-politische Handlungsempfehlungen generieren. Solche wurden im folgenden beispielhaft für die eben genannten zwei Ziele formuliert, unabhängig davon, ob solche Maßnahmen oder Teile davon bereits in der gegenwärtigen FuT-Politik implementiert sind. 1. Maßnahmen zur Ermöglichung von Vielfalt und Schaffung einer breiten Wissensbasis (Merkmal: Generierung von Vielfalt und Neuerungen) Hier hat die FuT-Politik die Erweiterung der Wissenbasis als Grundlage für die Schaffung von Neuerungen zur Aufgabe.2 Man kann im Zusammenhang mit unserer Gesellschaft von einem vollzogenen Wandel von einer Industrie- zu einer Wissensgesellschaft sprechen. Diese Entwicklung drückt sich auch darin aus, daß auf der Produktionsseite ein hoher Anteil der Kosten auf die Kategorie ‘Wissen‘ fällt und immer mehr fallen wird. Die Wertschöpfung und das Wachstum in diesem Sektor, aber auch in anderen Sektoren, hängen in immer stärkerem Maße von Wissen ab.3 Als Maßnahmen zur Erweiterung der Wissensbasis lassen sich alle Aktivitäten empfehlen, die auf die Entwicklung und Verbesserung des Humankapitals abzielen und dadurch Wissenserweiterung, Ideenreichtum, Kreativität und damit Neuerungen generieren. Dieser Effekt kann durch eine entsprechende Bildungs- und Wissenschaftspolitik erzielt werden und kann unter dem Begriff “Lernen“ zusammengefaßt werden.4 Im Bereich der graduellen bzw. inkrementalen Innovationen innerhalb eines technologischen Paradigmas sind es die Unternehmen, welche unternehmensspezifisches, internes Wissen durch Lerneffekte und Erfahrung als auch durch Weiterbildung ihrer Mitarbeiter aufbauen. Die Qualifikation der Mitarbeiter und die Fähigkeit zum Lernen im Unternehmen schaffen wichtige Wettbewerbsvorteile im Hinblick auf die Internalisierung von Innovationsrenten. Das so geschaffene Wissen hat den Charakter eines Privatgutes. Allerdings sind durch reverse-engineering, Patentinformationen und Mit1

Im Sinne der Evolutorik darf die Schaffung aber nicht als ein aktiver Eingriff verstanden werden, sondern ist als ordnungspolitische "Begünstigung" (durch Setzen geeigneter Rahmenbedingungen) zu verstehen. Zur Auswirkung des Bildungsniveaus auf das Wirtschaftswachstum siehe Soete, L. (1997), S. 19 ff. 3 vgl. Stehr, N. (1999), S. 92 f. 4 Diese Maßnahmen können sich sowohl auf das allgemeine Ausbildungsniveau beziehen, wie z. B. mit einer Maßnahme zur Förderung des MBA-Studiums als auch auf spezifische Richtungen wie die Weiterqualifizierung von FuE-Personal etc. (vgl. Cannell, W. u. Dankbaar, B., 1996, S. 65 f.) 2

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Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

arbeiterfluktuationen auch Spillover-Effekte möglich, diese werden jedoch unter dem evolutorischen Ansatz nicht negativ bewertet.1 Der evolutorische Ansatz unterstützt vielmehr den Informationsaustausch, da dieser starke Synergieeffekte auf gesamtwirtschaftlicher Ebene birgt. Als weitere Empfehlungen hierzu werden Kooperationen angeraten. Auf diese Thematik wird in den nächsten Abschnitten noch eingegangen. Als “Erzeuger“ neuen Wissens sollten insbesondere die kleinen und mittleren Unternehmen im Blickpunkt des Interesses staatlicher foschungs- und technologiepolitischer Maßnahmen stehen.2 Hier ist die Stellung von Risikokapital (Venture Capital) eine geeignete Maßnahme, um die Risikobereitschaft dieser Innovatoren zu erhöhen und sich generell als Unternehmer zu betätigen. Zur Förderung der Forschungsaktivitäten der KMU eignen sich allgemein Finanzierungshilfen, wie z. B. verbilligte Kredite. Diese sollten aber nicht als "direkte Maßnahmen" der FuT-Politik organisiert sein, sondern auf die Begünstigung geeigneter Institutionen (z. B. "neuer Markt") für Wagniskapital bezogen werden. Wichtig für einen Innovationserfolg der KMU ist auch die Technologie- und Innovationsberatung, die durch verschiedene Institutionen wie etwa die Selbstverwaltungsorganisationen der Wirtschaft (z. B. IHK) erfolgen kann. Dies kann eine wichtige Verbindung sein, um Informationen über technologische Entwicklungen und Chancen zu erhalten und aktuelle technologische Trends zu erkennen. Wichtig hierbei ist, daß die Beratungsinstitutionen selbst in ein Netzwerk eingebunden sind, das ihnen erlaubt, über aktuelle Entwicklungen Kenntnis zu erlangen. In der gängigen Literatur vorgeschlagene Maßnahmen zur Generierung von Neuerungen3 wie etwa ein technologieorientiertes öffentliches Beschaffungswesen zur Anreizschaffung für die Entwicklung bzw. Weiterentwicklung bestimmter Technologien oder eine direkte Forschungsförderung ausgewählter Technologiefelder sind ein direkter Eingriff in Marktprozesse und setzen den Wettbewerb außer Kraft oder schränken diesen zumindest ein. In einem evolutorischen Paradigma sind solche Eingriffe nicht zulässig bzw. setzt eine solchgeartete “Lenkung“ eine Technikvohersage voraus, die aber systemkonform ex-ante in der Realität nicht möglich ist.4 Wie eingangs des Kapitels erwähnt, ist eine Förderung der Grundlagenforschung im Zuge einer direkten Förderung u.U. weiterhin vorstellbar und auch mit dem evolutorischen Paradigma in gewisser Weise vereinbar, da hier ein breiter Wissensbestand geschafffen wird, der nicht zwangsläufig eine technologische Richtung vorgibt und zudem alle Forschungsergebnisse der Allgemeinheit günstig zur Verfügung stehen. Jedoch muß zumindest ein technologisches Feld vorgegeben werden, in welchem die Grundlagenforschung durchgeführt wird, was letztlich wieder eine professionelle Technikprospektion erfordert.5

1

vgl. Wetzel-Vandai, K. (1999), S. 186 Zur Diskussion der Besonderheiten der FuT-Politik im Zusammenhang mit der Innovationskraft der KMU siehe, Thierstein, A. (1988). 3 vgl. hierzu Straßberger, F. (1995), Dalpé, R. u. a. (1992) 4 vgl. Wetzel-Vandai, K. (1999) 5 vgl. Straßberger, F. (1995), S. 213 2

Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

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Eingriffe im Sinne einer direkten Förderung der angewandten Forschung und der industriellen Entwicklung sind jedoch im evolutorischen Paradigma nicht zulässig, da hier eindeutig eine mit allen Nachteilen behaftete Lenkungsfunktion ausgeführt werden würde. Prinzipielle Voraussetzung zur Schaffung von Neuerungen ist der Erhalt neuen Wissens. Dieses muß aber nicht notwendigerweise “in-house“ generiert, sondern kann durch Informationsnetzwerke weitergegeben werden. Dieser Aspekt wird in den nächsten Abschnitten nochmals aufgegriffen. 2. Maßnahmen zur Ermöglichung des Austausches von Wissen (Merkmal: Systemhaftigkeit des technischen Wandels und intertechnologische Entstehung) Hierbei gilt es vor allem, ein Umdenken zu erzielen bezüglich des von der neoklassischen Wachstumstheorie als negativ bewerteten Effekts von Externalitäten. Gerade sie erzeugen ein bedeutendes und belebendes Element für die Entwicklung von Innovationen und Industrien und werden im evolutorischen Paradigma eindeutig gewünscht. Spillover-Effekte, die sich im Zusammenhang mit der technologischen Entwicklung ergeben, müssen von staatlicher Seite gefördert und dürfen nicht zurückgedrängt werden. Jedoch darf eine solche Politik nicht soweit gehen, daß sie alle Möglichkeiten zur Abschöpfung von Innovationsrenten völlig beseitigt und damit jede Privatinitiative zunichte macht.1 Zentraler Anknüpfungspunkt für eine FuT-Politik ist unter diesem Blickwinkel die Ausnutzung, Schaffung und Stärkung von Spillover-Effekten. Wie das systemische Wesen des technischen Wandels gezeigt hat, entstehen Neuerungen durch eine Interaktion mehrerer Marktakteure auf allen Stufen – vom Wissenschaftssektor bis hin zum Vermarktungssektor. Der intertechnologische Entstehungsaspekt des technischen Wandels hat gezeigt, daß Techniksysteme durch die technologische Verküpfung unterschiedlicher Technologien entstehen. Daher ist es essentiell, den Wissensaustausch zu fördern und eine möglichst breite technologische Wissenspenetration zu erzielen. FuT-Politik muß demzufolge darauf abzielen, ein funktionierendes Netzwerk aus öffentlichen und privaten Forschungseinrichtungen und Unternehmen zu “schaffen“, das idealerweise auch internationale Kooperationspartner mit einschließt.2 Eine Aufgabe des Staates (mit Unterstützung der Wirtschaft) kann dabei die Förderung von Kontakten und Dialogen zur Anbahnung solcher Kooperationen sein, und zwar nicht nur zwischen Unternehmen oder Technikentwicklern und Techniknutzern. Es geht vielmehr auch um eine Berücksichtigung externer Erfolgsfaktoren von Neuerungen, ihre Einbettung in die Gesellschaft und das Entwerfen von Leitbildern und Paradigmen, die nur im Dialog mit den unterschiedlichen gesellschaftlichen Akteuren aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft entstehen können.3 Der Staat muß seine Rolle aber insgesamt auf Vorfeldaktivitäten beschränken, die eigentliche Kooperationsbildung muß ungesteuert, d. h. nach evolutorischem Muster erfolgen. 1 2 3

vgl. Hanusch, H. u. Canter, U. (1993), S. 32 ff. vgl. Straßberger, F. (1995), S. 214. Zum Thema Allianzen und Netzwerke vgl. auch Soete, L. (1997), S. 16 ff. Eine solche Aufgabe wird in Japan partiell vom Ministerium für Industrie und Außenhandel (MITI) wahrgenommen. (vgl. Forschungsinstitut der Friedrich-Ebert Stiftung, 1992; Holzkämper, H. 1995)

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Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

Insgesamt muß die FuT-Politik unter dem Aspekt der Systemhaftigkeit und der intertechnologischen Entwicklung des technischen Wandels darauf abzielen, funktionsfähige Systeme zu schaffen, anstatt einzelne Firmen, Industrien und Technologien zu fördern. Letztendich müßte auch ein evolutorisch orientiertes staatliches forschungs- und technologiepolitisches Instrumentarium in regelmäßigen Abständen einer kritischen Analyse im Hinblick auf seine Wirksamkeit bzw. Marktnähe analysiert werden. Zu diesem Zweck wäre ein Einbezug der Anwenderseite (d. h. die Marktseite) in institutionalisierter Form, etwa in Gremien oder regelmäßigen Diskussionsforen, denkbar, um über die Effizienz der Maßnahmen Auskunft geben zu können. Des weiteren wäre es unerläßlich neben dieser qualitiativen Einschätzung auch die Wirksamkeit des forschungs- und technologiepolitischen Instrumentariums zu quantifizieren und entsprechend kontinuierlich zu verbessern.1

6.4

Resümee

In den vorhergehenden Abschnitten wurde aufgezeigt, daß die Maßnahmen der gegenwärtigen Technologiepolitik Defizite aufweisen. Dies in erster Linie aufgrund ihres neoklassischen Kerns, der den technischen Wandel nicht abbilden bzw. erklären kann. Es wurde daher versucht, anhand von zwei Beispielen in Konsistenz mit dem evolutorischen Charakter des technischen Wandels “richtigere“ und “sparsamere“ bzw. effizientere forschungs- und technologiepolitische Ansatzpunkte anzugeben. Ziel dieser Maßnahmen sind primär die Wissensschaffung und der Wissenstransfer. Wird dieses Ziel erreicht, so stellen sich auch die Oberziele der Wirtschaftspolitik wie Erhalt der nationalen und internationalen Wettbewerbsfähigkeit und ein angemessenes Wirtschaftswachstum sowie Beschäftigung ein. Im evolutorischen Verständnis ist eine direkte Förderung im Sinne einer Lenkung in Richtung bestimmter Technologien nicht zulässig bzw. ineffizient. Die staatlichen Lenkungsbemühungen im evolutorischen Paradigma sind grundsätzlich beschränkt und werden in diesem Kontext zum Lenkungsparadoxon: Da der technische Wandel, wie bereits aufgezeigt, selbstorganisierend ist, nimmt er externe Regulierung bestenfalls als Störgröße auf, deren “Erfolgschance“ sehr limitiert ist. Der Staat sollte sich daher primär auf die Schaffung von günstigen Rahmenbedingungen für das Entstehen von Neuerungen und auf Koordinationsaufgaben zwischen den verschiedenen Marktteilnehmern fokussieren, jedoch keine direkten Eingriffe vollziehen. Dies macht einen Wechsel im Rollenspiel des Staates notwendig von einer bisherigen vorwiegend auf die Subventionsvergabe beschränkten Rolle bis hin zu einer aktiveren Rolle mit der Funktion eines Moderators und Katalysators. Der Staat

1

Zu einer solchen Evaluation von Technologiepolitik siehe Kuhlmann, S. u. Holland, D. (1995).

Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

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sollte in einer solchen Rolle auch Pluralität fördern.1 Hier wird auf das Beispiel Japans verwiesen, auf welches im Laufe dieses Abschnittes noch eingegangen wird. Allenfalls ist noch im Bereich der Schaffung von Basiswissen, etwa in Form der Förderung der Grundlagenforschung, eine direktere Steuerung des Staates denkbar, da dieses Wissen der Allgemeinheit zur Verfügung steht und die Förderung bei sorgfältiger Auswahl keine Wettbewerbsverzerrung verursacht. Voraussetzung dabei ist, den “Top-down-Ansatz“ der Projektförderung im Grundlagenbereich nicht weiter zu vertreten, der von seiten der Politikmacher und der Industrie bisher vorgegeben ist. Dieser schließt innovative Projektvorschläge, die nicht im gesamtheitlichen Katalog der zu fördernden Projekte vertreten sind, von vornherein aus. Zudem dauert die Formulierung spezifischer Programme ggw. 2-3 Jahre und trägt deshalb immer weniger der dynamischen Markt- und Technikentwicklung Rechnung. Um innovativen Projektvorschlägen die Tür zu öffnen und gleichzeitig den Verwaltungs- und Administrationsaufwand bei der Formulierung von Programmen zu reduzieren, wird auch auf nationaler Ebene ein “Bottom-up-Ansatz“, analog der Eureka (European Research Coordination Agency)2 Initiative, vorgeschlagen. Dieser Ansatz gibt keinerlei Vorschläge vor, sondern reagiert auf die eingereichten Projektanträge von Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Dabei wird auch die Gefahr von Staatsversagen bei der Auswahl der Schlüsseltechnologien, die in gewisser Weise auch in der Grundlagenforschung ihre Anfänge haben, vermindert.3 Schwerpunkt der staatlichen Forschungs- und Technologiepolitik sollte zukünftig die indirekte Förderung sein, da die direkte Förderung voraussetzt, daß die Wirtschaftspolitik die Entwicklungschancen einzelner Forschungsprojekte richtig erkennt. Dieses Wissen steht jedoch ex ante nicht zur Verfügung, was zur Folge hat, daß der für einen effizienten Mitteleinsatz essentielle Allokationsmechanismus nicht oder nur sehr eingeschränkt funktioniert. Indirekte Maßnahmen jedoch haben eine wettbewerbsneutrale Wirkung auf den Märkten und sind daher zulässig.4 Dies hätte den Vorteil, daß kleine und mittlere Unternehmen und Unternehmensgründungen gleichrangig von einer Forschungsförderung profitieren könnten. Wichtige bereits genannte Aufgaben der indirekten Förderung des Staates sind die Unterstützung kooperativer Forschungsanstrengungen, der Ausbau der Schnittstellen zwischen einzelnen, an der Wissenserweiterung beteiligten Institutionen und insbesondere die leichtere Zurverfügungstellung von vorhandenem technischen Wissen für die Unternehmen, also die effektivere Nutzung von Spillovers aus dem In- und Ausland. Zu den Aufgaben der indirekten Förderung des Staates sollte auch die Ausfüllung der Rolle des Koordinators im Verständnis der Schaffung von günstigen Rahmenbedingungen für das Entstehen von Neuerungen gehören. Im Sinne der Koordination 1

Ziel sollte die Förderung bzw. Stimulierung verschiedener Projekte sein, nicht die Fokussierung auf einige wenige Großprojekte. Zur Aufgabe und Funktion des EUREKA siehe Koopmann, G. u. Scharrer, H. (1996), S. 299 f. 3 vgl. Koopmann, G. u. Scharrer, H. (1996), S. 302 ff. 4 Da kein aktiver Eingriff erfolgt und der technische Wandel sich dann als Ergebnis des evolutorischen Regel- und Steuerkreises einstellen kann, bleiben indirekte Maßnahmen wettbewerbsneutral. 2

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Implikationen für eine wirkungsvolle Forschungs- und Technologiepolitik

ist dabei vor allem die vorwettbewerbliche Stufe zu verstehen, auf der alle betroffenen Marktteilnehmer der Wirtschaft und Gesellschaft zusammengeführt werden sollen.1 Letztendlich ist es auch unerläßlich, das staatliche forschungs- und technologiepolitische Instrumentarium immer wieder auf seine Wirksamkeit hin zu evaluieren und gegebenfalls zu modifizieren.

1

Hier sind auch sogenannte korporatistische Maßnahmen wie z. B. die Bildung eines Technologiebeirats denkbar. (vgl. Grupp, H., 1993, S. 215)

Ergebnisse und Ausblick

7

187

Ergebnisse und Ausblick

Es konnte im Rahmen dieser Arbeit gezeigt werden, daß der technische Wandel ein evolutorischer Prozeß ist. Dieses Analyseergebnis wurde durch eine detaillierte Analyse der Evolutionsdomänen der Biologie, der Kosmologie sowie der Sozietäten ermöglicht. In diesen Bereichen gehorcht die Evolution bestimmten Verläufen, Charakteristiken und Merkmalen, die nahezu identisch bei der Entwicklung des technischen Wandels festgestellt werden konnten. Die traditionelle neoklassische Wachstumstheorie konnte keinen Beitrag zur Erklärung einer Theorie des technischen Wandels leisten, letztendlich ebensowenig wie ihre Folgetheorien. Mit der evolutorischen Ökonomik sind bereits vielversprechende Ansätze zu einer endogenen Erklärung des Phänomens des technischen Wandels realisiert worden, jedoch müssen hier weitere Forschungsanstrengungen in Richtung einer Vereinheitlichung dieser unter der Evolutionsökonomik subsumierten Theorien unternommen werden. Weiterhin mangelt es der evolutorischen Ökonomik noch an einer Formalisierbarkeit ihrer Theorien sowie an einer Erweiterung durch eine fundierte individualistische Verhaltenstheorie. Letztere ist zwar bereits in Ansätzen vorhanden, beschränkt sich jedoch vornehmlich auf die Unternehmerrolle. Eine behavioristische Theorie muß jedoch auch die Marktseite bzw. das Einzelindividuum mit einschließen und die Antriebe für innovatives Verhalten bzw. die Suche nach Neuerungen in Themen wie Motivation, Kreativität etc. näher ausführen können. Im kurzen Ausblick zur Gestaltung einer evolutorischen Forschungs- und Technologiepolitik wurde festgestellt, daß die gegenwärtige Struktur des staatlichen Gestaltungsinstrumentariums in der Ausführung teilweise starke Defizite aufweist und dem evolutorischen Charakter des technischen Wandels nicht gerecht wird. Dementsprechend wurde im Sinn einer Empfehlung ein dem evolutorischen Charakter des technischen Wandel adäquates Maßnahmenbündel vorgeschlagen, welches sich allerdings nur auf die Wissensgenerierung und den Wissensaustausch bezog. Insgesamt muß die Rolle des Staates im Rahmen eines evolutorisch orientierten forschungs- und technologiepolitischen Ansatzes neu überdacht werden. War dieser bzw. ist dieser bisher vorrangig noch der Subventionsgeber im Rahmen direkter Fördermaßnahmen, so muß zukünftig ein Rollenwechsel hin zu einem aktiven Staat im Bereich der Schaffung von günstigen Rahmenbedingungen für Neuerungen sowie im Bereich der Koordination von Marktteilnehmern zur Schaffung von Kooperationen und Verflechtungen neuen Wissens vollzogen werden. Die Vertiefung der zuletzt genannten Themen kann Forschungsgegenstand weiterführender Arbeiten sein.

Literaturverzeichnis

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Schriftenreihe Wirtschafts- und Sozialwissenschaften Band

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Gerhard Kobel: Die Interdependenz zwischen Wirtschaft und Technik. Eine sozialökonomische Analyse. Ludwigsburg – Berlin 1991. Roland Raff: Informationstechnologien und Wandel in Wirtschaft und Gesellschaft. Ludwigsburg – Berlin 1991. Markus Jirikovsky: Die Wirtschaftsbeziehungen zwischen Deutschland und Indien. Ludwigsburg – Berlin 1991. Françoise Dorison: Produktbezogener technischer Fortschritt. Darstellung und Messung. Ludwigsburg – Berlin 1992. Armin Müller: Informationsbeschaffung in Entscheidungssituationen. Ludwigsburg – Berlin 1992. Dorothea Kalleicher: Ausgewählte Instrumente zur Reduktion von KFZAbgasemissionen. Ludwigsburg – Berlin 1992. Dietmar Bönke: Computer Integrated Manufacturing – Gestaltungsmöglichkeiten und Strategien. Ludwigsburg – Berlin 1992. Hans Kluvich: EG-Binnenmarkt – Kooperation und Konkurrenz. Ludwigsburg – Berlin 1992. Iven Graf von Reventlow: Neue Wege der Bonitätsprüfung – Das Kreditgespräch als Instrument zur Beurteilung der Unternehmerpersönlichkeit. Ludwigsburg – Berlin 1992. Hans-Martin Beyer: Das Vorsorgeprinzip in der Umweltpolitik. Ludwigsburg – Berlin 1992. Reinhard Hauke: Kriminalität im Management von Banken. Ludwigsburg – Berlin 1992 (vergriffen). Eberhard Seidel / Philipp Pott (Hrsg.): Ökologieorientierte Forschung in der Betriebswirtschaftslehre. Ludwigsburg – Berlin 1993. Markus Kerber: Verteidigung, Wirtschaft und internationaler Status. Ludwigsburg – Berlin 1993. Christiane Hinzmann: Neukonzeption staatlicher Rechnungslegung. Ludwigsburg – Berlin 1993. Monique Rüdell: Konsumentenbeobachtung am Point of Sale. Ludwigsburg – Berlin 1993. Walter Reinhardt: Controlling von F & E-Projekten. Ludwigsburg – Berlin 1993. Wolfgang Merz: Volkswirtschaftliche Planspiele im Hochschulunterricht. Ludwigsburg – Berlin 1993. Günter Reuhl: Forschung und Entwicklung zwischen Politik und Markt. Ludwigsburg – Berlin 1994. Karl-Georg Thomas: Die mittelständische Unternehmung im Entwicklungsprozeß. Ludwigsburg – Berlin 1994. Susanne Parlasca: Kartelle im Profisport. Ludwigsburg – Berlin 1993. Bernd Eggen: Familie der Gesellschaft. Kontinuität im Wandel. Ludwigsburg – Berlin 1994. Stephan Braun: Die Prozeßkostenrechnung. Ein fortschrittliches Kostenrechnungssystem? Sternenfels – Berlin, 3., überarb. Aufl., 1999.

Band 23 Band 24 Band 25 Band 26 Band 27 Band 28 Band 29 Band 30 Band 31 Band 32 Band 33 Band 34 Band 35 Band 36 Band 37 Band 38 Band 39 Band 40 Band 41 Band 42 Band 43 Band 44

Karsten Füser: Untersuchung der Prognosequalität eines synergetischen Kapitalmarktmodells. Ludwigsburg – Berlin 1994. Wolfgang Bader: Neues Menschenbild für die Ökonomie. Ludwigsburg – Berlin 1994. Monika Bosold: Ökologisch orientierte Preisbildung in öffentlichen Unternehmen. Ludwigsburg – Berlin 1994. Udo Neugebauer: Unternehmensethik in der Betriebswirtschaftslehre, 2., überarb. Aufl., Sternenfels – Berlin 1998. Dietrich Emmert: Planung von Investitionsprogrammen. Ludwigsburg – Berlin 1994. Matthias F. Lachmann: Entscheidungsunterstützung mit OR-Methoden. Ludwigsburg – Berlin 1995. Thomas Quiehl: Wissenschaftsstädte. Ein neues Instrument zur Innovationsförderung? Ludwigsburg – Berlin 1995. Michael Pförtner: Das Nordamerikanische Freihandelsabkommen. Eine realwirtschaftliche Analyse. Ludwigsburg – Berlin 1995. Dunja Grettenberger: Umweltschutz und Umweltbewußtsein. Ansatzpunkte einer effizienten Umweltpolitik. Sternenfels – Berlin 1996. Stephan W. Schusser: Eurostrategische Unternehmensführung. Eine situativ-integrative Analyse. Sternenfels – Berlin 1996. Peter Steiner: Messung und Bewertung öffentlicher Leistungen – Der Krankenhausoutput. Sternenfels – Berlin 1997. Jochen H. Brinkmann: Betrieblicher Innovationsprozeß und Innovationserfolg am Beispiel medizinisch-technischer Hilfsmittel. Sternenfels – Berlin 1997. Lars Dieterle: Künstliche neuronale Netze in der Finanzprognose. Sternenfels – Berlin 1999. Manfred Klier: Die Zukunft der Arbeit. Informationstechnologien – Arbeitsorganisation – Weiterbildung. Sternenfels – Berlin 1999. Hans-Ulrich Vollmer: Umweltqualität und Wohnungsmarkt. Ein Verfahren zur Ermittlung von Nachfrageelastizitäten auf der Grundlage der „Neuen Nachfragetheorie“. Sternenfels – Berlin 1999. Ansgar Peiß: Nachhaltige Entwicklung und Internationalisierung in der Energiewirtschaft. Sternenfels – Berlin 1999. Andrea Lauterbach: Revision im Informationsmanagement. Sternenfels – Berlin 1999. Michael Schulz: Aktienmarketing. Eine empirische Erhebung zu den Informationsbedürfnissen deutscher institutioneller Investoren und Analysten. Sternenfels – Berlin 1999. Silvio Andrae: Geld im tropischen Regenwald. Sternenfels – Berlin 2000. Michael Bernecker: Bildungsmarketing. Ein dienstleistungsorientierter Ansatz für kommerzielle Bildungsanbieter unter besonderer Berücksichtigung strategischer Aspekte. Sternenfels – Berlin 2001. Folke Axel Rauscher: Hybrider Prognoseansatz zur Wechselkursanalyse. Kombinationsmöglichkeiten von multivariater Kointegration, Neuronalen Netzen und Multi-Task Learning. Sternenfels – Berlin 2001. Martin Erhardt: Nachfolge im Familienunternehmen. Eine steuerliche Analyse. Sternenfels – Berlin 2001.

Band 45 Band 46

Korbinian Dominic Ibel: Bankenkrisen und Liquiditätsrisiko. Sternenfels – Berlin 2001. Ulf Ausprung: Der technische Wandel im evolutorischen Paradigma. Sternenfels – Berlin 2003.