Table Of ContentSitzungsberichte der Heidelberger Akademie der Wissenschaften
Mathematisch-naturwissenschaftliche Klasse
Ja hrgang 1992, 1. Abhandlung
Hans Schaefer
Modelle
in der Medizin
Mit einer historischen Einleitung
von Dietrich von Engelhardt
Vorgeiegt in der Sitzung vom 30. November 1991
Springer-Verlag
Berlin Heidelberg New York
London Paris Tokyo
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Budapest
Prof. Dr. med. Dr. med. h. c. Hans Schaefer
KarI-Christ-StraBe 19
W-6900 Heidelberg-Ziegelhausen
Die Deuts<:he Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Schaefer. Hans: Modelle in der Mediun: vorgelejt in der Sitzung vom 30. II. 19911 Hans Schaefer. Mit eiDer histori·
sehen Einl. von Dietrich von Engelhardt. - Berlin; Heidelberg; New York; LoDdon; Paris; 1bk~; Hona: KOI\i; Bar
Cl:lona; Budapest: Springer 1992
(Sitzul\isberichte der Heidelberger Akademie der WiS$C1lschaften. Mathematisch-Naturwissenschaftliehe KIllS«:
Jg. 1992. Abh. I)
ISDN 978-3-540-5SIB-9 ISBN 978-3-642-87515-1 (cDook)
001 10.1007/978-3-642-87515-1
NE: Heidelberger Akademie der Wissensehaften / Mathematisch_Naturwisscnschaftliche Klassc:
Sitzun&$berichte der Heidelberger .
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Vorwort
Die hier vorgelegte Schrift ist aus der Arbeit der Kommission fUr Theoretische Pa
thologie der Heidelberger Akademie der Wissenschaften entstanden und mit eini
gen ihrer Mitglieder, we1che sich zur Arbeitsgruppe "Modelle" zusammenfanden,
diskutiert worden. Der Verfasser ist den Herren Jlirgen Pfeiffer, Heinrich Schip
perges und Friedrich Vogel fUr Durchsicht und zahlreiche kritische Anmerkungen
zu besonders groBem Dank verpflichtet, ebenso wie den Kommissionsvorsitzen
den Wilhelm Doerr und Volker Becker. Ohne die Hilfe und die Ermunterung der
Kollegen hatte der Autor vermutlich vor der kaum lOsbaren Aufgabe einer so1chen
Darstellung verzagt. Der Akademie und dem Springer-Verlag gebiihrt Dank dafiir,
daB die Drucklegung erm6glicht und in so hervorragender Form durchgefiihrt
werden konnte.
Es ist ein besonders gliicklicher Umstand, daB der Modelltheorie eine ge
schichtliche Einfiihrung durch Dietrich v. Engelhardt vorangestellt werden
konnte.
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Inhaltsverzeichnis
Zur Rolle und Bedeutung des Modells in der Gesehichte
der Naturwissensehaften und Medizin der Neuzeit.
Mit einer Bibliographie zum Thema.
Von Dietrich v. Engelhardt ........................................ 11
Einleitende Bemerkungen tiber die besondere wissensehaftstheoretisehe
Lage der Medizin und ihr Modell-Bedtirfnis ....... . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1. Darlegung der Eeken, an denen wir uns stoBen (der "Probleme") .... 36
1.1. Der Weg urn die Eeken ................................... 36
1.2. Der Gegenstand der Medizin ist die sehwierigste "Eeke" ....... 39
1.3. Die Medizintheorie und die "reale AuBenwelt" ............... 41
1.4. Das Grund-Modell der neuen Medizin ...................... 43
1.5. Modelle und "Gestalten" .................................. 45
1.6. Das Problem der Diagnose oder was ist Krankheit? .......... 48
1.7. Modelle sind unverzichtbar ................................ 52
1.8. Herrsehende Modelltheorien geben AniaB zur Skepsis . . . . . . . . . 53
1.9. Die Medizin braueht Modelle in allen ihren Bereichen ........ 56
1.10. Die Zie1e dieser Schrift ................................... 57
2. Allgemeine Theorie medizinischer Modelle ....................... 59
2.1. Die Kennzeichen von Modellen ............................ 59
2.2. Erster Versueh einer Begriffsbestimmung .................... 60
2.3. Was Modelle sieher nicht sind ............................. 64
2.4. Modelle beziehen sich immer auf "Systeme" ................. 66
2.4.1. Das Informationssystem der Lebewesen als Beispiel .... 66
2.4.2. Modelle maehen komplizierte Systeme "verstandlieh" ... 68
2.4.3. Modelle sozialen Verhaltens ......................... 69
2.4.4. Modelle machen Wirkungszusammenhange einsehbar .. 71
2.5. Die moglichen Formen von Modellen ....................... 72
2.5.1. Strukturale Kriterien der Modelle .................... 72
2.5.2. Ontologisehe und evolutive Modelle der Krankheit ..... 74
2.5.3. Die kybernetisehe Form von Modellen ............... 79
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8 H. Schaefer
3. Erlauterung des Modellbegriffs an Theoremen der Philo sophie,
Naturphilosophie und medizinischen Soziologie ................... 83
3.1. Die Anwendungsbereiche von Modellen ..................... 85
3.2. Modelle des Unbestimmbaren ................. . . . . . . . . . . . . . 87
3.3. Die Akausalitat im atomaren Bereich ....................... 92
3.4. Das Modell der Akausalitat hat begrenzte Gtiltigkeit .......... 95
3.5. Das Kausalgesetz wirft mehrere Probleme auf, auch das der
Willensfreiheit ........................................... 96
3.6. Mythische Modelle oder Naturwissenschaft als Grundlegung
einer Anti-Naturwissenschaft .............................. 102
4. Modelle der zellularen Pathogenese .............................. 105
4.1. Der Wandel der Zellmodelle bezieht sich schon auf den
"Stoffwechsel" ........................................... 106
4.2. Membranmodelle......................................... 109
4.3. Membran und Zellkern, an einem Beispiel erlautert ........... 112
4.4. Hormesis ............................................... 115
4.5. Die medizinische Bedeutung der Lebensmodelle .............. 121
4.5.1. Der geisteswissenschaftliche Zugang ist rein spekulativ . 121
4.5.2. Klassifikationsmerkmale des Lebendigen .............. 122
4.5.3. Das Modell der bestimmenden Krafte ................ 122
4.5.4. Stoffwechsel und Gleichgewichte ........... . . . . . . . . . . 125
4.5.5. Das Modell des Regelkreises und die bionome
GesetzmaBigkeit ................................... 128
4.5.6. Die Erythropoese als Objekt von Modellen ........... 133
4.5.7. Information und System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
4.6. Zusammenfassender Oberblick tiber Zell-Modelle ...... . . . . . . . 136
5. Modelle der leiblichen Krankheit ................................ 142
5.1. Ontologische Modelle der Krankheit ........................ 143
5.1.1. Funktionsst6rungen als ontologisches Modell der
Krankheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
5.1.2. Das Fehlen der Zeit als Kennzeichen ontologischer
Modelle .......................................... 145
5.1.3. Die klassische Medizin war monokausal orientiert ..... 148
5.1.4. Das Begriffspaar Noxe - Konstitution ............... 149
5.1.5. Der circulus vitiosus als Modell. Positive Rtickkopplung 152
5.1.6. Der "StreB" als Modell und ahnliche "Universal-
Modelle" ......................................... 155
5.1.7. Biofeedback ...................................... 162
5.2. Evolutive Modelle der Krankheitsentstehung ................. 165
5.2.1. Evolutive Modelle sind vorzugsweise erdachte Modelle . 167
5.2.2. Atiologie und Pathogenese .......................... 168
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Modelle in der Medizin 9
5.2.3. Risiko als Modellbegriff ............................ 171
5.2.4. Die ,~irklichkeit" der Risikofaktoren und ihr
Kausalmodell ("Zusammenhangs-Problem") ........... 173
5.2.5. Das Modell der "confounder" ....................... 179
5.2.6. Jede Epidemiologie braucht ein Modell. . . . . . . . . . . . . .. 180
5.2.7. Schwache Wirkungen .............................. 184
5.2.8. Die Hierarchie der Risikofaktoren ................... 186
5.2.9. Die Grenzen des Risikomodells
(Gene, Ausloser, "escaper") ......................... 188
5.2.10. Die Grenzen des Risikomodells am Beispiel des Infarkts 193
5.3. Die Umwelt als Atiologie von Krankheit .................... 197
6. Leib und Seele als Modellbegriffe ............................... 205
6.1. Das psychophysische Phanomen ist nicht modellierbar ........ 205
6.2. Leib und Seele, vollig identisch? ........................... 206
6.3. Die Theorie des UnbewuBten .............................. 207
6.4. Die Phanomenologie ist dualistisch ......................... 210
6.5. Die zwei Formen des Dualismus ........................... 211
6.6. Die medizinischen Konsequenzen. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. 214
6.7. Die "Reichweite" des psychophysischen Modells .............. 215
6.8. Zellulare psychosomatische Modelle ........................ 217
6.9. Die Rolle der Epidemiologie in der psychosomatischen
Forschung ............................................... 221
6.10. Das Verstandliche und das Wunderbare ..................... 223
7. Metatheoretisches ............................................. 227
7.1. Das Verhaltnis von Modell und Erkenntnis .................. 227
7.2. Das Problem der Wahrheit und der Wirklichkeit ............. 228
7.3. Gibt es Modelle der "Evolution"? .......................... 231
7.4. Modelle und Paradigmata ................................. 233
Literaturverzeichnis .............................................. 235
Sachverzeichnis .................................................. 259
- 9 -
Zur Rolle und Bedeutung des Modells in der Geschichte der
Naturwissenschaften und Medizin der Neuzeit.
Mit einer Bibliographie zurn Therna
Dietrich v. Engelhardt
I Voraussetzungen
Modelle haben in der Geschichte der Wissenschaften eine entscheidende Rolle ge
spielt. Wenn auch vor allem Naturwissenschaften und mathematische Logik mit
Modellen in Verbindung gebracht werden, ist ihre Bedeutung fUr die Medizin wie
ebenfalls die Sozial-und Geisteswissenschaften, die Psychologie, Soziologie, Lite
ratur- und Sprachwissenschaft doch ebenso unbestritten. Wissenschaftliche Er
kenntnis und empirische Forschung konnen grundsatzlich auf Modelle nicht ver
zichten, zugleich muG ihre Anwendung in theoretischer und methodischer Hin
sicht stets von neuem kritisch gepruft und fUr die verschiedenen Wissenschaften
differenziert werden.
Wie Wissenschaftstheorie allgemein kann auch das Verstandnis des Modells
aus der Geschichte der Wissenschaften wicbtige Anregungen erhalten; ebenso las
sen sich umgekehrt aus der Wissenschaftstheorie den Analysen der wissenschafts
historischen Entwicklung mit Gewinn wichtige Impulse geben. Die Verbindung
von Theorie und Geschichte ist fUr eine historische Wissenschaftswissenschaft
ohnehin fundamental.
In diesem knappen Beitrag sollen an wenigen Beispielen aus der Geschichte der
Naturwissenschaften und Medizin der Neuzeit einige zentrale Positionen und Di
mensionen des Verstandnisses und der Anwendung des Modells skizziert werden.
Das Spektrum der Moglichkeiten ist groG. Das recht umfangreiche Literaturver
zeichnis bietet dem Interessierten vielfaltige Moglichkeiten der Erganzung und
Vertiefung. Eine ubergreifende monographische Stu die zum Modell in der neu
zeitlichen Entwicklung der Naturwissenschaften und Medizin liegt im ubrigen
bislang noch nicht vor.
- 11 -
12 H. Schaefer
II Positionen nnd Dimensionen im historischen Verlanf
Die sprachliche Herkunft des Wortes Modell (engl. model, franz. modele, ital.
modello) von lat. ,modulus' mit der Bedeutung von MaB und Vorbild findet ihre
Entsprechung in dem praktischen und theoretischen Sinn, der sich mit dies em Be
griff verbinden laBt. Das Kausalprinzip kann Praxis und Theorie in einen Zusam
menhang setzen, insofern die Naturerscheinungen hervorbringen konnen solI, wer
ihre Ursache, ihr Vorbild erfaBt hat. Seit der Drucklegung von VITRUVS ,De ar
chitectura' (1487) laBt sich die Geschichte des Fachausdruckes verfolgen, wahrend
die Begriffsgeschichte viel weiter zuriickreicht. Unter Modell wird in Zedlers Un
versial-Lexikon (1739) das konkrete Vorbild verstanden, "darnach man etwas ma
chet"; der MaBstab kann verkleinert, vergroBert, auch verjiingt sein. In der Male
rei heiBt Modell der Mensch, der abgemalt wird. Die franzosische Enzyclopedie
vertritt eine weitere Auffassung: "Ce mot se prend au simple et au figure, au physi
que et au moral" (1765).
Gleich zu Beginn der Neuzeit manifestieren sich Bedeutung und Spannweite des
Modells in den Naturwissenschaften und der Medizin. Mit dem Hinweis auf den
hypothetischen Charakter der von KOPERNIKUS entwickelten heliozentrischen
Vorstellungen iiber die Planetenbewegungen will der protestantische Theologe
Andreas OSIANDER in seiner beriihmt-beriichtigten Vorrede zu ,De Revolutioni
bus Orbium Coelestium' (1543) eigenmachtig und entgegen der Auffassung des
KOPERNIKUS einen Konflikt zwischen Naturwissenschaft und Theologie vermei
den: "Neque enim necesse est, eas hypotheses esse veras, imo ne veri similes qui
dem". Das Konzept des Modells soll auch GALILEI ein Jahrhundert spater vor
dem Verdikt durch die Kirche und Theologie bewahren konnen. Die Abweichun
gen zwischen Modell und Wirklichkeit fiihrt GALILEI auf die noch unzulanglich
entwickelte Mathematik zuriick (Dialogo, 1632). Noch einmal ein Jahrhundert
spater sieht NEWTON fiir diesen Konflikt zwischen Wissenschaft und Glaube ei
nen Ausweg in seiner Auffassung der zwei Wahrheiten, wahrend der Naturfor
scher BUFFON auf brisante Passagen iiber die Historisierung der Natur seiner
,Histoire Naturelle' (1749ff) verzichtet, um ihren Druck durch die Theologen der
Sorbonne nicht zu gefahrden. DARWIN hat sich dann bekanntlich im 19. Jahr
hundert in der Publizierung seiner Erkenntnisse von Theologie und Kirche nicht
mehr einschranken lassen. Der ZusammenstoB der Evolutionisten und Creationi
sten in der Gegenwart zeigt, daB iiber den Status der naturwissenschaftlichen Aus
sagen wie Offenbarung ein beiderseitiger Konsens offensichtlich noch nicht ge
funden wurde.
Naturwissenschaftliche und medizinische Erkenntnisse zu Modellaussagen zu
erklaren, muB aber nicht nur auf theologische Griinde zuriickgehen. Mit dem
Modell verbindet sich die Frage nach den Moglichkeiten der Erkenntnis. Hinter
den Diskussionen steht seit der Renaissance bis in die Gegenwart PLATOS philo
sophisches Hohlengleichnis; Modelle sind in dieser Perspektive die Schatten der
Dinge, die der Mensch an der Wand der Hohle allein zu sehen in der Lage ist.
- 12 -
Modelle in der Medizin 13
Bereits in PLATOS Philsosophie zeigt sich das zweifache Verstandnis von Modell
als Reprasentation von Ideen oder von Realitaten. Die nominalistische Tradition
der neuzeitlichen Naturwissenschaft gibt die mimetische Position der ,Realisten'
vollends auf und vertritt noch grundsatzlicher einen subjektabhangigen oder fik
tionalen Erkenntnisbegriff. Die entsprechenden Auseinandersetzungen zwischen
LOCKE (Nominalismus) und LEIBNIZ (Realismus) erhalten ein medizinisches
Pendant in der Kontroverse zwischen dem Philosophen LEIBNIZ und dem Medi
ziner Georg Ernst STAHL; im Gegensatz zu LEIBNIZ will STAHL jede Modellbil
dung tiber die Leib-Seele-Beziehung (Psychosomatik) ausschlie13lich empirisch
und unabhangig von jeder metaphysischen Begrtindung verstanden wissen (Nego
tium otiosum, 1720). Die spekulative Naturphilosophie eines SCHELLING und
HEGEL hat urn 1800 mit ihrem ,realistischen' Ideenverstandnis Naturwissen
schaft und Medizin nur kurzfristig zu beeinflussen vermocht. Die Ablehnung der
metaphysischen Position durch die Naturwissenschaftler und Mediziner des 19.
und 20. Jahrhunderts hat aber nicht zu einem einheitlichen Modellstandpunkt ge
fUhrt. Die Interpretation von Modellen als ,schematischen Fiktionen' durch den
Philosophen H. VA I HINGER hat sich auf die Auseinandersetzungen unter den
Medizinern tiber den Ursachenbegriff (Kausalismus-Konditionalismus) ausge
wirkt, die bis in die Gegenwart zu keinem Abschlu13 gekommen sind.
Neben der philosophischen und theologischen Dimension spielt die interdiszi
plinare Dimension des Modells durchgangig in der Neuzeit eine zentrale Rolle.
Modelle erfUllen nicht nur sinnvolle heuristische Funktionen in den verschiedenen
Wissenschaften; Modelle konnen auch zu Vorbildfunktionen oder Herrschaftsin
strumenten einzelner Wissenschaften tiber andere Wissenschaften werden wie
schlieJ31ich ebenfalls tiber den unmittelbaren Umgang mit der Wirklichkeit, tiber
Einstellung und Verhalten des einzelnen Menschen, tiber Entscheidungen und
Ma13nahmen der Politiker.
Mit der Ausbreitung der cartesianischen Philsosophie wird der Mechanismus
oder die Maschine zu einem Modell fUr aIle Naturwissenschenschaften und auch
die Medizin erhoben; das gilt fUr das 17., 18. und 19. Jahrhundert; selbst im 20.
Jahrhundert ist die Macht des mechanistischen Denkens in Biologie und Medizin
noch groB. Iatromechanik oder Iatromathematik charakterisieren im 17. und 18.
Jahrhundert eine derart beeinfluBte Medizin zutreffend; ihre graBen Vertreter
sind BELLINI, BORELLI, PITCAIRNE, KEIL. Auch heute interpretieren Arzte und
selbst Laien Gesundheit und Krankheit nach der Logik der Maschine.
Neben der interdisziplinaren Funktion des Modells steht die intradisziplinare
Anwendung. Auch hier lassen sich mehrere Dimensionen unterscheiden: das Mo
dell kann sich auf Funktion, Struktur, realen Korper, Schema oder Idee beziehen;
selbst in dies en verschiedenen Dimensionen offnen sich wieder mehrere Moglich
keiten. Strukturen konnen die Oberflache oder innere Verhaltnisse meinen; reale
Modelle konnen das relevante Objekt in gleichem oder verandertem MaBstab ab
bilden; die Anzahl der Entsprechungsmomente kann hOchst abweichend ausfal
len. Modell tiberschneidet sich mit Metapher und Analogie. Die Differenz der ver-
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