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Als Mechanistisches Weltbild (auch: Mechanizismus, Mechanistische Weltanschauung, mechanische Philosophie) bezeichnet man eine Position, welche auf einen metaphysischen Materialismus festgelegt ist, also auf die These, dass nur Materielles existiert und z. B. der menschliche Geist oder Wille nicht durch Bezug auf Immaterielles erklärbar ist. Eine Unterform dieser These ist der Atomismus, wonach die gesamte Wirklichkeit aus kleinsten materiellen Objekten besteht. Hinzu kommt üblicherweise ein Determinismus, d. h. die These, dass die gesamte Wirklichkeit durch strikte Naturgesetze regiert wird, so dass prinzipiell bei deren exakter Kenntnis sowie einer exakten Kenntnis des Weltzustands zu einem Zeitpunkt alle Zustände zu allen Zeitpunkten errechenbar sind, was mittels der materialistischen These auch Zustände des menschlichen Geistes und Willens einschließt.
Beiden metaphysischen Thesen, Materialismus und Determinismus, entspricht eine wissenschaftstheoretische Methodologie, wonach die Natur quantitativ und kausal durch Bezug auf strikte Gesetze erklärt werden soll und kann, wie sie in der klassischen newtonsche Mechanik verwendet werden. Dies betrifft insbesondere auch biologische Prozesse, stellt sich also gegen den sog. Vitalismus, bei dem ein eigenes Lebensprinzip angenommen wird.
Die zwei Grundthesen, Materialismus und Determinismus können bei einzelnen als „mechanistisch“ bezeichneten Theorien auch in Kombination auftreten.