Die angewandte Ontologie von Barry Smith

In jüngster Vergangenheit hat sich aus der Ontologie die angewandte Ontologie als neuer Zweig der Philosophie entwickelt. Sie wendet, wie der Artikel

Smith, Barry/Klagges, Bert, R.E.: Philoso-phie und biomedizinische Forschung, in: Allgemeine Zeitschrift für Philosophie, 1/ 2005

zeigt, philosophische Ideen und Methoden aus dem Bereich der Ontologie in der Medi-zin an.

Die vielen verschiedenen im Laufe der Zeit entwickelten Informationssysteme beruhen jeweils auf eigenen Richtlinien für Termino-logie und Katalogisierung. Das wurde bereits in den siebziger Jahren als Problem erkannt. Innerhalb der Information entwickelte sich in der Folge das „ontological engineering“, das versprach, den Weg zu einer gemeinsamen Kommunikationsbasis – eine Art „Esperanto für Datenbanken“ – zu bahnen. Das Ziel be-stand darin, robuste Kategoriensysteme für die Datenerfassung zu entwickeln, um für die Kompatibilität und Wiederverwendbarkeit elektronisch gespeicherter Information zu sorgen. Das „Metaphysical Lab“ der Stan-ford University, die „Laboratorien für ange-wandte Ontologie“ in Trier und Rom und das Turiner „Centro Interuniversitario di Ontolo-gia Teorica e Applicata“ nutzen ontologische Ideen und Methoden in der Interaktion zwi-schen Philosophie und verschiedenen Berei-chen der Informationswissenschaften.

In der biomedizinischen Forschung verlangte die immer weiter durchdringende Informati-onstechnologie danach, die Biomedizin glei-chermaßen ontologisch zu erschließen. Das im Jahr 2002 an der Universität Leipzig von Barry Smith gegründete und gegenwärtig in Saarbrücken angesiedelte „Institute for For-mal Ontology and Medical Information Science“ (IFOMIS) arbeitet auf diesem Ge-biet, sie ist die einzige Forschungsstätte, die sich speziell der Anwendung der Ontologie auf den Bereich der Biomedizin widmet.

Die angewandte Ontologie greift die Grund-idee des Aristoteles auf, dass es möglich sei, bestimmte Strukturen der von den Wissen-schaften untersuchten Wirklichkeiten philo-sophisch zu erfassen. Ontologie kann in die-ser Sichtweise als eine Art Katalog der Ob-jekte, Attribute, Prozesse und Relationen zu einem vorgegebenen Gebiet angesehen wer-den. Eine Ontologie unterteilt die Welt in Klassen oder Arten; in komplexeren Anwen-dungsgebieten sind mehrere Ebenen hierar-chisch angeordneter Klassen notwendig. Die von Linné aufgestellten Taxinomien der Or-ganismen sind Beispiele von Ontologien in diesem Sinn. Allerdings zeigte sich die ari¬stotelische Auffassung, man könne die ge-samte Wirklichkeit mit einem einzigen Sy¬stem von Kategorien erfassen, als überholt. Stattdessen setzte sich die Erkenntnis durch, dass mehrere verschiedene, jeweils partielle Kategoriensysteme benötigt werden, um die durch die Forschung der verschiedenen Wis-senschaften erschlossenen Wirklichkeiten er-fassen zu können. Smith nennt die Auffas-sung, dass mehrere sich überschneidende Aufteilungen der Wirklichkeit verwendet werden können, „ontologischer Perspekti-vismus“. Dasselbe Stück Welt kann entweder durch ein Fernrohr, mit bloßem Auge oder durch ein Mikroskop betrachtet werden. Analog lassen sich die Gegenstände der wis-senschaftlichen Forschung statt mit einem optischen Instrument mit einer Taxonomie, Theorie oder Sprache mehr oder weniger ad¬äquat widerspiegeln.

Wie schon Leibniz konstatierte, erweisen sich die mit bloßem Auge wahrnehmbaren Entitäten der natürlichen Welt bei näherem Hinsehen als etwas Zusammengesetztes: Beispielsweise ist ein Embryo eine hierarchi-sche Verschachtelung von Organen, Zellen, Molekülen, Atomen und subatomaren Teilen. Die biologische Wirklichkeit erscheint so als eine komplexe Hierarchie ineinander ver-schachtelter Ebenen: Moleküle sind Teile von Molekülansammlungen, die wir „Zellen nennen; Zellen sind in Blätter eingebettet, Blätter in Bäume, Bäume in Wälder usw. Wie unsere Wahrnehmung und unser Han-deln mehr oder weniger perfekt auf der Ebe-ne der alltäglichen Erfahrung abgestimmt ist, so sind auch die verschiedenen biologischen Wissenschaften auf verschiedene Ebenen in-nerhalb dieser komplexen Hierarchie abge-stimmt. Es gibt z.B. nicht nur die klinische Physiologie, sondern auch die Zell- und Mo-lekularphysiologie.

Nun steht der ontologische Perspektivist vor einem schwierigen Problem: Wie können die verschiedenen Perspektiven miteinander kom¬patibel gemacht werden? Man benötigt einen kommunikativen Bezugsrahmen, um zwischen den verschiedenen Perspektiven, um den verschiedenen Begriffssystemen na-vigieren zu können. Mit der Zunahme des In-formationsvolumens und der Informationsar-ten wachsen zudem die Hürden, die die Kommunikation überwinden muss, um zwi-schen Informationssystemen, die auf unter-schiedlichen Begriffssystemen beruhen, zu vermitteln.

Bislang beschränkten sich die betreffenden Anstrengungen auf die Terminologien und die mit Terminologien arbeitenden Verfahren der Computer. Im Vordergrund stand die bloße syntaktische Exaktheit der Termini, wie sie in kontrollierten Vokabularen ge-sammelt und geordnet sind. Die eigentliche, d. h. die ontologische Arbeit wurde vernach-lässigt. Definitionen wurden zwar mit Ter-mini assoziiert. Diese stammen aber aus me-dizinischen Wörterbüchern einer früheren Zeit – sie wurden für Menschen, nicht für Computer aufbereitet. Sie sind daher infor-meller Natur, oft zirkulär und inkonsistent. Die existierenden Terminologiesysteme be-ruhen daher in aller Regel auf ungenau for-mulierten Begriffen und unscharfen Regeln zur Klassifikation. Bei der Anwendung durch Menschen mit entsprechendem Wissen lie-fern sie akzeptable Ergebnisse, bei der elekt-ronischen Verarbeitung führen sie aber zu-nehmend zu Schwierigkeiten – sofern sie sich überhaupt dazu eignen. Denn logisch strukturierte Definitionen sind notwendige Voraussetzungen für das konsistente Navi-gieren zwischen Informationsinhalten durch automatische Deduktionssysteme.

Den Bio- und Medizininformatikern ist es bisher nicht gelungen, ein ontologisch fun-diertes Instrumentarium für die Integration ihrer Daten bereitzustellen. Bisherige Ansät-ze lassen immer deutlicher Probleme zutage treten, die aus der Vernachlässigung der für die Entwicklung ontologischer Theorien re-levanter Prinzipien erwachsen. So werden Termini mit Konzepten verwechselt, diese wiederum mit den durch die Wörter bezeich-neten Sachen selbst bzw. mit den Prozedu-ren, die wir anwenden, um Wissen über diese Sachen zu erhalten. Blutdruck wird bei-spielsweise mit dem Messen von Blutdruck identifiziert. Körperliche Systeme wie das
Kreislaufsystem werden als „begriffliche Identitäten“ klassifiziert, ihre Teile aber, z.Bsp. das Herz, als „physikalische Entitä-ten“.

Um ein konsistentes System ontologischer Kategorien und damit verbundener Prinzi-pien zu entwickeln, sind verschiedene Vor-arbeiten notwendig. Dazu gehören:

 Eine Analyse der Existenzweisen der ver-schiedenen Formen des Lebens in der Zeit. Wie zum Organismus ein Leben gehört, ge-hört zu einer Disposition die Möglichkeit ih-rer Verwirklichung und zu einem Zustand (etwa einer Krankheit) sein Verlauf, seine Geschichte (die in einem Krankenblatt dar-gestellt werden kann).

 Eine Analyse des Begriffs Funktion in der Biologie. Funktionen sind für das Weltbild (die Ontologie) des klinischen Mediziners unerlässlich. Sein Leben besteht darin, die Fehlfunktionen des Körpers möglichst wie-der in Funktionen umzuwandeln.

 Eine Analyse der Bestandteile und des Aufbaus eines Lebewesens. Hier begegnet uns das alte Problem von Form und Stoff in einem neuen Gewand als das Problem der Beziehungen zwischen dem Organismus als organisiertem Ganzen und seinen verschie-denen materiellen Trägern wie z.B. Nuklein-säuren und Proteinen.

 Eine Theorie der biologischen Arten (Ty-pen, Universalien)

 Eine Theorie der synchronen und diachro-nen Identität.

 Eine Theorie der Umgebung biologischer Systeme.