Die Reise wissenschaftlicher Entdeckungen: Nachdenken und Theoretisieren auf dem Weg nach Gold

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Warum verbringen Wissenschaftler so viel Zeit mit Nachdenken und Theoretisieren? Und warum scheinen einige ihrer Experimente so weit von jeglichen praktischen Nutzen entfernt? In diesem Artikel werde ich erklären, dass Wissenschaftler gute Gründe für diese zugegebenermaßen seltsame Vorgehensweisen haben.

Im ersten Teil dieser Artikelreihe habe ich zwei Strategien erklärt, die Wissenschaftler nutzen können um neue Kenntnisse über die Welt zu erlangen, oder in den Worten der Ausgräber Metapher gesagt: um Gold finden. Die Strategien der Glückstreffer und des gründlichen Ausgräbers sind in manchen Fällen nützlich, letztendlich aber zu ineffizient in der Forschung. In diesem Artikel werde ich die Strategie erklären, die die meisten Wissenschaftler anwenden (oder es versuchen), welche ich die Strategie der nachdenklichen Theoretiker nenne. Weiterhin werde ich erklären warum – entgegen mancher Erwartungen – diese die effizienteste Strategie ist, die wir haben.

Nachdenkliche Theoretiker
Anders als die Glückstreffer, nach denen an beliebigen Orten gegraben wird, und die gründlichen Ausgräber, die nahe bekannten Fundstätten von Gold graben, graben die typischen nachdenklichen Theoretiker nicht so gerne. Das tun sie nur, wenn sie sicher sind, dass es ihre Zeit wert ist. Stattdessen nehmen sie sich Zeit, hauptsächlich um die Karten zu studieren wo andere Wissenschaftler zuvor bereits Gold gefunden haben. Beim Lesen all dieser verschiedenen Reporte beginnen sie vielleicht ein Muster zu erkennen: „Hmm, an den meisten Fundstellen von Gold bestanden die Felsformationen zum Teil auch aus Quarz. Vielleicht erscheinen Quarz und Gold öfter zusammen!“ Eine solche Vermutung kann dann expliziter in Form einer Theorie festgehalten werden – eine Reihe von Aussagen, die detailliert beschreibt was der Wissenschaftler für wahr empfindet, wie zum Beispiel: „An Orten mit Quarz, werden wir Gold finden.“

Oft ist das Muster nicht direkt erkennbar. In diesen Fällen nehmen die Aufgaben der nachdenklichen Theoretiker viel Zeit und Mühe in Anspruch, die nicht in Graben investiert werden kann. Für Außenseiter scheint es als verschwenden die Theoretiker wertvolle Zeit mit Lesen und Nachdenken und Reden, ohne wirklich etwas Produktives, wie graben, zu tun. Dennoch kann ihre Arbeit erstaunlich wichtig sein, da ihre Theorien oft viele scheinbar unterschiedliche Einblicke in Schlüsselideen zusammenfassen.

Der Vorteil von Theorien
Das Beste an Theorien ist, dass Wissenschaftler damit die Fundstätten von Gold beschränken können. Sie müssen nicht mehr an willkürlichen Orten graben und auf Gold hoffen, oder jeden Quadratzentimeter der Karte gründlich ausgraben. Stattdessen haben Wissenschaftler eine allgemeine Regel, die ihnen eine angemessene Menge an Erfolg beschert. Die Theorie ergibt eine Prognose darüber, welche Orte auf der Karte –die mit Quarz– Gold enthalten. Zusätzlich sind diese Prognosen oft an sehr unerwarteten Orten – weit entfernt von den gründlichen Ausgräbern und Glückstreffern. Das macht es sehr unwahrscheinlich, dass diese Fundstätten ohne den Beitrag der Theoretiker entdeckt worden wären.
Entscheidende Experimente

Okay, Theorien sind also nützlich, aber warum führen Wissenschaftler dann so viele Experimente mit scheinbar wenig praktischem Nutzen durch? Nun ja, oft widersprechen sich zwei Theoretiker. Jeder Theoretiker erkennt andere Muster und kommt dadurch auf eine unterschiedliche Theorie als ein anderer: Theoretiker A sagt vielleicht, dass Gold nur in der Nähe von Quarz gefunden werden kann, während Theoretiker B glaubt, dass Gold in allen sedimentären Gesteinsablagerung zu finden ist. Um diese Debatte zu entscheiden, können wir ein entscheidendes Experiment durchführen: Wir graben an einer sedimentären Gesteinsablagerung die kein Quarz enthält. Wenn wir Gold finden, hatte B Recht, wenn nicht, hat vielleicht A Recht.

Obwohl das entscheidende Experiment selbst nicht unbedingt zu viel Gold führt, überwiegt ganz einfach der Mehrwert, die Debatte entschieden zu haben. Die Beobachtung, zum Beispiel, dass sich Sternenlicht durch die Schwerkraft um die Sonne biegt ist eine interessante Entdeckung an sich. Aber der Fakt, dass diese Entdeckung beweist, dass Einsteins Theorie besser ist als die von Newton, macht die Entdeckung um einiges interessanter. Diese eine Entdeckung war Grund für eine komplette wissenschaftliche Revolution, die unser Konzept von der Realität grundsätzlich verändert hat und zu vielen neuen Entdeckungen und Anwendungen. Von daher ist eine Theorie, die bessere Prognosen ermöglicht, viel wertvoller als eine einzige Erkenntnis. Und durch das Durchführen von entscheidenden Experimenten können Wissenschaftler schnell herausfinden, welche Theorien zutreffend sind. Wenn es also scheint als ob Wissenschaftler viel Zeit mit Denken und Experimenten verschwenden, die keine offensichtlichen praktischen Auswirkungen haben, tun sie das aus gutem Grund. Theorisieren ist eine viel bessere Strategie um neue Erkenntnisse zu erhalten, als willkürliche Experimente durchzuführen, oder eine Strategie die ausschließlich auf stufenweises Ausgraben setzt.

 
Autor: Rowan Sommers
Redakteurin: Francie Manhardt
Niederländische Übersetzung: Cielke Hendriks
Deutsche Übersetzung: Natascha Roos
Endredaktion: Merel Wolf

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