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Brilliante Fehlleistungen

BALTIMORE – Ein berühmter Ausspruch von Thomas Edison lautet: „Ich bin nicht gescheitert. Ich habe lediglich 10.000 Methoden gefunden, die nicht funktionieren.“ Diese Aussage fasst eine grundlegende – aber oft missverstandene – Wahrheit über die wissenschaftliche Forschung zusammen. Fortschritt in der Wissenschaft – wie in jeder kreativen Disziplin – ist kein direkter Durchmarsch hin zur Antwort, sondern ein komplexer Zickzackweg mit vielen Fehlstarts und Sackgassen. Fehler sind nicht nur unvermeidlich, sondern für innovatives Denken sogar entscheidend, da sie anderen Entdeckern den Weg weisen.

Man könnte sich fragen, ob das heutige, hochgradig umkämpfte und unterfinanzierte wissenschaftliche Umfeld, in dem Veröffentlichungen und Zitate zu einem Hauptkriterium für Erfolg geworden sind, überhaupt Platz für solche Fehler hat. Die einfache Antwort lautet: Ja. Tatsächlich sind sie wichtiger als je zuvor – und nicht nur an den Hochschulen.

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In der Tat beruht die gesamte wissenschaftliche Methodik auf der Erkenntnis, dass die Entdeckung dessen, was nicht funktioniert, entscheidend ist für die Erkenntnis dessen, was funktioniert. Jede wissenschaftliche Theorie muss anhand vergangener Beobachtungen oder Ergebnisse falsifizierbar sein. Damit eine Theorie als wissenschaftlich bezeichnet werden kann, muss sie bestimmte Vorhersagen zukünftiger Beobachtungen oder experimenteller Ergebnisse enthalten. Wenn dann diese Beobachtungen oder Ergebnisse mit den Vorhersagen nicht in Einklang sind, wird die Theorie verworfen oder muss geändert werden.

Die für den wissenschaftlichen Fortschritt notwendigen Fehler sind nicht das Ergebnis von Eile, Nachlässigkeit oder Unerfahrenheit. Vielmehr sind es Fehler, die aus gedankenvollem, akribischem Experimentieren auf der Grundlage mutiger Ideen entstehen – der Art von Ideen, die zu großen Durchbrüchen führen kann.

Fred Hoyle, einer der größten Astrophysiker des zwanzigsten Jahrhunderts, gab uns ein perfektes Beispiel für eine solche „brilliante Fehlleistung“. Hoyle und zwei seiner Kollegen schlugen das vor, was später als Steady-State-Modell des Universums bekannt wurde. Nach dieser Theorie hat sich das Universum nicht aufgrund eines sogenannten „Urknalls“ entwickelt (dessen Begriff Hoyle geprägt hat), sondern war immer schon konstant und ewig gleichförmig.

Die Idee war von brillianter Eleganz: Ebenso wie unser Universum homogen (an jedem Punkt im Raum gleich) und isotrop ist (in allen Richtungen gleich aussehend), bleibt es auch zu jedem Punkt in der Zeit gleich. Auch wenn die Steady-State-Theorie schließlich widerlegt wurde – unser Universum expandiert und ist mit hoher Wahrscheinlichkeit aus einem Urknall entstanden – hat sie doch die gesamte Kosmologie angestachelt, da sie die zu klärenden Fragen deutlich in den Blickpunkt gestellt hat. Tatsächlich stimmen die heutigen, modernen Modelle eines Multiversums – das Konzept, dass unser Universum nur eines von einer enormen Vielzahl von Universen ist – mit der Idee überein, dass sie sich alle zusammen in einer Art von Gleichgewichtszustand befinden.

William Thomson, ein Physiker des 19. Jahrhunderts, der später als Lord Kelvin bekannt wurde, machte seinen eigenen brillianten Fehler, indem er zu dem Ergebnis kam, die Erde sei weniger als 100 Millionen Jahre alt – etwa fünfzigmal jünger als das Alter, das sich aus modernen radiometrischen Messungen ergibt. Obwohl Kelvins Schätzung ziemlich daneben lag, bleibt sein Versuch in der Wissenschaftsgeschichte von entscheidender Bedeutung, da er echte Wissenschaft – nämlich physikalische Gesetze – auf etwas angewendet hat, über das lange Zeit nur vage spekuliert werden konnte.

Kelvins Einsichten förderten einen fruchtbaren Dialog zwischen Geologen und Physikern – einen Dialog, durch den mit der Zeit sogar Probleme gelöst wurden, die mit den innerhalb der Darwinschen Evolutionstheorie benötigten Zeitspannen zusammenhingen. Und eine Grundlage für Kelvins Schätzung – die Möglichkeit der Bewegung von Flüssigkeiten zum effizienten Hitzetransport im Erdinneren – hat sich als entscheidend für das Verständnis von Plattentektonik und Kontinentalverschiebung erwiesen.

Die potenzielle Nützlichkeit von Risiken wird durch Startup-Unternehmen veranschaulicht. Auch wenn nur etwa 49% der Produktions-Startups und 37% der Startups in der Informationsbranche vier oder mehr Jahre lang überleben, haben diejenigen, die dann noch im Markt sind, innovative Durchbrüche geschaffen.

Tom Watson Jr., der über Jahrzehnte starken Wachstums an der Spitze von IBM stand, ist für seine brillianten Fehlleistungen bekannt. Er sagte: „Wir müssen den Mut haben, Risiken einzugehen, wenn es wohlüberlegte Risiken sind….Wir müssen Fehler verzeihen, die deshalb gemacht wurden, weil jemand versuchte, im Interesse des Unternehmens aggressiv zu handeln.“

Finanzierungsagenturen für akademische Forschung sollten sich eine ähnliche Philosophie zu Eigen machen und einen gewissen Anteil der Finanzmittel für kreative, unkonventionelle Vorschläge reservieren – die als riskant erscheinen und eine relativ geringe Erfolgswahrscheinlichkeit haben, aber vielleicht zu wichtigen Entdeckungen führen. So könnten Möglichkeiten für zufällige Entdeckungen geschaffen werden – eine wichtige Komponente der wissenschaftlichen Forschung.

Bis vor etwa zehn Jahren hat das Space Telescope Science Institute für die Zuweisung von Beobachtungszeit am Hubble-Teleskop eine ähnliche Methode verwendet. Zusätzlich wurde dem Direktor des Instituts jedes Jahr ein gewisses Maß an zusätzlicher Nutzungszeit gewährt, die er an besondere Projekte weitergeben konnte, die er für unterstützenswert hielt. 1995 verwendete Robert Williams diese Zeit, um ein großes Risiko einzugehen: Er richtete das Teleskop fast zehn Tage lang auf eine scheinbar uninteressante Gegend des Universums. Das Ergebnis war ein Bild von über 3.000 Galaxien in etwa 12 Milliarden Lichtjahren Entfernung – das so genannte Hubble Deep Field.

Ebenso sind nicht weniger als die Hälfte unserer neuen medizinischen Entdeckungen aus Fehlschlägen entstanden. Isoniazid beispielsweise wurde zuerst als Tuberkulosemedikament getestet. Iproniazid, eines seiner Derivate, hat sich dann später als wirksam gegen Depressionen erwiesen.

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Nur mit Raum für brilliante Fehlschläge können wir die Art kreativer Durchbrüche erzielen, die zu wissenschaftlichem Fortschritt führt. Es wird Zeit, dass dies auch von den Finanzierungsorganisationen erkannt wird.

Aus dem Englischen von Harald Eckhoff