Ich bin immer wieder mal in der Situation, in der ich einen Ausschnitt suche, den ich einer Sendung voranstelle (“Teaser-OT”. Und oft lasse ich da zu viel dran, an diesem Ausschnitt. Es gibt aber einen Moment in jedem Ausschnitt, an dem man schneiden muss. Da habe ich grad ein schönes Beispiel beim Bearbeiten gefunden:
Ideal
Zu lange
Schauen Sie bitte eine Ihrer Gabeln an. Genau, die vom Besteck. Höchstwahrscheinlich hat sie 4 Zinken und 3 Zwischenräume. Im Sinne der Reduktion könnten wir doch einen Zinken wegnehmen. Sie funktioniert immer noch. Und noch einen. Es bleiben 2 Zinken über - und ein Zwischenraum. Es heißt nun Spießchen. Das Ding hat also einen anderen Namen bekommen. Es hat auch etwas Funktion verloren, aufschaufeln kann man mit den zwei Zinken nichts mehr. Werden auch die noch getrennt, dann heißt das Ganze "Stäbchen" - und hier muss der Reis dann extra klebrig sein, oder das ganze Esskonzept muss umgestellt werden, die Schale zum Mund geführt und die Nudeln mit den Stäbchen in den Mund hineingeschoppt werden. Reduktion hat also etwas mit Funktion zu tun - ab einer bestimmten Grenze der Vereinfachung ändert sich die Funktion und dann bekommt das Ding einen anderen Namen.
"Kontextabhängige Menüführung" - jetzt nicht beim Essen, sondern bei der Software oder auch im Flugzeug, wird das genannt. Sie kennen das Bild vom typischen Cockpit: unzählige Schalter und Lämpchen. Sie zu reduzieren, ohne an Komplexität zu verlieren oder die Funktion zu verändern, das wird heute mit Bildschirmen gelöst.
OT Reduktion 1
*In einem modernen Cockpit gibt es jetzt auch das sogenannte Glascockpit…*
Martin Kozik, AO.Professor für Regelungsmethoden an der TU-Wien …
OT Reduktion 2
*… das heißt, große Bildschirme, die das was früher zum Beispiel der Kompass war und so weiter, auch darstellen können, aber natürlich auch sehr viele Funktionen abrufbar machen über kontextsensitive Tasten. Das heißt, je nachdem in welchem Betriebszustand dieses Display ist, haben die Tasten eine andere speziell zugeordnete Funktion.*
Es werden also nur noch die Schalter und Entscheidungsmöglichkeiten angezeigt, die im jeweiligen Moment notwendig sind. Und was notwendig ist, das ändert sich ständig. Das ist die wahre Kunst der Reduktion. Hier werden Abläufe mitgedacht. Und hier können Katastrophen passieren.
Der Knopf für den Schleudersitz bleibt nicht zufällig ein wirklich-extra-Knopf in einem sonst gläsernen Cockpit.
OT Reduktion 3
*De Facto wird natürlich vom Bordpersonal überwacht. Das heißt, jede der Entscheidungen, die da vielleicht getroffen werden, sind letztendlich immer abgesegnet von einer menschlichen Instanz.*
Reduktion führt in der Wissenschafterkenntnisgewinngeschichte oft zu Modellen. Modelle sind "reduzierte Abbilder der Wirklichkeit". Um die Wirklichkeit zu verstehen, um sie vorherzusagen. Gerade lebende Organismen werden so besser verstehbar.
Blut ist ein sogenannter Modellorganismus. Ein Pieks in den Finger. Die Analyse der Inhaltsstoffe - und schon wissen wir, wie es uns. Die Gene der Fruchtfliege - sie vermehrt sich alle 7 Tage, die Generationen sind leicht verfügbar. Was wir bei der Fruchtfliege verstehen, das kann auch auf andere Lebewesen übertragen werden. Die Ackerschmalwand in der Botanik. Escherichia-Coli in der Bakteriologie. Die Labormaus. Alles Modellorganismen, besonders gut verstanden, von denen wir oft hören. Oder auch: Caenorhabditis elegans, von Wissenschaftler:innen recht lässig "C elegans" genannt. Auf Deutsch: der Fadenwurm.
OT Reduktion 4
*Der Fadenwurm hat die Besonderheit, dass er nur 302 Nervenzellen besitzt, und wir haben Technologien entwickelt, dass wir die Aktivität aller dieser Nervenzellen in Echtzeit aufzeichnen können. Und aus diesen Messungen heraus können wir Rückschlüsse ziehen, welche Verhaltensabläufe dieser Wurm gerade kontrollieren möchte.*
Manuel Zimmer ist Professor für Neurobiologie an der Uni Wien.
OT Reduktion 5
*Warum schlafen wir überhaupt. Wie passiert es überhaupt, dass ein Gehirn, oder ein Organismus so schlagartig oder schnell von einem Zustand in den anderen Zustand versetzt werden kann.*
Versteht man das beim Fadenwurm, kann es auf unser Gehirn übertragen werden. Fadenwürmer schlafen übrigens gerne im Rudel. Wenn der Sauerstoffgehalt in der Umgebung sinkt, atmen viele Fadenwurmmünder. Es sind also offenbar viele von ihnen auf einem Haufen, und das signalisiert ihnen, alle sind da, und sie schlafen ein. Ist der Sauerstoffgehalt hingegen hoch, dann wissen sie "O-o - die anderen sind weg", ich bleib mal lieber wach.
OT Reduktion 6
*Und das faszinierende dabei ist, wir können jetzt die Gehirnaktivfität aufzeichnen in Einzelzellauflösung und in Echtzeit, und wir können sehen, wie so ein Gehirn aufwacht und wie es wieder in den Schlaf zurückversetzt wird.*
Neueste Ergebnisse aus der Borstenwurmforschung übrigens zeigen, wie dessen Muskelzellen vernetzt sind. Und wenn man dann sieht, wie dieser Wurm durch das Sichtfeld des Mikroskops groovt, und man kann das erklären, dann kann man die Faszination von Modellen für Wissenschaftler:innen nachvollziehen.
OT Reduktion 7
*Vielleicht sind diese Mechanismen nicht genau so im Detail im menschlichen Gehirn, aber im Prinzip könnte es ähnlich funktionieren*.
Modellorganismen werden perfekt erforscht, und die Forschung geht weiter. Models am Laufsteg oder am Plakat - ihre perfekte Schönheit soll ja angeblich auch für die gesamte Menschheit stehen.
Reduktion betrifft neben der Gabel, dem Cockpit, dem Fadenwurm und den Mode-Modellen auch die Erklärungen. Es heißt ja auch „Erklärungsmodelle". Eine Erklärung wird dabei immer weniger sein, als die Welt in ihrer Fülle ist.
Und immer wenn es zwei konkurrierende Erklärungen gibt, für ein und die selbe Sache, dann wird die einfachere und kürzere Erklärung die richtige sein. Das ist das Prinzip von "Okhams Razor", benannt nach einem Mönch. William of Ockham, ein mittelalterlicher Philosoph und Theologe. Das Prinzip der höchstmöglichen Sparsamkeit bei Erklärungen. Von mehreren möglichen Erklärungen für ein und denselben Sachverhalt ist die einfachste allen anderen vorzuziehen. Und eine Theorie ist einfach, wenn sie möglichst wenige Behauptungen enthält.
Das hat einen Vorteil: man kann sie leichter widerlegen.
"Die Sonne geht im Osten auf, im Süden hält sie Mittagslauf, im Westen wird sie untergehen, im Norden ist sie nie zu sehen.“ Einfach, nicht? Aber falsch. Wir brauchen also zu Okhams Rasierer noch etwas Feinschliff. Es braucht ein weiteres Wissenschaftsprinzip, die Vorhersage. Die mit der Erde im Mittelpunkt nicht möglich wird, für die seltsamen Schleifen, die andere Planeten über die Monate hinweg sichtbar am Himmel machen. Die Erde im Mittelpunkt, dieses erklärungsmodell, kann das nur mit unzählige Korrekturzahnrädern, die ins Himmelsuhrwerk eingebaut werden müssen, erklären, und Galileo Galilei kann mit einer konkurrierenden einfachen Erklärung punkten: die Erdre dreht sich, die Sonne bleibt ruhig. Das ist die Wahrheit.
"Abduktion" ist das Prinzip, aus seltsamen Besonderheiten das Seltsame zu entfernen, und den Rest als nüchternes Gesetz zu präsentieren.
Aber da sind wir nun bei einem wichtigen Punkt: wann geht es jemals um die Wahrheit. Klar, beim Flugzeugbauen und beim Bremsweg. Beim Mond und beim Computer. Aber in Wahrheit geht es doch genauso oft um Geschichten. Um schöne Geschichten, die das Universum beschreiben. Die Sache mit dem Urknall, 13,8 Milliarden Jahre ist das her. Expansion des Universums. Knapp mit Okhams Rasiermesser gekürzt und beschrieben. Fertig. Aber unsere Sehnsucht lebt von den Geschichten. Und Geschichten sind das Gegenteil der Reduktion. Sie machen unser Leben wieder erzählbar. Sie machen wieder Plüsch ran.
ZITAT mit Klang-Plüsch …
Izanagi und Izanami standen auf der schwebenden Brücke des Himmels und beratschlagten und sprachen: ,Ist unten am Boden nicht etwa gar ein Land?‘ Hierauf stießen sie mit dem himmlischen Juwelenspeer nach unten und rührten damit im blauen Meer herum. Als sie die Salzflut gerührt hatten, bis sie sich zäh verdickte, und sie den Speer wieder heraufzogen, häufte sich das vom Ende des Speeres herabtropfende Salz des Wassers an und wurde eine Insel, die den Namen bekam Ono-goro-zima: „Von selbst verdichtet und geronnen.“
ABMODERATION:
Eine japanische Schöpfungsgeschichte zum Schluss in diesem Beitrag von Lothar Bodingbauer über die Reduktion in Technik und Wissenschaft.
Menschliches Versagen bei Flugzeugunfällen
Diagonal 17.10.2020, Lothar Bodingbauer, 7 min.
BEITRAG
Es war kein ganz normaler Flug. Schon von Beginn an. Kurz nachdem der Airbus der Hapag Lloyd am 12. Juli 2000 in Kreta gestartet war, ließ sich das Fahrwerk nicht einfahren. Kein allzu großes Problem eigentlich. Kommt vor, ist gut geübt und gut bekannt. Der Flug wurde fortgesetzt und landete nicht wie geplant in Hannover, sondern in Wien. Allerdings: am Acker vor der Landebahn. 143 Passagiere und 8 Besatzungsmitglieder mussten das Flugzeug über die Notrutschen verlassen. Alle haben überlebt, aber 26 Personen wurden verletzt. – Der Treibstoff war ausgegangen. Überraschend für die Piloten, denn der Flugrechner im Airbus-310 hätte eine geordnete Landung zumindest in München vorausberechnet. – Was war passiert? Luftwiderstand: Wer mit ausgefahrenem Fahrwerk fliegt, braucht um die Hälfte mehr Treibstoff. Das wussten die Piloten, sie dachten aber, dass der Flugrechner das auch weiß, und miteinbezieht in seine Berechnungen.
ZITAT
Was macht es? Warum macht es das? Und was macht es als nächstes?
Das fragen sich Pilotinnen und Piloten sehr häufig, wenn sie es mit komplexen Systemen zu tun haben, denen sie vertrauen müssen. Der Flugrechner ist so ein System.
Und jetzt kommt das "hätte", dieses unscheinbare Wort, das die Verzweigungen des Schicksals in der Vergangenheit ermöglicht. "Hätte" der Pilot nicht versucht herauszufinden, was der Flugrechner macht, warum er das macht, und was er als nächstes macht, hätte er seine Denkzeit verwenden können, eine bessere Lösung für das Problem "Fahrwerk lässt sich nicht einziehen" zu finden. "BIAS" heißt das auf Englisch, wenn Menschen ihre Gedanken in einem bestimmten Licht führen. Voreingenommenheit. BIAS, eine gedankliche Schlagseite, die man erhält, weil vielleicht die Zeit knapp ist. Es gibt mehrere davon: Den Bestätigungs-Bias zum Beispiel: Die Lösungssuche konzentriert sich auf bisherige Annahmen. Der Aufmerksamkeitszurodnungs-Bias, er tritt unter Stress auf, die Reihenfolge strukturierter Abläufe wird verworfen und der Bedrohung geopfert. Und neben diversen Biases gibt es noch den Tunneleffekt, die Konzentration auf das Problem statt der Rundumsicht; Aufgabeneliminierung: unter hoher Belastung werden ganze Handlungsketten ausgelassen. Und: das Vertrauen in die eigene Kontrollfähigkeit, vulgo: sich zu überschätzen; plus Autoritätsgefälle im Cockpit - dem Copiloten fällt's auf, und fragt sich, wie sag ich`s dem Chef.
ZITAT
Die Stresszunahme des Kommandanten wird aus der Sprachauswertung evident …
… steht im Unfallbericht des Hapag Lloyd Flugs 3378 von Kreta zum Acker vor Wien …
ZITAT
… Symptome der Regression, Stottern und unvollständige Sätze, Äußerungen von Hoffnung und Angst sind in der Sprachauswertung nachweisbar.
Die Piloten wurden von Ereignissen überrascht, anstelle sie vorherzusehen. "Sie flogen hinter ihrem Flieger her", so heißt es es in der Fliegersprache.
Was passiert ist, wird im Unfallbericht akribisch analysiert: Eigentlich war eine Kontermutter schuld, eine Befestigung, die die Fahrwerkseinziehungshydraulik justiert. Ein Fehler in der Wartung. Die Feinjustierung wurde immer schlabbriger über die Monate und Jahre hinweg, so dass nach 2000 klaglosen Starts und Landungen sich bei der 2001 das eingefahrene Fahrwerk nicht mehr verriegeln ließ. Der Pilot wollte das Flugzeug zurück nach Deutschland bringen - Stichwort: wirtschaftliche Anforderungen - und er verließ sich dabei auf den Flugrechner, der anzeigte, zumindest bis München kannst du fliegen.
"Getheritis" wird ein sehr spezieller BIAS genannt, unter dem Piloten leiden, die viel fliegen. Sie möchten am Abend schleunigst zuhause ankommen, wenn sie schon 5 Flüge hatten.
"Getheritis, ankommen wollen". Eigentlich kein Problem, wenn es nur das einzige Problem wäre. Sind aber: schlechte Sicht. Seitenwind und ein unstabilisierter Anflug noch mit im Spiel, dann könnte die letzte Entscheidung, die Landung nicht abzubrechen, zum Problem werden.
Unfallberichten listen auch auf, an welcher Stelle zeitlich zurück was getan hätte werden können, um ein Unglück zu verhindern. Beim Flug der Hapag Lloyd war diese Stelle in der Gegend um Graz, dort wäre eine sichere Landung noch möglich gewesen. Besser in Zagreb. Oder in Kreta, in aller Ruhe hätten die Checklisten abgearbeitet werden können, die extra dafür da sind, nichts zu vergessen.
Der Pilot hat seine Fluglizenz aufgrund dieses Unfalls verloren. Unter anderem weil er lange keine Luftnotlage erklärt hat, bis 22 km vor der Landebahn in Wien beide Triebwerke ausgefallen waren. Ob er auch ein Lob erhielt, dass er trotzdem noch landen konnte, und alle überlebten?
ZITAT
25 Minuten vor der Notlandung äußerte der Kommandant offen und erstmalig auch seine Skepsis hinsichtlich einer erfolgreichen Landung …
… steht im Unfallbericht …
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… und zwei Minuten später räumte er auch ein, dass ihn die Umstände verblüffen. Als danach der Copilot aussprach, dass er zur Überzeugung gelangt sei, dass der Flugrechner den höheren Luftwiderstand doch nicht berücksichtigt, schlug sich die dadurch ausgelöste zusätzliche Überraschung und Belastung des Kommandanten in seiner Sprache nieder.
Selbst das Cockpit-Design kann mitverantwortlich sein, ob Pilotinnen und Piloten Fehler machen - im Krisenfall, wenn es eng wird mit der Aufmerksamkeit. Leuchten alle Lämpchen grün, wenn alles passt, und nur das eine rot? Oder leuchtet nichts, bis auf das Problematische? Welche Alarmmeldungen werden automatisiert ausgerufen? Schüttelt das Steuer, wenn die Strömung droht abzureißen - und sind die Steuerbewegungen des Piloten auch zu spüren vom Co-Piloten?
OT / Markus Völter 1
"Also was die Luftfahrt sehr gut kann erst mal, ist Kommunikation. Jeder Fehler führt nur einmal zu einem Unfall. Weil dann wird viel Aufwand in die Aufklärung gesteckt und es wird dann auch an alle Airlines kommuniziert und es wird gefordert, dass sie Procedures ändern."
Markus Völter, Softwareingenieur und Autor des Buches "Once You Start Asking". Er hat mit über 300 Technikerinnen und Technikern über ihren Beruf gesprochen, ihre Arbeit, und ihre Geräte. Und wenn sie versagen.
OT / Markus Völter 2
"Ein weiterer Punkt ist dann eben auch eine Fehlerkultur, dass man Fehler zugibt. Und eben nicht die Angst hat, das man dann als Depp dasteht oder gefeuert wird. Und was auch dabei hilft, ist dieses anonyme Reporting. Das man sagen kann, hey ich habe heute den Kapitän soundso beobachtet und das war echt übel, was der Mann getrieben hat, redet mal mit dem. Man muss solche Prozesse gut designen. Weil Fehlerkultur heißt ja, dass alle Willens sind, Fehler zuzugeben und damit konstruktiv umzugehen."
Dazu kommt natürlich: Gutes Handwerk, und: trainieren, was sich trainieren lässt. - Rein technische Gebrechen, wie das plötzliche Ausfahren der Schubumkehr in vollem Reiseflug, wie das 1991 bei der abgestürzten Lauda Air Maschine im Westen Thailands der Fall war, sind meist völlig neu und nicht vorhersagbar, sonst würde man das ja verhindern.
Menschliches Versagen besteht aus menschlichen Unzulässigkeiten, die für sich ganz normal sind, aber in einer schicksalhaften Verbindung mit Technik zum Schweizer-Käse-Problem werden: wenn sich die Löcher darin zufällig in Linien aneinander reihen, dann fällt der Käse auseinander.
OT / Markus Völter 3
"Also der Punkt ist einfach, dass immer an solchen Grenzsituationen, wo man fast beschlossen hätte, durchzustarten, oder wo die Sicht fast zu schlecht war, oder der Wind fast zu hoch, das ist sozusagen eins von diesen Swiss Cheese-Löchern. – Wenn man es philosophisch betrachtet ist immer der Mensch schuld, weil jeder technische Fehler in der Maschine natürlich auch irgendwie von einem Menschen verursacht wurde, weil die Maschine nicht früh genug getauscht wurde, weil die Wartung fehlgeschlagen hat, weil im Design was kaputt ist. Wir kommen immer beim Menschen raus im Endeffekt."
Alles angreifen. Mit dem Konzept des Science Centers gibt es im Technorama Winterthur 500 Exponate, an denen die Besucher Phänomene selbst erleben können. Die Physikalische Soiree auf Reisen.
Früher war es ein technisches Museum, wie es in vielen Städten gibt. Ausstellungsstücke, die, wie der Name schon sagt, vor die Besucher hingestellt werden. Nicht angreifen.
Mit dem Konzept der Science Center, das unter Frank Oppenheimer in den 60er Jahren des vorigen Jahrhunderts in San Francisco im Exploratorium entstand, wurde das neu renovierte technische Museum in Winterthur völlig neu definiert.
Das Phänomen steht im Mittelpunkt, es kann an 500 Stationen von den Besuchern erfahren werden. Die Didaktik steht im Mittelpunkt, der Prozess. Begeistert sind nicht nur die jungen Besucher und ihre Eltern, die schon mit der Sendung mit der Maus aufgewachsen sind, sondern auch ältere Menschen, die nun erstmals auch selbst in einem Museum im Mittelpunkt stehen.
Selbstbestimmt, schrittweise und individuell lernen.
Video: Zwei Kinder spüren Magnetismus im Technorama. Ab 1:55 sieht man gut, dass die Feldstärke außerhalb der direkten Verbindung nur noch schwach ist. Die Kinder haben das gespürt, weil sie keine weiteren Metallplättchen nach oben stapeln konnten. Auf diese Erfahrungen können im Physikunterricht die Lehrenden das Feldkonzept aufbauen.
Die konsequente Realisierung des Science Centers in Winterthur, so schreibt der frühere Stiftungsratspräsident André Voillant, hat unter folgenden Vorgaben zu erfolgen: Die Rechnung ist ausgeglichen zu führen, das Haus ist schuldenfrei zu halten und alle Investitionen sind im gleichen Jahr voll abzuschreiben. Mit Erfolg. Seit 26 Jahren werden schwarze Zahlen geschrieben.
Gesprächspartner: Marco Miranda und Manuela Moor, Technorama Winterthur
Tipp: Übernachtung in Winterthur im Depot 195
Ö1 Campus Radio am 2. September 2013, 20:30–21:00 Uhr
Die Physikalische Soiree Podcast #183 ab 26. August 2013