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Wissenschaftliche Forschung mit empirischen Studien und Analysen

Für Fortschritt und Innovation sind Studien und Analysen unverzichtbar. Nur durch sie können Theorien empirisch verifiziert werden.

Wissenschaft und empirisch durchgeführte Studien und Analysen

Nicht jede Wissenschaft ist darauf angewiesen, eine These empirisch mit Hilfe von Studien und Analysen zu überprüfen. Mathematik, Theologie, Philosophie und Jura beispielsweise bewegen sich in ihren eigenen Denkwelten, in denen neue Erkenntnisse durch logische Operationen aus Axiomen, Postulaten oder Glaubensgrundsätzen (in der Theologie) abgeleitet werden, ohne dass mit Studien und Analysen deren Wahrheitsgehalt empirisch belegt werden müsste. Diese Fächer, insbesondere die Mathematik, sind zwar für die Grundlagenforschung unentbehrlich, bringen aber alleine keinen technischen Fortschritt hervor.

Diametral entgegengesetzt ist die Vorgehensweise der Wissenschaften, die empirisch genannt werden: Neue Theorien werden aufgrund von Überlegungen, Beobachtungen und Spekulationen aufgestellt. Damit diese aber als gesicherte Erkenntnis auch tatsächlich eine wissenschaftliche Relevanz erlangen können, müssen sie notwendigerweise empirisch überprüft werden. In Studien und Analysen werden Thesen mit den Beobachtungen in der Realität verglichen. Erst wenn sich empirisch aus den Studien und Analysen eine Übereinstimmung von Theorie und Wirklichkeit ergibt, kann eine neue wissenschaftliche Erkenntnis als gesichert gelten. Dabei ist es unverzichtbar, dass die Studien und Analysen bei gleichen Versuchsanordnungen auch immer das gleiche Ergebnis reproduzieren. Nur dann ist empirisch erwiesen, dass es sich tatsächlich so verhält, wie in der Theorie beschrieben.

Nicht nur Naturwissenschaften und Technik benötigen empirisch nachvollziehbar Studien und Analysen

Keinesfalls beschränkt sich der oben beschriebene Verifizierungsprozess neuer Erkenntnisse durch Studien und Analysen auf die Natur- und Technikwissenschaften, wie zum Beispiel Physik, Biologie, Chemie, Medizin, Maschinenbau oder Luft- und Raumfahrttechnik. Auch für Sozial- und Gesellschaftswissenschaften sind Analysen und Studien unverzichtbar, um empirisch nachzuweisen, dass Annahmen und Schlussfolgerungen richtig sind. So untersucht zum Beispiel die Soziologie empirisch anhand von Statistiken, Studien und Analysen der Melderegister, ob getroffene Aussagen zu Migrationsverhalten bestimmter Bevölkerungsschichten zutreffend sind. Ebenso führt die Psychologie Analysen und Studien durch, um zu prüfen, ob die Annahmen über bestimmte Verhaltensmuster empirisch zutreffend sind.

Fortschritt und Innovation durch empirisch durchgeführte Studien und Analysen

Vor dem grundlegenden Umdenken in der Aufklärung, wurde an den Universitäten eher postuliert und spekuliert als wissenschaftlich geforscht. So waren Innovationen auch eher zufällige Ereignisse, die selten vorkamen. Durch die neu gewonnene Überzeugung, dass naturwissenschaftliche Erkenntnisse nur mit Hilfe von empirisch durchgeführten Studien und Analysen möglich sind, wurde die Voraussetzung für den dann folgenden, rasanten Fortschritt in allen Wissensbereichen geschaffen. Dabei reicht die Bandbreite von empirisch vorgenommenen Studien und Analysen von einfachsten Versuchsdurchführungen vor allem durch Messen, Wiegen und Zählen bis hin zu kompliziertesten experimentellen Verfahren, die einen enormen Aufwand an Zeit und Geld verursachen. Empirisch gewonnene Sicherheit über den Wahrheitsgehalt wissenschaftlicher Theorien ist die Voraussetzung für deren Umsetzung in die technische Praxis. Durch Studien und Analysen nachvollziehbar bestätigt, kann davon ausgegangen werden, dass sich ein bestimmter Sachverhalt auch in Zukunft unter den gleichen Voraussetzungen in dieser Form wieder genauso einstellen wird. Erst dann macht es Sinn, neue Techniken zu entwickeln, die auf diesen Erkenntnissen basieren. Denn die Voraussetzungen, dass sie immer wieder zuverlässig auf dieselbe Art funktionieren, wurden so hinreichend bestätigt.

Zwei historische Beispiele für Fortschritt durch empirisch durchgeführte Studien und Analysen

So waren zum Beispiel die Studien und Analysen zur Genetik durch Gregor Mendel empirisch der Beweis für die Richtigkeit seiner Thesen zur Vererbung. Sie ermöglichten die moderne Pflanzenzüchtung und damit die Herstellung von Ernährungssicherheit für Millionen Menschen. Auch Penicillin, dessen Wirksamkeit von Alexander Fleming in medizinischen Studien und Analysen empirisch nachgewiesen werden konnte, stellt eine Innovation von unschätzbarem Wert für die Menschheit dar.

News zu Studien Analysen:

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The Impact of Climate Change on Groundwater – a Ticking Time Bomb

According to a study recently published in the journal Nature Climate Change, in most regions of the world the effects of today’s climate changes on groundwater will only become manifest over the next 100 years, thus impacting the lives of generations that come after us.

Climate change and its immediate, already perceptible consequences, such as the melting of the polar ice caps or coral bleaching, are regularly the focus of...

24.01.2019 | nachricht Nachricht

Gleitmittel für Öltanker

Würde man Schiffsrümpfe mit speziellen HighTech-Materialien beschichten, ließe sich bis zu ein Prozent der weltweiten CO2-Emission vermeiden. Zu diesem Schluss kommen Wissenschaftler der Universität Bonn zusammen mit Kollegen aus St. Augustin und Rostock in einer aktuellen Studie. Demnach könnten die Schiffe aufgrund geringerer Reibung bis zu 20 Prozent an Kraftstoff einsparen. Rechnet man so genannte Antifouling-Effekte hinzu, etwa den verringerten Bewuchs des Rumpfes, ist sogar eine doppelt so hohe Reduktion möglich. Die Studie ist nun in der Zeitschrift „Philosophical Transactions A“ erschienen.

Schiffe zählen weltweit zu den größten Spritschluckern. Zusammen verbrennen sie schätzungsweise 250 Millionen Tonnen pro Jahr und jagen dabei rund eine...

23.01.2019 | nachricht Nachricht

Weltgrößte genetische Studie zu Arthrose liefert neue Behandlungsansätze

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben 52 neue Veränderungen im Erbgut entdeckt, die mit Arthrose in Verbindung stehen. Dadurch verdoppelt sich die Anzahl der diesbezüglich bekannten Stellen. In der mit knapp 480.000 Teilnehmern bislang größten je durchgeführten genetischen Untersuchung zu Arthrose fanden die Forscher zudem Ansätze, um teilweise schon existierende Medikamente bei Arthrose einzusetzen zu können. Geleitet wurde die in ‚Nature Genetics‘ veröffentlichte Arbeit von Prof. Dr. Eleftheria Zeggini, seit kurzem Institutsdirektorin am Helmholtz Zentrum München. Im Video erklärt sie die Hintergründe der Arbeit: https://vimeo.com/312537973

Bei Arthrose handelt es sich um eine degenerative Erkrankung der Gelenke. Diese nehmen Schaden, verlieren an Beweglichkeit und beginnen zu schmerzen. Arthrose...

22.01.2019 | nachricht Nachricht

Menschliche Darmflora durch Nanopartikel in der Nahrung beeinflussbar

Neue Studie der Universitätsmedizin Mainz über die (patho)biologischen Auswirkungen von Nanopartikeln auf das Darm-Mikrobiom in „science of food“ veröffentlicht:
Nanopartikel binden an Darm-Mikroorganismen und beeinflussen so deren Lebenszyklus. Die Erkenntnisse dienen sowohl als Grundlage für weitere epidemiologische Untersuchungen als auch der Entwicklung "probiotischer Nanopartikel".

Das Darm-Mikrobiom leistet nicht nur unverzichtbare Dienste bei der Verdauung, sondern spielt auch bei verschiedensten Krankheiten eine Rolle. Neue...

15.01.2019 | nachricht Nachricht

Verloren im Schilderwald: Sind ältere Autofahrer unaufmerksamer?

Gleichzeitig Radio hören, aufs Navigationsgerät achten und Verkehrsschilder berücksichtigen – eine alltägliche Situation beim Autofahren. Viele Reize müssen parallel verarbeitet werden. Wie sich Ablenkung auf die Reaktion in kritischen Fahrsituationen bei jüngeren und älteren Autofahrern auswirkt, hat Dr. Melanie Karthaus am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund – IfADo untersucht. Die Ergebnisse sind aktuell im Journal Frontiers in Neurosciences erschienen.

Insgesamt 40 Versuchspersonen nahmen für die Studie im Fahrsimulator des IfADo Platz und sollten auf die Bremslichter des vorausfahrenden Autos reagieren –...

09.01.2019 | nachricht Nachricht

Kambodschas Tropenwälder weichen Gummibaumplantagen

Studie belegt den Zusammenhang zwischen Zerstörung von Wäldern und Kautschukpreis.

Seit Mitte der 2000er Jahre stieg vor allem aufgrund des Wachstums der chinesischen Reifen- und Automobilindustrie die weltweite Nachfrage nach Naturkautschuk.

08.01.2019 | nachricht Nachricht

Urbane Logistik der Zukunft: e-mobil und autonom?

Fraunhofer IAO entwickelt Zukunftsszenarien für den urbanen Wirtschaftsverkehr

Verstopfte Straßen durch Kleinlaster, die in zweiter Reihe parken? Lärm und Gestank von LKW in der Stadt? Für derartige Herausforderungen des Güterverkehrs...

07.01.2019 | nachricht Nachricht

New study first to predict which oil and gas wells are leaking methane

Each year brings new research showing that oil and natural gas wells leak significant amounts of the potent greenhouse gas methane.

A new study just published in the journal Environmental Geosciences is the first to offer a profile of which wells are the most likely culprits.

21.12.2018 | nachricht Nachricht

Droughts boost emissions as hydropower dries up

When hydropower runs low in a drought, western states tend to ramp up power generation - and emissions - from fossil fuels. According to a new study from Stanford University, droughts caused about 10 percent of the average annual carbon dioxide emissions from power generation in California, Idaho, Oregon and Washington between 2001 and 2015.

"Water is used in electricity generation, both directly for hydropower and indirectly for cooling in thermoelectric power plants," said climate scientist Noah...

21.12.2018 | nachricht Nachricht

Studie zu Mikroben-DNA: Künstliche Intelligenz hilft, die Umwelt zu überwachen

Kleinstlebewesen kommt in Ökosystemen eine Schlüsselfunktion zu: Sie zeigen schnell an, wenn es in ihrer Umgebung zu Veränderungen kommt. Da sie aber schwer zu identifizieren sind, spielen sie beim Überwachen der Umwelt bislang eine untergeordnete Rolle. Gemeinsam mit Forschern der Universität Genf hat der Kaiserslauterer Biologe Professor Dr. Thorsten Stoeck eine neue Technik entwickelt, die das Genom der Mikroben nutzt. Mithilfe einer Künstlichen Intelligenz kann ein Algorithmus das genetische Material von unbekannten Organismen nutzen, um Aussagen über den Zustand der Umwelt zu machen. Die Arbeit ist in der renommierten Fachzeitschrift „Trends in Microbiology“ erschienen.

Zu viel Nitrat in unseren Gewässern oder die Versauerung der Meere, die etwa Korallenriffen zu schaffen macht, sind nur zwei Beispiele, die zeigen, wie der...

19.12.2018 | nachricht Nachricht
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Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Quantencomputer sollen tragbar werden

Infineon Austria forscht gemeinsam mit der Universität Innsbruck, der ETH Zürich und Interactive Fully Electrical Vehicles SRL an konkreten Fragestellungen zum kommerziellen Einsatz von Quantencomputern. Mit neuen Innovationen im Design und in der Fertigung wollen die Partner aus Hochschulen und Industrie leistbare Bauelemente für Quantencomputer entwickeln.

Ionenfallen haben sich als sehr erfolgreiche Technologie für die Kontrolle und Manipulation von Quantenteilchen erwiesen. Sie bilden heute das Herzstück der...

Im Focus: Quantum computers to become portable

Together with the University of Innsbruck, the ETH Zurich and Interactive Fully Electrical Vehicles SRL, Infineon Austria is researching specific questions on the commercial use of quantum computers. With new innovations in design and manufacturing, the partners from universities and industry want to develop affordable components for quantum computers.

Ion traps have proven to be a very successful technology for the control and manipulation of quantum particles. Today, they form the heart of the first...

Im Focus: Towards an 'orrery' for quantum gauge theory

Experimental progress towards engineering quantized gauge fields coupled to ultracold matter promises a versatile platform to tackle problems ranging from condensed-matter to high-energy physics

The interaction between fields and matter is a recurring theme throughout physics. Classical cases such as the trajectories of one celestial body moving in the...

Im Focus: "Qutrit": Komplexe Quantenteleportation erstmals gelungen

Wissenschaftlern der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Universität Wien ist es gemeinsam mit chinesischen Forschern erstmals gelungen, dreidimensionale Quantenzustände zu übertragen. Höherdimensionale Teleportation könnte eine wichtige Rolle in künftigen Quantencomputern spielen.

Was bislang nur eine theoretische Möglichkeit war, haben Forscher der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und der Universität Wien nun erstmals...

Im Focus: Laser für durchdringende Wellen: Forscherteam entwickelt neues Prinzip zur Erzeugung von Terahertz-Strahlung

Der „Landau-Niveau-Laser“ ist ein spannendes Konzept für eine ungewöhnliche Strahlungsquelle. Er hat das Zeug, höchst effizient sogenannte Terahertz-Wellen zu erzeugen, die sich zum Durchleuchten von Materialen und für die künftige Datenübertragung nutzen ließen. Bislang jedoch scheiterten nahezu alle Versuche, einen solchen Laser in die Tat umzusetzen. Auf dem Weg dorthin ist einem internationalen Forscherteam nun ein wichtiger Schritt gelungen: Im Fachmagazin Nature Photonics stellen sie ein Material vor, das Terahertz-Wellen durch das simple Anlegen eines elektrischen Stroms erzeugt. Physiker des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) waren maßgeblich an den Arbeiten beteiligt.

Ebenso wie Licht zählen Terahertz-Wellen zur elektromagnetischen Strahlung. Ihre Frequenzen liegen zwischen denen von Mikrowellen und Infrarotstrahlung. Sowohl...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

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