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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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Deep Brain Stimulation Provides Sustained Relief for Severe Depression

World’s largest study of deep brain stimulation in the brain’s reward system / Study with 16 participants with previously treatment-resistant depression shows excellent results over one year / Results published in the journal Neuropsychopharmacology

Patients suffering from severe, treatment-resistant depression can benefit not only acutely but also the long-term from deep brain stimulation, as researchers...

19.03.2019 | nachricht Nachricht

Tiefe Hirnstimulation lindert schwerste Depression zuverlässig

Weltweit größte Studie am Universitätsklinikum Freiburg mit 16 Teilnehmern zeigt über ein Jahr sehr gute Ergebnisse / Tiefe Hirnstimulation linderte bei allen Patienten deutlich die bislang schwerst therapieresistente Depression / Studie in Neuropsychopharmacology veröffentlicht

Menschen mit schwerster, behandlungsresistenter Depression können nicht nur akut sondern auch langfristig von einer Tiefen Hirnstimulation profitieren, wie...

15.03.2019 | nachricht Nachricht

Meta-Analyse der Ertragsstabilität: biologische und konventionelle Landwirtschaft im Vergleich

Für die Landwirtschaft zählt nicht nur die Höhe des Ertrages, auch die Stabilität der Erträge über mehrere Jahre ist wichtig. Wie sich biologische und konventionelle Landwirtschaft in diesem Punkt unterscheiden, zeigt eine Meta-Analyse eines Teams der Technischen Universität München (TUM) und von Agroscope in Zürich.

Eine der größten Herausforderungen der heutigen Zeit ist es, die globale Nahrungsproduktion und -sicherheit zu verbessern. Biologische Landwirtschaft hat zum...

13.03.2019 | nachricht Nachricht

Die Grenzen zwischen Arbeit und Freizeit verschwimmen in beide Richtungen

Mehr als sechs Stunden ihrer Freizeit verbringen Beschäftigte in Deutschland pro Woche im Schnitt mit beruflichen Aktivitäten. Umgekehrt entfallen durchschnittlich mehr als vier Stunden der formellen Arbeitszeit auf private Erledigungen. Das geht aus einer repräsentativen Befragung im Rahmen der Studie „Arbeiten in Deutschland“ hervor, die das Bonner Institut zur Zukunft der Arbeit (IZA) gemeinsam mit dem Karrierenetzwerk XING durchführt.

Die Digitalisierung schafft einerseits neue Möglichkeiten, Arbeitszeiten flexibel an die jeweiligen Bedürfnisse anzupassen. Andererseits lösen sich dadurch die...

07.03.2019 | nachricht Nachricht

AI study of risk factors in type 1 diabetes

In combination with conventional statistical methods, artificial intelligence (AI) has now been used in a study of risk factors in type 1 diabetes. The objective was to identify the most important indicators of elevated risk for cardiovascular disease and death.

“What’s unique about this study is that we’ve included machine learning analyses — that is, algorithms for AI — to assess strength of association for...

06.03.2019 | nachricht Nachricht

Studie belegt Wirksamkeit eines neuen Antibiotikums bei komplizierten Harnwegsinfekten

Erfolgreiche klinische Forschungen im Fachgebiet Urologie an der Justus-Liebig-Universität Gießen – Ergebnisse einer internationalen Studie im „New England Journal of Medicine“ publiziert

„Krankenhausinfektionen“ sind mehr denn je gefürchtet; sie stellen Ärzte- und Pflegepersonal gleichermaßen vor immense Herausforderungen. In Deutschland...

28.02.2019 | nachricht Nachricht

Mechanismus zum Abbau von Chloroplasten-Proteinen geklärt

Chloroplasten sind der Ort der Fotosynthese und zählen zu den Plastiden, von denen es viele Arten mit verschiedenen Funktionen gibt. Plastiden einer Art können sich in andere Arten differenzieren. Mit dem Kaiserslauterer Biologen Dr. Raphael Trösch haben Forscher aus Oxford erstmals gezeigt, wie bei Chloroplasten membrangebundene Rezeptoren abgebaut werden, die für die Aufnahme von Fotosynthese relevanten Proteinen verantwortlich sind. Die Menge der Rezeptoren könnte bei der Plastiden-Differenzierung eine Rolle spielen. Interessant sind die Ergebnisse etwa für die biotechnologische Produktion von Pigmenten in Plastiden. Die Studie ist in der Fachzeitschrift Science erschienen.

Plastiden sind kleine Zellorganellen, die ein eigenes Genom besitzen und sich durch eine eigene Membran vom Rest der Zelle abgrenzen. In Pflanzen erfüllen sie...

27.02.2019 | nachricht Nachricht

Batmobil mit Tempomat: Fledermäuse wandern mit idealer Reisegeschwindigkeit für höchste Reichweite

Eine neue Studie unter der Leitung des Leibniz-IZW hat nun erstmals den Energiebedarf und die Reisegeschwindigkeit von migrierenden Rauhautfledermäusen untersucht. Mit einem Windkanalexperiment wurde der Energiebedarf der Tiere für verschiedene Fluggeschwindigkeiten ermittelt. Eine Feldstudie offenbarte die tatsächlichen Geschwindigkeiten migrierender Artgenossen. Die Studie zeigt, dass die migrierenden Tiere mit der energieeffizientesten Geschwindigkeit fliegen, sie legen also weite Strecken mit minimalem Energieaufwand zurück. Wie die Forscher dem „Tempomat“ für Fledermäuse auf die Spur gekommen sind, ist im „Journal of Experimental Biology“ publiziert.

Zu Lande, im Wasser oder in der Luft – eine Vielzahl von Tierarten wandert saisonal zwischen unterschiedlichen Lebensräumen. Der Luftweg ist der schnellste,...

27.02.2019 | nachricht Nachricht

Rising CO2 has unforeseen strong impact on Arctic plant productivity

In a new study, a team of researchers around Alexander Winkler and Prof Victor Brovkin from the department “The Land in the Earth system” at the Max Planck Institute for Meteorology (MPI-M) show that most Earth system models (ESM) underestimate the response of Arctic plant productivity to rising atmospheric carbon dioxide (CO2) concentration.

These models, which serve as the scientific basis for the IPCC Assessment Reports, likely also underestimate future carbon uptake by photosynthesis - a key...

21.02.2019 | nachricht Nachricht

Scientists Create New Map of Brain’s Immune System

Versatile immune cells in the brain serve diverse functions / Changes in course of multiple sclerosis mapped for first time / Study in journal Nature refutes textbook opinion

A team of researchers under the direction of the Medical Center – University of Freiburg has created an entirely new map of the brain’s own immune system in...

18.02.2019 | nachricht Nachricht
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Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Das 136 Millionen Atom-Modell: Wissenschaftler simulieren Photosynthese

Die Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie ist für das Leben unerlässlich. In einer der größten Simulationen eines Biosystems weltweit haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diesen komplexen Prozess an einem Bestandteil eines Bakteriums nachgeahmt – am Computer, Atom um Atom. Die Arbeit, die jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Cell“ veröffentlicht wurde, ist ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis der Photosynthese in einigen biologischen Strukturen. An der internationalen Forschungskooperation unter Leitung der University of Illinois war auch ein Team der Jacobs University Bremen beteiligt.

Das Projekt geht zurück auf eine Initiative des inzwischen verstorbenen, deutsch-US-amerikanischen Physikprofessors Klaus Schulten von der University of...

Im Focus: Developing a digital twin

University of Texas and MIT researchers create virtual UAVs that can predict vehicle health, enable autonomous decision-making

In the not too distant future, we can expect to see our skies filled with unmanned aerial vehicles (UAVs) delivering packages, maybe even people, from location...

Im Focus: Freiformflächen bis zu 80 Prozent schneller schlichten: Neue Werkzeuge und Algorithmen für die Fräsbearbeitung

Beim Schlichtfräsen komplexer Freiformflächen können Kreissegment- oder Tonnenfräswerkzeuge jetzt ihre Vorteile gegenüber herkömmlichen Werkzeugen mit Kugelkopf besser ausspielen: Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen entwickelte im Forschungsprojekt »FlexiMILL« gemeinsam mit vier Industriepartnern passende flexible Bearbeitungsstrategien und implementierte diese in eine CAM-Software. Auf diese Weise lassen sich große frei geformte Oberflächen nun bis zu 80 Prozent schneller bearbeiten.

Ziel im Projekt »FlexiMILL« war es, für die Bearbeitung mit Tonnenfräswerkzeugen nicht nur neue, verbesserte Werkzeuggeometrien zu entwickeln, sondern auch...

Im Focus: Bis zu 30 Prozent mehr Kapazität für Lithium-Ionen-Akkus

Durch Untersuchungen struktureller Veränderungen während der Synthese von Kathodenmaterialen für zukünftige Hochenergie-Lithium-Ionen-Akkus haben Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und kooperierender Einrichtungen neue und wesentliche Erkenntnisse über Degradationsmechanismen gewonnen. Diese könnten zur Entwicklung von Akkus mit deutlich erhöhter Kapazität beitragen, die etwa bei Elektrofahrzeugen eine größere Reichweite möglich machen. Über die Ergebnisse berichtet das Team in der Zeitschrift Nature Communications. (DOI 10.1038/s41467-019-13240-z)

Ein Durchbruch der Elektromobilität wird bislang unter anderem durch ungenügende Reichweiten der Fahrzeuge behindert. Helfen könnten Lithium-Ionen-Akkus mit...

Im Focus: Neue Klimadaten dank kompaktem Alexandritlaser

Höhere Atmosphärenschichten werden für Klimaforscher immer interessanter. Bereiche oberhalb von 40 km sind allerdings nur mit Höhenforschungsraketen direkt zugänglich. Ein LIDAR-System (Light Detection and Ranging) mit einem diodengepumpten Alexandritlaser schafft jetzt neue Möglichkeiten. Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Atmosphärenphysik (IAP) und des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT entwickeln ein System, das leicht zu transportieren ist und autark arbeitet. Damit kann in Zukunft ein LIDAR-Netzwerk kontinuierlich und weiträumig Daten aus der Atmosphäre liefern.

Der Klimawandel ist in diesen Tagen ein heißes Thema. Eine wichtige wissenschaftliche Grundlage zum Verständnis der Phänomene sind valide Modelle zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

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