Samstag, 7. Oktober 2017

Kognitiv-linguistische Analyse ̶ Was bringt uns das?

Vor gut einer Woche wies mich Peter Hiemann aus Grasse auf ein Buch von Elisabeth Wehling (*1981) hin: ,Politisches Framing: Wie eine Nation sich ihr Denken einredet - und daraus Politik macht. (224 S., 2016). Wehling ist Linguistin und Kognitionswissenschaftlerin und stammt aus Hamburg. Sie arbeitet in Berkeley, und zwar am International Computer Science Institute (ICSI). Das ICSI wurde 1988 auf Initiative von Norbert Szyperskis, dem damaligen Chef der Gesellschaft für Mathematik und Datenverarbeitung (GMD) in Birlinghoven gegründet. Das Ziel war, dem ‚Rückstand der deutschen Computer- und Softwaretechnologie sowie deren mangelnder Vernetzung mit der internationalen Entwicklung der Informationstechnik Abhilfe zu schaffen‘. Das Institut wird vorwiegend vom deutschen Steuerzahler finanziert. Zusätzlich zu Deutschland haben Italien, die Niederlande, Finnland und Singapur bisher Gastwissenschaftler entsandt.

Frames als Strukturierungsform des Denkens

Die Idee, dass unser Gehirn mittels Deutungsrahmen (engl. frames) arbeitet, geht angeblich auf den israelischen Psychologen Daniel Kahneman (*1934) zurück, den Träger des Wirtschaftsnobelpreises von 2002. Sein Buch Schnelles Denken  ̶  Langsames Denken wurde 2013 in diesem Blog besprochen. Kahnemans Aussagen sind sehr differenziert und kaum auf eine einzige Formel zu bringen.

Peter Hiemann fasste das Buch von Wehling wie folgt zusammen: Zugrunde liegt die Annahme, dass unser durch Sozialisation erworbenes Weltwissen vom Gehirn organisiert und in Form von Frames abgespeichert wird. Sie werden immer dann abgerufen, wenn es gilt, bestimmte Wörter, konkrete Handlungen oder Situationen richtig zu verstehen. Dazu stellen die Frames jenes Kontextwissen bereit, mit dem das Ereignis interpretiert, bewertet und in das vorhandene Wissen eingeordnet werden kann. Entscheidend ist dabei jedoch, dass Wörter oder Fakten je nach Kommunikationsziel unterschiedlich 'gerahmt' werden. Wehling betont, dass ‚Framing immer selektiv und mit Komplexitätsreduktion verbunden ist und somit unser Denken mehr oder weniger unbewusst lenkt‘.

Wehling weist darauf hin, dass persönliche Vorstellungen mittels Framing stark beeinflusst bzw. sogar manipuliert werden können. Wörtlich: 'Politisches Denken ist bewusst, rational und objektiv – diese althergebrachte Vorstellung geistert bis heute über die Flure von Parteizentralen und Medienredaktionen und durch die Köpfe vieler Bürger. Doch die Kognitionsforschung hat die ›klassische Vernunft‹ längst zu Grabe getragen. Nicht Fakten bedingen unsere Meinungen, sondern Frames. Sie ziehen im Gehirn die Strippen und entscheiden, ob Informationen als wichtig erkannt oder kognitiv unter den Teppich gekehrt werden. Frames sind immer ideologisch selektiv, und sie werden über Sprache aktiviert und gefestigt – unsere öffentlichen Debatten wirken wie ein synaptischer Superkleber, der Ideen miteinander vernetzen kann, und zwar dauerhaft. In der Kognitionsforschung ist man sich daher schon lange einig: Sprache ist Politik. Höchste Zeit also, unsere Naivität gegenüber der Macht politischer Diskurse abzulegen.‘

Neugierig gemacht, las ich Wehlings Buch. Ich habe wenig dazugelernt, über das hinaus, was Peter Hiemann dem Buch entnommen hatte. Hier einige weitere Aussagen. Fakten ohne Frames seien bedeutungslos. Frames werden durch Sprache aktiviert. Verstehen heißt Sinnzusammenhänge aus der Vergangenheit verarbeiten. Die ‚verkörperlichte‘ Kognition (engl. embodied cognition) ruft Vorgänge ab, die mit Worten assoziiert werden. Das Wort Nagel ruft ein Bild eines Hammers hervor. Bewegungen werden vorbereitet, indem sie simuliert werden. Frames selektieren, sie blenden aus. Wir können nicht kontrollieren, welche Frames wir zulassen. Wir sind uns nur zwei Prozent unseres Denkens bewusst, auch nicht der Frames. Einen Frame zu negieren, aktiviert ihn. Abstrakte Ideen werden durch Metapher denkbar gemacht. Wir können ohne Metapher kaum kommunizieren. Am gebräuchlichsten ist die Objekt-Metapher. Alle Ideen werden so ‚begreifbar‘, und ‚erfassbar‘.

Aktuelle Themen in der politischen Diskussion Deutschlands und Österreichs

In der Diskussion um Steuern würde der Bürger immer als Melkkuh gesehen. Der Last könne man sich am besten durch Flucht in Oasen und oder Paradiese entziehen. Staat und Gesellschaft stellten einen Wettlauf dar. Es gäbe Abgehängte und Eliten. Oben ist gut, unten ist schlecht. Dies lernten schon Babys, bevor sie sprechen. Die Sozialleistungen stellten ein Netz dar. Mal wird daraus eine Hängematte, mal wird es zum Tropf. Die Semantik von Arbeit sei die des Verdienens. Anders hat das Leben wenig Sinn. Islamphobie sei unvermeidbar wegen des Terrors. Er ist Angstauslöser par excellence. Der Islamische Staat (IS) sei ein ‚medial induziertes Trauma‘. Flüchtlinge träten immer als Welle oder Strom auf. Sie seien eine Gefahr genauso wie zu viel Wasser. Die Metapher ‚das Boot ist voll‘ deute eine Nation als einen Behälter. Der Ausdruck Klimawandel ist zwar neutral, das Wort verharmlose jedoch. Wir müssten nicht das Klima, sondern die Menschen schützen.

Meine Bewertung des Buches

Ein Linguist kann vermutlich nicht umhin, dem ‚Volk aufs Maul‘ zu schauen, wie dies schon Martin Luther tat. Ob daraus folgt, dass die wichtigsten Ergüsse der deutschen zeitgenössischen Prosa in Medien wie BILD, Welt und Kronenzeitung zu finden sind, kann ich nicht beurteilen. Dieses Buch sondert sich nicht vom Volke ab, indem es nur akademische Werke zitiert. Ein moderner Kognitionswissenschaftler hat Zugriff zu einem Kernspintomographen. Er überprüft welche Gehirnzellen aktiv sind, d.h. mit Blut versorgt werden, wenn jemand bestimmte Worte spricht. Unterschiede gibt es zwischen morgens, mittags und abends, zwischen Männern und Frauen, Amerikanern und Chinesen, Norddeutschen und Süddeutschen. Aus der Kombination aller Parameter ergibt sich ein nahezu unbegrenztes Forschungsgebiet.

Über Sprache und Linguistik

Dass unsere Sprache noch voller Rassismus und politischer Unkorrektheit steckt, ist nicht zu bestreiten. Erst vor wenigen Jahren wurden die Mohrenköpfe und Negerküsse entsorgt. Noch sagen wir ‚man‘, wenn auch Frauen gemeint sein können. Da kann noch ordentlich geputzt werden. Dabei hat die Linguistische Wende (engl. linguistic turn) überhaupt erst gerade begonnen, was die Geistes- und Sozialwissenschaften betrifft. 

Sprache wird seither als eine „unhintergehbare Bedingung des Denkens“ angesehen.  Denken ohne Sprache wird als „nicht existent“ oder aber „zumindest als unerreichbar“ angesehen. Das führte umgekehrt zur Erweiterung des Begriffs Sprache. Sie setzt nicht länger ein bestimmtes Medium, einen bestimmten Zeichensatz oder gar eine Grammatik voraus. Das Gegackere eines Huhns, das Rülpsen eines Dromedars, die Duftnoten einer Ameise, aber auch der Pinselstrich eines Malers oder der Bauplan eines Architekten werden danach als Sprachwerke interpretiert. Die betroffenen Berufe konnten sich nur wundern, dass sie plötzlich als Spracharbeiter oder Wortgelehrte vereinnahmt wurden. Sie empfanden dies geradezu als eine Herabstufung. Sie ließen sich aber nicht entmutigen. Das betraf erst recht alle Ingenieure, die immer noch glauben, dass ihre Werke auch ohne begleitenden Text einen Wert darstellen. Nur der Mathematik erging es besser. Zum Glück gibt es einen uralten Aufsatz des Logikers Paul Lorenzen (1915-1994). Er basiert auf einem Vortrag im holländischen Amersfoort vom August 1951, in dem er dafür warb, die Mathematik nicht als Sprache einzustufen. Eine Kopie dieses Vortrags wurde mir dieser Tage von einem besorgten Kollegen zugespielt.

War da noch etwas?

Zwei Bemerkungen noch zu dem fachlichen Hintergrund der Arbeit: (1) In den Sozialwissenschaften ist es offensichtlich schwerer als in den Naturwissenschaften reproduzierbare Gesetzmäßigkeiten abzuleiten. Die Versuchung ist groß, sich mit anekdotischem Wissen zufrieden zu geben. Mit dem Maß, was statistisch als relevant zu gelten hat, wird etwas großzügig verfahren. Die Wahlforscher können ein Lied davon singen. Hat jemand gehustet, muss nicht schon deshalb eine Grippe-Epidemie im Anmarsch sein. (2) Wegen der Zugehörigkeit zum ICSI frage ich mich, was wohl der Bezug dieser Arbeit zur Informatik ist. Vielleicht nimmt man 30 Jahre nach seiner Gründung die ursprüngliche Zielsetzung weniger ernst. Anders ausgedrückt, da das Ziel eh verfehlt wurde, spielt es jetzt keine Rolle mehr, über was geforscht wird, Hauptsache, die Forschungsmittel fließen.

Sonntag, 1. Oktober 2017

Nochmals: Ist Gott ein Mathematiker?

Die Frage, welche Rolle die Mathematik in den Wissenschaften spielt, hat uns schon mehrmals beschäftigt. Sehr ausführlich war der Beitrag im Dezember 2012. Dort wurde die Beziehung zwischen Mathematik und Physik beleuchtet. Im Januar 2015 besprach ich Mario Livios Buch, das den Titel trug ‚Ist Gott ein Mathematiker? Ich hoffte damit das Thema hinreichend behandelt zu haben. Diese Woche löste Peter Hiemann (PH) die Diskussion erneut aus. Sein erster Text ist ein Ausschnitt aus einem umfassenderen Essay. Zuerst reagierte Hans Diel (HD) darauf. Ich (BD) fügte anschließend einige Gedanken hinzu. Vermutlich ist das noch nicht das Ende dieser Diskussion. Jeder Blog-Beitrag kann wachsen.

PH: Die führenden Vertreter der Epoche der Aufklärung im 18. Jahrhundert vertraten  eine grundlegend neue Perspektive für die Betrachtung der Natur. Sie waren überzeugt, dass die Phänomene der Natur nicht als Resultat göttlicher Schöpfungsakte erklärt werden können. Stattdessen etablierten sie eine lange vermutete Hypothese als die 'wahre' Perspektive: die Phänomene der Natur sind berechenbar. Vielleicht erleben wir gerade wieder einen wissenschaftlichen Paradigmenwechsel: Führende Vertreter der Wissenschaft sind dabei, den Mythos zu begraben, dass alle Phänomene der Natur berechenbar seien und Mathematik die absolute mächtige Sprache sei, die Natur zu beschreiben. Die Erkenntnisse über nicht berechenbare Phänomene der natürlichen Evolution und die Möglichkeiten, nicht berechenbare Phänomene mittels mächtiger Computer zu simulieren, haben eine Lawine neuer Sichtweisen ausgelöst.

HD: Das zentrale Wort bei Ihnen ist das Wort "berechenbar". Aus vorangegangenen Diskussionen wissen wir, dass verschiedene Wissenschaftsdisziplinen (Mathematik, Physik, Biologie, sonstige) unter "berechenbar" Unterschiedliches verstehen. Mir geht es stattdessen mehr um "Gesetzmäßigkeiten". Ich glaube, dass es in den meisten Wissenschaftsdisziplinen, ganz besonders jedoch in den Naturwissenschaften, primär darum geht Gesetzmäßigkeiten zu erkennen und nachdem man sie erkannt hat, möglichst sauber zu formulieren. Bei dem Ziel „Gesetzmäßigkeiten zu erkennen“ kann ich keinen Paradigmenwechsel erkennen und es  würde mich auch sehr wundern, wenn es das jemals geben würde. Bei der Art und Weise, wie die erkannten Gesetzmäßigkeiten formuliert werden können, oder formuliert werden sollen, mag es durchaus Änderungen oder Änderungsbedarf geben. Dies würde ich jedoch keinesfalls als Paradigmenwechsel bezeichnen.

Das Bestreben erkannte Gesetzmäßigkeiten möglichst sauber und präzis zu beschreiben kann man am besten durch die Verwendung einer formalen Sprache oder formalen Beschreibungsmethode erreichen. Im Laufe der Jahrtausende hat sich die Mathematik als sehr gut geeignet erwiesen als Standardsprache für die formale Beschreibung von Gesetzmäßigkeiten. Es gibt eine Reihe von Vorzügen, die man erwähnen könnte bezüglich der Verwendung von Mathematik als Standardsprache für die Beschreibung von Gesetzmäßigkeiten. Ein Kritikpunkt sind jedoch eher die Unzulänglichkeiten der Mathematik für die Beschreibung von Gesetzmäßigkeiten in den verschiedenen Wissenschaftsdisziplinen. Hier möchte ich verschiedene Fälle unterscheiden:

(1)  Gibt es Wissenschaftsdisziplinen, deren Erkenntnisse prinzipiell wenig bis gar nicht geeignet sind durch eine formale Sprache präsentiert zu werden? Beispiele: Philosophie, Psychologie, Soziologie.  Die Gründe warum solche Wissenschaftsdisziplinen schlecht geeignet sind für formale Sprachen sind unterschiedlich. Ich meine jedoch man sollte sich davor hüten (a) diese Wissenschaftsdisziplinen als minderwertig zu sehen, jedoch auch (b) diesen Wissenschaftsdisziplinen zu viel „Narrenfreiheit“ zu zugestehen.
(2)  Gibt es erkannte Gesetzmäßigkeiten, die noch nicht mittels der derzeitigen Standardmathematik formuliert werden können? Dank der großen Leistungen der Mathematik war dieser Fall in den letzten Jahrhunderten ziemlich selten  (oder gab es diesen Fall überhaupt nicht?). Newton hat die Infinitesimalrechnung mit erfunden, um seine Mechanik sauber zu formulieren. Als Variante von Fall 2 kann es auch passieren, dass die zur Beschreibung einer bestimmten Art von Gesetzmäßigkeit akzeptierte Mathematik zu eng ausgelegt wird. Mein Standardbeispiel ist hier, wenn in der Physik verlangt wird, dass Prozesse und kausale Entwicklungen nur durch Differentialgleichungen und Operatoren beschrieben werden müssen. Algorithmische Beschreibungen sind verpönt.
(3)  Gibt es ungenügend verstandene Gesetzmäßigkeiten? Diese kann man normalerweise nicht mittels der  Mathematik besser verstehen. Es gab Fälle, wo man mit Hilfe der Mathematik das ungenügende Verständnis sichtbar machen konnte  (siehe Bells Ungleichung). Diese ungenügend verstandene Gesetzmäßigkeiten sollten normalerweise kein Problem sein. Das wird es noch sehr lange geben. Problematisch wird es meiner Meinung nach, wenn man das ungenügende Verständnis durch (nicht-formale) verbale Formulierungen kaschiert und damit die formale Formulierbarkeit dauerhaft und prinzipiell als unmöglich deklariert. Die Quantenphysik enthält eine Reihe von Beispielen, wo dies der Fall ist.
(4)  Gibt es Gesetzmäßigkeiten, die nur bis zu einem gewissen Präzisierungsgrad praktisch nachvollziehbar oder vorhersagbar (d.h. praktisch berechenbar) sind? Beispiele aus der Physik: Statistische Mechanik, nicht-deterministische Prozesse (Quantenphysik), kollektives Verhalten).

PH: Wenn ich Sie recht verstehe, vertreten Sie folgende Vorstellungen: (1) Bei den meisten Wissenschaftsdisziplinen, ganz besonders jedoch in den Naturwissenschaften, geht es primär darum, Gesetzmäßigkeiten zu erkennen (2) Erkenntnisse möglichst sauber zu formulieren. (3) Bei wissenschaftlicher Zielsetzung „Gesetzmäßigkeiten zu erkennen“ ist nicht ersichtlich, dass wissenschaftliche Paradigmen eine erkennbare Rolle spielen  bzw. dass es jemals wissenschaftlichen Paradigmenwechsel gegeben hätte.

Für mich hat der Begriff 'Paradigma' folgende Bedeutung: Ein Paradigma ist eine grundsätzliche Denkweise. Seit dem späten 18. Jahrhundert bezeichnet Paradigma eine bestimmte Art der Weltanschauung. Die gewaltigen Fortschritte wissenschaftlicher Arbeit und Erkenntnisse haben bewirkt, dass wir heute weniger von Weltanschauung als vielmehr von einer wissenschaftlicher Sicht bzw. Verständnis sprechen,  naturwissenschaftliche Phänomene zu betrachten. Ein Beispiel für einen grundlegenden wissenschaftlichen Wandel (Wechsel), die Phänomene unseres Planetensystems zu erklären, war der grundlegende Wandel von einem geozentrische Weltbild zu einem heliozentrische Weltbild. Der katholische Klerus vermochte diesen Wandel erst 300 Jahre nach Galileo Galilei nachzuvollziehen. Ihre Kommentare haben mich veranlasst, meine vorangegangene Aussage ein wenig zu präzisieren:

Die führenden Vertreter der Epoche der Aufklärung im 18. Jahrhundert vertraten eine grundlegend neue Perspektive für die Betrachtung der Natur. Sie waren zwar nach wie vor überzeugt, dass der Mensch und die Natur einem göttlichen Schöpfungsakt zu verdanken ist. Sie waren sich aber sicher, dass Menschen nicht mehr ausschließlich unbedingtem göttlichen Eingebungen unterworfen sind. Menschen besitzen die Fähigkeit, die Phänomene der Natur mittels Methoden der Mathematik zu erklären. Eine lange gehegte Vermutung wurde als neue absolute Wahrheit verkündet: Phänomene der Natur sind berechenbar. Ohne Ursache keine Wirkung. Im 21. Jahrhundert sind führende Vertreter der Wissenschaft dabei, den Mythos zu begraben, dass Mathematik die absolut einzig gültige Sprache sei, um alle Phänomene der Natur zu erklären. Es existieren hinreichende Erkenntnisse, dass während der natürlichen Evolution unvorhersehbare Strukturen ohne göttlichen Einfluss entstanden sind. Phänomene der natürlichen Evolution und die Möglichkeiten, nicht berechenbare Phänomene mittels mächtiger Computer zu simulieren, haben eine Lawine zusätzlicher wissenschaftlichen Sichtweisen ausgelöst.

Am Rande sei bemerkt: Ich betrachte Mathematik nicht als Naturwissenschaft sondern als eine Methode. Das ist schon deshalb angebracht, weil es für Mathematik keine allgemein anerkannte wissenschaftliche Definition gibt. Für Galileo Galilei war „Mathematik das Alphabet, mit dessen Hilfe Gott das Universum beschrieben hat“. Johann Wolfgang von Goethe betrachtete Mathematiker als eine Art Franzosen: „Redet man zu ihnen, so übersetzen sie es in ihre Sprache, und dann ist es alsobald ganz etwas anderes.“ Ich schließe mich Albert Einsteins Ansicht an: „Die Mathematik handelt ausschließlich von den Beziehungen der Begriffe zueinander ohne Rücksicht auf deren Bezug zur Erfahrung.“

Zurück zum Anfang: Den Aussagen (1) und (2) ist nichts hinzuzufügen. Die Vorstellung (3), dass wissenschaftliche Paradigmen keine erkennbare Rolle spielen bzw. dass es keine historischen wissenschaftlichen Paradigmenwandel bzw. Paradigmenwechsel gegeben hätte, teile ich nicht.

HD: Ich bin sicher, dass Sie von Paradigmen und Paradigmenwechsel in der Wissenschaft mehr verstehen als ich. Deshalb werde ich Ihre Benutzung des Begriffs Paradigmenwechsel nicht mehr in Frage stellen. Zweifel bleiben bei mir jedoch noch, ob es angebracht ist, den von Ihnen gesehenen Paradigmenwechsel mit dem Begriff "Berechenbarkeit" zu assoziieren, genauer, mit der Einsicht, dass in und mit der Wissenschaft viel weniger berechenbar zu sein scheint als noch vor 400 Jahren geglaubt wurde.

Bei der Suche nach Unterstützung bezüglich der Benutzung des Begriffs "Berechenbarkeit" bin ich auf ein Buch gestoßen (Bernd-Olaf Küppers: "Die Berechenbarkeit der Welt"). Küppers ist Physiker und Philosoph und arbeitete am Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie in Göttingen. Das Buch habe ich vor vier oder fünf Jahren gelesen. Es wurde 2013 auch in diesem Blog besprochen. Ich sehe gerade, dass eines der letzten Kapitel des Buches die Überschrift "Der Aufstieg der Strukturwissenschaften" hat. Das scheint mir sehr nahe an Ihrer Sicht zu sein.

Bei dem Versuch nachzuvollziehen, wo genau Sie den Paradigmenwechsel sehen, kommt mir als erstes das Thema "Ende der mechanistischen Weltanschauung" in den Sinn.  Das Ende der mechanistischen Weltanschauung wurde mir durch die (halb-) philosophischen Bücher von Heisenberg bekannt gemacht. Heisenberg hat seine Sicht natürlich mit seinen Erkenntnissen aus der Quantenmechanik begründet. Eine noch radikalere Infragestellung des mechanistischen Weltbilds findet sich in dem Buch von Sheldrake ("Der Wissenschaftswahn"). Das Buch wurde mir (und den anderen Zuhörern seines Vortrags) von Prof. Fahr, einem Astrophysiker, empfohlen. Hier ein kleiner Auszug aus dem Klappentext: "Lässt sich die Welt rein mechanistisch erklären? Sehen wir uns selbst wirklich als genetisch programmierte Maschinen? Kommt das Bewusstsein tatsächlich aus dem Gehirn?"  Mir ist Sheldrake etwas zu radikal, auch wenn ich bei  vielen Punkten seine Zweifel an der "wissenschaftlichen Erklärbarkeit" (nicht nur der Berechenbarkeit) und seine Kritik an einer gewissen Dogmatik in der Wissenschaft teile.

PH: Der Biochemiker und Zellbiologe Rupert Sheldrake ist mir durch sein 1988 erschienenes „Buch „Das Gedächtnis der Natur – Das Geheimnis der Entstehung der Formen der Natur“ aufgefallen. Sheldrakes Arbeitshypothese beruht auf der Vorstellung „morphogenetischer Felder“. Danach wird angenommen: „Der Ort des embryonalen Geschehens und der Formbildung ist ein Feld (im physikalischen Sprachgebrauch), dessen Grenzen mit denjenigen des Embryos im Allgemeinen nicht  zusammenfallen, vielmehr dieselben überschreiten. ...Ein Feld ist die Rahmenbedingung, der ein lebendiges System seine typische Organisation und seine spezifischen Aktivitäten verdankt.“ Sheldrake vertritt offensichtlich eine physikalische Perspektive.

Sheldrakes Thesen haben sich nicht bewährt. Die biologischen Strukturbildungen sind wesentlich komplexer als Sheldrake annahm und lassen vermuten, dass Selbstorganisation eine entscheidende Rolle spielt. Ihre Vermutung stimmt, dass Bernd-Olaf Kippers strukturwissenschaftliche Ansätze in vieler Hinsicht meinen Vorstellungen entsprechen: „Heutzutage bilden die Strukturwissenschaften die Basiswissenschaften für das Verständnis komplexer Phänomene schlechthin. … Dass der Anteil der Strukturwissenschaften ständig zunimmt, kann man unter anderem daran erkennen, dass die Computersimulation zunehmend das klassische Experiment in den Naturwissenschaften verdrängt. … Tatsächlich scheinen die Strukturwissenschaften zu einem einheitlichen Wirklichkeitsverständnis, das heißt zu einem objektiven Sinnzusammenhang und einem objektiven Anschauungsganzen zu führen, das nunmehr alle Formen wissenschaftlicher Erkenntnis umfasst. Und es mag geradezu paradox erscheinen, dass es ausgerechnet die so facettenreiche Wissenschaft des Komplexen ist, die wieder zur Einheit des Wissens und damit zur Einheit der Wirklichkeit zurückführt.“ (Bernd-Olaf Küppers: Die Strukturwissenschaften als Bindeglied zwischen Natur- und Geisteswissenschaften).

BD: Ich finde es toll, dass Sie beide sich auch über den Sinn und Zweck der Wissenschaft Gedanken machen. Ich stimme Ihnen voll zu, dass es nicht die primäre Aufgabe der Wissenschaft ist, die Realität zu mathematisieren. Sie sollte lediglich versuchen, die Realität zu erklären, so dass möglichst viele Leute sie verstehen. Die Mathematisierung bewirkt nicht selten genau das Gegenteil.

Da wir nicht am Punkte Null beginnen, ist es ein Teil der Aufgabe auf frühere Fehlversuche oder Irrwege aufmerksam zu machen. Diese nennt man Fiktionen oder Mythen. Ein solcher Mythos ist der Glaube, dass Gott Mathematiker sei, und alles was er schuf, mathematische Konstrukte sein müssten. Ich erinnere mich noch lebhaft an einen Kollegen, der vehement diese Meinung vertrat. Wer nicht für Mathematik werbe, wirbt nicht für Gott, oder das Göttliche im Menschen und in der Welt. Er negiere die Seele, ja das Geistige und den Sinn. Der Ausdruck, den schon die Griechen für solche Leute hatten, war der der Banause. Ein ‚banausos‘ war ein Unfreier, einer der am Ofen arbeitete. Diese Leute sind für Kunst und Wissenschaft unfähig.

Ich möchte meine Sicht von Wissenschaft in den Rahmen (engl. frame) folgender Fragen stellen. Was gibt es alles und warum gibt es dies? Wie und wohin wachsen die unterschiedlichen Entitäten oder Organismen? Wie breiten sie sich aus oder wie und warum bewegen sie sich fort?

Als Beispiele: Warum ist der Abendhimmel in Sindelfingen, so wie er ist? Warum ist die Baie des Anges bei Nizza, so wie sie ist und warum ist der Hans Diel, so wie er ist? Wie und wann sind sie entstanden, welche Ursache und Einflüsse spielten eine Rolle? Wie wird die Entwicklung weitergehen und wie wird sie enden? Eine Entwicklung zu verstehen, heißt zu wissen, wie sie anfing und wie sie weitergeht. Wir können dann Vorhersagen machen. Das verleiht Macht.

Ob es dabei Gesetzmäßigkeiten gibt, ist für mich sekundär. Natürlich gibt es Wiederholungen. Ob diese wie ein Gesetz, eine Regel oder Norm wirken, setzt voraus, dass jemand dies als zweckmäßig erkannt hat oder zufällig entdeckt hat. Das Fehlen von Gesetzmäßigkeiten könnte bedeuten, dass es keine Ordnung gibt, dass keine ordnende Hand wirksam war. Wir Menschen suchen in allem nach Mustern und Gesetzen. Wir freuen uns wie ein Kind, wenn wir welche gefunden haben. Am Himmel (in Sifi), am Meer (in Nizza) oder in der gesamten Biologie gibt es nur recht wenige davon. Wir nehmen aber an, es gäbe deren viele, überall und für alles. Bei den drei genannten Beispielen überwiegt der Eindruck des Einmaligen, das Fehlen von Regelhaftem.

Was Charles Darwin erklärte, war die Vergangenheit von Flora und Fauna. Über die Zukunft ließ er sich nicht aus. Er konnte nämlich keine geologischen Verschiebungen oder Klimaänderungen vorhersagen. Wir tun uns heute noch schwer damit. Die erfolgreichen Wissenschaften suchen primär in der Vergangenheit. Sie versuchen verloren gegangenes Wissen bzw. das Wissen der Vergangenheit wieder zu erwerben. Beispiele sind Archäologie, Astronomie, Biologie, Chemie, Geologie, Medizin, Klimakunde, Kosmologie, Plattenverschiebungen und Vulkanologie. Genauso sehr wie das Wissen interessiert uns auch das Nicht-Wissen früherer Zeiten, also Fiktionen und Mythen. Für die Äonen, in denen es Menschen noch nicht gab, müssen die Steine oder die Sterne reden.

Montag, 25. September 2017

Wahl 2017: Ergebnisse und Erklärungsversuche

Das Wahlergebnis hat viele Menschen überrascht. Das betraf vermutlich vor allem solche Leute, die den immer häufiger eintreffenden Prognosen keinen Glauben schenkten. Zwei der in der folgenden Tabelle zitierten Prognosen hatten den vor der Wahl sich abzeichnenden Trend richtig erfasst. Er lässt sich wie folgt charakterisieren: Wiedererwachen der FDP und Aufstieg der AfD. Dass beides vor allem auf Kosten der Parteien der Großen Koalition (Abk. Groko) erfolgen würde, war jedoch keine Überraschung.


Wahlergebnisse und Prognosen

Schlappe der Union

Die Union, bestehend aus den beiden meist getrennt kämpfenden Parteien CDU und CSU, ist der klare Verlierer der Wahl. Besonders die CSU bezahlte für ihre manchmal etwas unklare Politik. Ein Absturz von über 49 auf 38% trifft sie hart, vor allem im Hinblick auf die Landtagswahlen im nächsten Jahr. Da Parteichef Seehofer eine offene Flanke rechts der CSU ausgemacht hat, ist ein Rechtsruck zu erwarten. Das wird zu weiteren Spannungen zwischen den Schwesterparteien führen.

Angela Merkel tröstet sich angesichts der Niederlage damit, dass keine Regierungsbildung ohne CDU möglich ist. Dass sich dies schon am Wahlabend auf Jamaika beschränken würde, damit war nicht zu rechnen.

Enttäuschung der SPD

Der Spitzenkandidat der SPD, Martin Schulz, schäumte gestern Abend geradezu vor Wut. Er erinnerte mich an einen abgewiesenen Liebhaber. Nur Angela Merkel sei an seinem Misserfolg schuld. Sie hätte sich stets verweigert, wenn er sich profilieren wollte. Damit habe sie die AfD zum Sieger gemacht. Ihn treffe keine Schuld.

Für mich ist Schulz mit einem Meteor vergleichbar. Er kam von außen und wirbelte alles auf. Er verglühte jedoch bereits, bevor er auf der Erde aufschlug. Dass er der Groko die Schuld gab für alles, was er als verbesserungswürdig ansah, nahm ihm die Glaubwürdigkeit. Es half ihm auch nicht, wenn er sich jedem Diskutanten in einer Fernsehsendung anbiederte. Die Bodenhaftung hätte er von der ‚alten‘ SPD bekommen müssen. Die aber ließ ihn wirbeln. In NRW verbat man sich sogar seine Auftritte. Die Parteimaschine der SPD hat inzwischen damit begonnen, die von Schulz aufgewirbelten Brocken einzusammeln. Die beiden Frauen Andrea Nahles und Manuela Schwesig werden die Dinge wieder richten.

Stagnation der Linken und der Grünen

Zu den Überraschungen zählt für mich, dass die beiden Protestparteien früherer Wahlen sich auf relativ hohem Niveau zu stabilisieren scheinen. Beide haben anscheinend ihre eigene Kernklientel. Bei der Linken sind es gewisse Kreise in den östlichen Bundesländern, bei den Grünen ist es der öffentliche Dienst, und hier insbesondere die Beamten. Die Linken haben dieses Mal sehr an die AfD verloren, die Grünen wohl weniger.

Wiedergeburt der FDP

Die FDP ist wiedergeboren. Das ist eine Leistung, die bisher keine Partei vorzuweisen hat. Das ist weder den Piraten gelungen, noch der Bayernpartei. Warum Christian Lindner auf junge Menschen eine Anziehung ausübt, ist mir nicht klar. Vielleicht hängt es mit seinen frühen unternehmerischen Tätigkeiten als Schüler zusammen. Dass eine ganze Partei, die früher eher als konservativ und altbacken galt, von diesem Image profitiert, ist phänomenal. Das lässt Raum für Erklärungen.

Aufstieg der AfD

Die AfD ist der große Gewinner der Wahl. Dafür kann die Partei selbst sehr wenig. Viele Wähler stimmen nicht dem Programm der Partei zu. Sie haben sie gewählt, um den anderen Parteien einen Lehre oder einen Denkzettel zu verpassen. Diese Wähler hatten vorher Union oder SPD gewählt. Etwa eine Million kamen von der Union, rund 500.000 von der SPD. Im Osten ticken die Deutschen immer seltsamer. Die Sachsen machten die AfD zu ihrer stärksten Partei, knapp vor der CDU. In Sachsen-Anhalt und Brandenburg liegt sie auf Platz 2, vor der Linken. Noch muss ich mir einen genaueres Bild verschaffen.

Dass die AfD fast 100 Abgeordnete in den Bundestag schicken muss, wird ihr einige Anstrengungen abverlangen. Es werden dann auch Leute losgeschickt, die vor allem durch dummes Reden auffallen. Alexander Gauland, Ex-CDU-Mitglied und jetziger AfD-Spitzenkandidat, gibt schon mal die Tonlage vor. Man werde die Bundeskanzlerin ‚jagen‘ und man werde sich Deutschland und das deutsche Volk wiederholen  ̶  was immer dies bedeutet.

Gestiegene Wahlbeteiligung und andere Analysen

Dass die Wahlbeteiligung von 71% in 2013 auf jetzt über 76% gestiegen ist, widerlegt die Thesen, dass der Wahlkampf langweilig war und dass das Wahlvolk politik-verdrossen sei. Bestimmt werden in den kommenden Tagen noch weitere Analysen erfolgen, wenn die Wanderbewegungen und die regionalen Besonderheiten im Detail bekannt sind.

Nachtrag vom 26.9.2017

Folgende Anteile an Zweitstimmen erhielt die AfD in Ostdeutschland: Sachsen 27,0%; Thüringen 22,7; Brandenburg 20,2; Sachsen-Anhalt 19,6; Mecklenburg-Vorpommern 18,6. Im Vergleich Bayern 12,0%; Baden-Württemberg 12,2 und NRW 9,4. Vielleicht gibt das Interview von Wolf Biermann für SPIEGEL Online eine Erklärung. Der Hass auf die Helfer treffe Leute wie Merkel und Gauck. Klaus Küspert verweist auf die Verlierer der Einheit, die 'krebsen und schuften' müssten als die Zurückgebliebenen.

Dienstag, 19. September 2017

Modellierung in Geodäsie, Informatik und Physik

Das Thema Modellierung, also das Erstellen von Modellen, beschäftigt viele Fachgebiete. Ein Modell ist eine Abbildung oder Repräsentation eines natürlichen oder eines künstlichen Originals, wobei dieses Original selbst auch wiederum ein Modell sein kann. Meist handelt es sich um eine vereinfachte Rekonstruktion eines komplexen Originals mit dem Ziel, gewisse Eigenschaften besser sichtbar zu machen, als dies bei der Betrachtung des Originals möglich wäre. Es kann auch sein, dass das Original nicht sichtbar oder (noch) nicht vorhanden ist. Dann ist das Modell das Beste, mit dem wir uns beschäftigen können. Anhand von Beispielen aus den drei Gebieten Geodäsie, Informatik und Physik soll hier diskutiert werden.

Geodäsie

Die Geodäsie hat die Aufgabe, die Erde zu vermessen und darzustellen. Für Letzteres benutzt sie Modelle (Globen, Karten). In diesem Falle ist das Original zwar vorhanden, aber nicht von einem Menschen auf einen Blick erfassbar. Die Modelle haben den Vorteil, dass sie meist anschaulich sind. Ein sehr bekanntes und recht altes Beispiel ist der Behaim-Globus von 1492. Er befindet sich im Germanischen Museum in Nürnberg. Es ist eine der frühesten Darstellung der Erde in Kugelform. Deutlich ist die um 23,4 Grad geneigte Erdachse (Schiefe der Ekliptik) zu erkennen. Die Abplattung der Pole ist nicht dargestellt, ebenso fehlen alle anderen Abweichungen des Geoids von der Kugelform. Es gibt den Beheim-Globus und andere Globen inzwischen auch in digitalisierter Form, u.a. als Abbild der Kugeloberfläche in zweidimensionaler Darstellung.


Behaim-Globus von 1492

Als krasser Gegensatz sei die Mercator-Projektion erwähnt. In ihr wird die Strecken- und Flächentreue aufgegeben zugunsten von Winkeltreue. Für den Navigator auf See ist diese Darstellung sehr nützlich. Auch dieses Modell der Erde ist konkret (also nicht abstrakt) und analog (also nicht digital). Auch daraus kann eine digitalisierte Form gewonnen werden.



Mercator-Projektion

Vergleichen wir diese Modelle mit einer modernen Weltdarstellung von Google (Google Earth), dann werden Vor- und Nachteile der reinen Digitaldarstellung offensichtlich. Der Detaillierungsgrad kann beliebig gesteigert werden, sie kann gleichzeitig an verschiedenen Orten und auf unterschiedlichen Geräten angezeigt werden, usw. Vor allem lassen sich viele neue Anwendungen denken, die von geografischen Informationen, wie eigener Aufenthaltsort oder Entfernungen zwischen Orten, Gebrauch machen. Anderseits entstehen Abhängigkeiten, die es vorher nicht gab (z.B. Stromanschluss oder Batteriekapazität).

Informatik

Die Informatik als konstruierende Wissenschaft macht ausgiebigen Gebrauch von Modellen. Jeder Entwurf eines Systems ist ein Modell des zu bauenden Systems. Das Anwendungssystem selbst kann ein Modell der Realität sein. Das gilt auch dann, wenn keine vereinfachenden Annahmen gemacht werden. Besonders viel wird von Modellen gesprochen, wenn die Anforderungen an das zu entwerfende System ermittelt und dargestellt werden.

Ein Beispiel eines nützlichen Modells ist die Darstellung eines zu entwerfenden oder  fertigen Transaktionssystems durch ein System von Warteschlangen. Hier werden nur gewisse zeitliche Abhängigkeiten besonders genau untersucht. Ist das Modell ausführbar, spricht man von einer Simulation. Anstatt der Ergebnisse, die das echte System erzeugt oder verändert, wird einzig und allein die dafür benötigte Zeit festgehalten. Sowohl die Durchschnittswerte wie die Extremwerte für die Dauer einer Transaktion sind von Interesse.

Auch die Interaktion zwischen System und Nutzer kann separat modelliert werden. Dafür wird quasi nur eine ‚grafische Fassade‘ des Systems benötigt. Die Aktionen erfolgen ohne Wirkung etwa auf den Datenbestand. Oft wird auch davon gesprochen, dass mit Modellen des Nutzers gearbeitet wird. Das ist nicht selten gefährlich und fragwürdig.

Viele Computerprogramme erreichen ihre Komplexität durch die Vielgestaltigkeit der Abläufe, die sie realisieren. Es gibt verschiedene Notationen, um einzelne Programme oder Systeme von Programmen als Abläufe zu beschreiben. Oft ist es auch sinnvoll den Ablauf von Prozessen in der Wirtschaft oder im Betrieb in einem Umfang zu beschreiben, der weit über eine einzelne geplante Anwendung hinausgeht. Solche Modelle ermöglichen es, eine ganze Familie von Anwendungen nacheinander zu planen und zu implementieren. Die Gefahr besteht, dass solche Modelle Selbstzweck werden. Jedenfalls ist es nicht leicht, sie synchron zu halten mit den Anwendungen, die bereits implementiert sind. Versuche, Objekte oder Systeme ‚abstrakt‘ darzustellen, sollen hier nicht beschrieben werden. Darauf wird später kurz eingegangen.

Physik

In der Physik gibt es eine Vielzahl von Modellen und Modellierungen. Oft ist das Original (d.h. das wovon ein Modell erstellt wird) die physikalische Realität. Das bedeutet, dass Theorien zu einem bestimmten Teilgebiet der Physik oft als Modell bezeichnet werden. Man spricht zum Beispiel von dem „Bohrschen Atommodell“ oder dem „Standardmodell der Kosmologie“ oder dem „Standardmodell der Teilchenphysik“. Man sagt auch, dass eine Theorie der Physik durch ein mathematisches Modell repräsentiert wird. Es gibt auch spezielle Modelle für bestimmte Teilgebiete der Physik. Beispielsweise zeigt das Ising-Modell wie die Phasenübergänge bei der Magnetisierung von Eisen entstehen.

In der Quantenphysik wird viel über „(lokal) kausale Modelle“ diskutiert. Der experimentelle Nachweis der Quantenverschränkung wird von vielen Quantenphysikern als Hinweis gesehen, dass es nicht möglich ist lokal kausale Modelle der Quantentheorie zu erstellen. Bei seinem Versuch ein Computermodell der Quantentheorie zu erstellen ist Hans Diel [1] zu dem Schluss gekommen, dass Widersprüche und unsaubere Formulierungen in der Quantenphysik die Erstellung von kausalen Modellen (lokal oder nicht-lokal) derzeit verhindern. Diese Ansicht wird durch die Aussage des Physikers John Bell (1928-1990) bestätigt: ‘I think that conventional formulations of quantum theory, and of quantum field theory in particular, are unprofessionally vague and ambiguous. Professional theoretical physicists ought to be able to do better.’

Es ist davon auszugehen, dass es für jedes Gebiet der Physik möglich sein sollte, ein kausales Modell zu erstellen. Die Vorhersagen des Modells dürfen auch statistisch oder nicht-deterministisch sein. Bei den traditionellen Physikgebieten (Newtonsche Mechanik, Elektrodynamik, Thermodynamik) ist die Erstellung eines kausalen Modells trivial.

Vergleich der drei Anwendungsgebiete

Die Eigenschaften der für die drei Fachgebiete erwähnten Modelle lassen sich im Vergleich darstellen. Sie haben unterschiedliche Verwendungszwecke und Nutzer.


Vergleich von Modellen

Sehr bestimmend ist in den Fachgebieten die zeitliche Ausrichtung. Darin drückt sich aus, welche Aufgaben oder Fragestellungen ein Nutzer verfolgt. Die Antworten, die anhand eines Modells gewonnen werden können, sind sehr unterschiedlich in ihrer Qualität. Wichtig ist, dass man sich der Grenzen des Modells bewusst ist. Je beschränkter ein Modell ist, und je mehr sein Eigenschaften vom Original abweichen, umso größer ist die Gefahr einer Missdeutung.

Mehr zu abstrakten Modellen

Auch in der Modellierung kommt der Begriff Abstraktion manchmal vor. Abstrakte Modelle arbeiten nicht nur mit konkreten Ingredienzen und Entitäten. In ihnen können auch abstrakte Begriffe und Elemente vorkommen. Beispiele sind Zahlen (anstatt von Ziffern), Phantome und Geister (anstatt oder zusätzlich von Lebewesen oder Naturkräften), Engel und Nymphen (anstatt oder zusätzlich von Menschen). Der Gegensatz von abstrakt ist bekanntlich konkret. Konkret setzt meist real voraus.

Der oben erwähnte Behaim-Globus wird auch oft als Behaims Erdapfel bezeichnet. Dies ist wesentlich besser als ihn als Kugel zu bezeichnen. Eine Kugel ist nämlich eine mathematische Abstraktion. Das Wort Erdapfel vermeidet jedoch die mit mathematischen Begriffen stets verbundene Idealisierung. Abstraktionen sind zwar bei Leuten mit Mathematik-Hintergrund äußerst beliebt. Für Geodäten, Ingenieure und Informatiker sind sie aber eher gefährlich (engl. considered harmful). Man sollte sie daher tunlichst vermeiden.

In einem früheren Beitrag dieses Blogs warnte der Kollege Hartmut Wedekind praktisch arbeitende Informatiker vor modell-verliebten Wirtschaftsinformatikern, die mittels leichtfertig erstellter Modelle oft Unheil anrichten. Wie bei einem Restaurant, das Huhn und Schwein gemeinsam betreiben, sind die Informatiker meist die ‚armen Schweine‘. Das Risiko wird umso größer je schöner die Werkzeuge (wie BPMN) sind, die das Modellieren unterstützen. Es ist übertrieben davon auszugehen, dass Modellräusche immer tödlich enden. Einen ordentlichen Kater hinterlassen sie doch.

Mehr zu digitalen Modellen

In Geodäsie und Kartografie lässt sich exemplarisch der Effekt der Digitalisierung zeigen. So hat Google durch die erfolgreiche Digitalisierung gewisse geodätische Modelle ungeheuer populär gemacht. Google hat folglich einer Vielzahl von Kartografen und Informatikern Arbeit verschafft; es wurden aber auch alternative Modelle aus dem Markt verdrängt. Ich bin immer wieder überrascht zu sehen, welche der von mir genutzten Anwendungen auf geografische Informationen  Bezug nehmen, die Google bereitstellt. Fast sind die Anwendungen, die es nicht tun, eine aussterbende Minderheit. Als Google durch die massenhafte Retro-Digitalisierung von Büchern und Bibliotheken einen ähnlichen epochalen Wandel einleiten wollte, wurde dies von der Verlegerseite aus gestoppt.

Referenz

1. Diel, H.: Models in physics. Zur Veröffentlichung eingereicht. 2017


Nachtrag am 21.9.2017

Die drei Beispiele dieses Beitrags sollten andeuten, wie vieldeutig der Begriff Modell ist. Täglich begegnen einem andere Bedeutungen. Hier eine kleine Auswahl: Auslaufmodell, Brillenmodell, Bezahlmodell, Datenbankmodell, Erfolgsmodell, Flugzeugmodell, Fotomodell, Metamodell, Modellbauer, Modelleisenbahn, Steuersparmodell, Vorjahresmodell, V-Modell. In dem folgenden Essay ‚Amadeus Modellperspektiven‘ benutzt Peter Hiemann drei andere Beispiele, nämlich Geschäftsmodell, Operationsmodell und IT-Systemmodell.

Amadeus  Modellperspektiven

Peter Hiemann, Grasse

9/2017

Das Airline Reservierungssystem Amadeus entstand Ende der 1980er-Jahre: Am 17. Juni 1987 unterzeichneten Air France, Iberia, SAS und die Deutsche Lufthansa in Paris Verträge zur Gründung des CRS (Computerized Reservation System)  Amadeus. Das Ziel des neugegründeten Unternehmens Amadeus war, ein international vermarktungsfähiges CRS auf europäischer Basis zu entwickeln, um die US-amerikanische Vormachtstellung zu brechen, die unter anderem durch das CRS Sabre bestimmt wurde. Am 20. April 1989 unterzeichneten IBM und Amadeus einen Vertrag zur Herstellung des Amadeus „Global Distribution Systems“ (GDS). Die erste Phase der Entwicklung dieses Systems war 1991 abgeschlossen, die erste Buchung mittels des  Amadeus GDS erfolgte am 7. Januar 1992. Das Amadeus „Global Distribution Systems“ hatte drei Modellvorstellungen zu befriedigen: das Amadeus Geschäftsmodell, das Amadeus Operationsmodell und das Amadeus IT Systemmodell.

Amadeus Geschäftsmodell

Unternehmensstrategie: Anders als das Sabre Airline Reservierungssystem, basiert die Architektur des Amadeus GDS und die Amadeus Software Development Organisation auf einem Modell, GDS-Funktionen und die Amadeus Entwicklungskapazitäten durch das Unternehmen Amadeus und Airlines gemeinsam zu nutzen. In das Amadeus GDS-System eingebundene Airlines und Reisebüros benutzen ein einheitliche Amadeus Reservierungsfunktionen. Sie können sich auf gemeinsame Prozesse, Praktiken und Daten verlassen und komplexe Synchronisationen von IT-Systemen vermeiden. Reisende profitieren von einer einheitlichen, umfassenden Sicht auf eine Reise. Durch die Modularität kann das  Amadeus GDS  eine breite Palette von Reisesektoren bedienen bzw. daran anpassen. Dieser evolutionäre Ansatz ist entscheidend, damit das Amadeus System auch zukünftige globale Anforderungen der Tourismusindustrie befriedigen kann. Amadeus ist in der Position, wesentliche Trends der Tourismusindustrie zu erkennen und ihrem GDS System Innovationen hinzuzufügen. Amadeus prägt die Funktionalität der Tourismusindustrie, indem es die Kooperation mit ihren Partnern und Kunden unterstützt. Sowohl Airlines als auch Reise Agenturen profitieren von einer gemeinsamen Perspektive hinsichtlich Investitionen und Organisation.

Umsatzquellen:  (a)  direkte Gebühren für erfolgte Transaktionen, Buchungen  (b)  Gebühren für ergänzende Funktionen einer Airline, die sich auf den  Buchungsprozess beziehen. (c)  Gebühren, um Amadeus' Kosten für Airline Services wie Anpassungen oder  'application hosting' abzudecken.

Amadeus Operationsmodell

Operationsstrategie: Amadeus 'Global  Operation' versorgt Amadeus Kunden mit Amadeus Technologie Services. Die Amadeus Research and Development (R&D) Organisation entwickelt Technologie Services und transformiert sie in Systeme, Databases und Netzwerke für Airlines, Hotels,  Airports, und Reiseagenturen. Diese Services werden von einer globalen Organisation mittels verteilter Verarbeitungszentren bereitgestellt. 'Global Operations' etabliert Standards für die Nutzung von Amadeus Services für das  gesamte von Amadeus unterstützte Environment. Diesen Standards wird sowohl innerhalb der Amadeus Organisation als auch für  'third-party suppliers.' Geltung verschafft. In den meisten Fällen testet 'Global Operations'  Anwendungen, um sicherzustellen, dass sie in  einem 'live context' funktionieren. Danach werden Anwendungen in Server Systeme, Datenspeicher und Kommunikationsnetzwerke übernommen (build process). 'Global Operations' arbeitet rund um die Uhr (24/7).

Amadeus IT-Systemmodell

Anwendungssystem-Strategie: Amadeus kooperiert mit bewährten Technologie Unternehmen, um Amadeus GDS Kapazität zu erweitern. Amadeus kooperiert mit Start-up Unternehmen, um 'niche functionalities' schnell bereitzustellen. Amadeus erhält und entwickelt seine technische Führungsposition mittels seiner  speziellen Fähigkeiten:
  1. Alle Anwendungen evolvieren, während Services kontinuierlich sichergestellt sind. Amadeus Services erfüllen extreme Anforderungen an 'high-performance' Transaktionsverarbeitung, bei zwingender System Verfügbarkeit und Sicherheit.
  2. Amadeus managt sehr großer Datenbasen bei Wahrung vollständiger Integrität hinsichtlich Transaktionsverarbeitung. 
  3. Amadeus garantiert zügige Antwortzeiten für alle Funktionen an allen Terminals, die von hunderttausenden professioneller Nutzern gleichzeitig aufgerufen werden. 
  4. Amadeus bietet einen wahrhaftigen Nachrichtenkanal, der alle Funktionen an einer Vielfalt von Geräten und unterschiedlichen Interaktionsmethoden verfügbar macht.
Initial Implementation durch IBM, System One Corporation und Amadeus: Das Amadeus 'Global Distribution System' umfasste zwei Hauptelemente: Den 'Global Core' und das 'Distribution Netzwerk'. Der 'Global Core' enthielt ein IBM TPF Produktion Subsystem Front-End-Prozessor, mehrere IBM TPF Produktion Subsystem Backend-Prozessoren, ein UNISYS Farequote System, ein IBM Development/Test/Maintenance Subsystem, ein Training Subsystem und ein Netzwerk Management Subsystem

Das Global Distribution Netzwerk umfasste eine Vielzahl von IBM Communication Controllers und High Speed Telekommunikationskanäle für die Verbindung mit Nationalen Reservierungssystemen von Air France, Lufthansa und Iberia, sowie für die Verbindung zu Netzwerken von drei Reiseagenturen. Die Amadeus Anwendungssoftware war System One Standardsoftware, die im Rahmen des Vertrags mit IBM modifiziert wurde, um dem Amadeus Geschäftsmodell zu genügen. Bestandteil des Vertrags zwischen IBM und Amadeus war die umfassende Dokumentation von Spezifikationen der System One Anwendungssoftware, der Amadeus Modifikationen der System One Software, der Amadeus System Architektur, der Amadeus System Interface Kontrolle (API), des Subsystem Design (um Kapazität Anforderungen zu genügen), des 'Communication Transport  Control Program' und Spezifikationen für 'Communication Transport  Control Program Development'. IBM verpflichtete sich zu demonstrieren, dass das TPF Produktion Subsystem 1000 Basistransaktionen per Sekunde verarbeiten kann. Diese Performance Anforderung konnte nicht mit 'moderner' IBM Systemsoftware befriedigt werden, es bedurfte der Verwendung des mehr oder weniger 'überholten' TPF Operating Systems und  'Direct Access Storage Device' Speichertechnologie. 

Entwicklungsbesonderheiten der Software

Die Entwicklung  umfassender System Software für eine Computer Hardware durchläuft Phasen: Design → Spezifizierung → Programmierung (Codierung) → Modultests → Integration →  Systemtests →  Feldtests → Release. Komponenten eines Operating Systems durchlaufen die gleichen Phasen, bis sie in ein Operating System integriert werden. Typische Beispiele für Komponenten sind ein Datensystem, ein Transaktionssystem,  eine Komponente zum Benutzen eines Netzwerks oder Programme zur Unterstützung von Eingabe/Ausgabe Geräten.

Die Entwicklung umfassender Anwendungssoftware erfordert spezielles Anwenderwissen,  wie etwa für Textverarbeitung, Computer Assisted Design, Graphik Design, Musik Komposition oder Sprachübersetzung. Der Entwicklungsprozess durchläuft die gleichen Phasen wie die Entwicklung von Operating Systems Software  Die Entwicklung eines umfassenden Anwendungssystems für ein Unternehmens, wie etwa das Amadeus Global Distribution System, erfordert das Verständnis der Strategie und Operationen eines Unternehmens hinsichtlich des Betriebs einer Entwicklungsorganisation, einer Produktionsorganisation, einer  Marketingorganisation oder Trainingseinrichtungen (transfer of technology) für Mitarbeiter des Unternehmens und  Nutzer des  Anwendungssystems. Die Freigabe einer neuen Version eines umfassenden  Anwendungssystems bedeutet nicht einfach einen Release eines getesteten Systems, sondern die Umstellung (Cut-off) auf ein neues Produktionssystem. Operationen der Nutzer der neuen Version des Systems dürfen in deren Arbeit nicht unterbrochen werden.

Amadeus wählte IBM als Vertragspartner, weil Amadeus ein existierendes Airline Reservierungssystem (Eastern Airline), das mit IBM Software funktionierte, als Basis für das Amadeus Global Distribution System auswählten. Die am Amadeus Projekt beteiligten  IBM Mitarbeiter, Vertreter eines puren Technologieunternehmens, hatte große Schwierigkeiten, die unterschiedlichen Modellvorstellungen eines anwendungsorientierten Unternehmen nachzuvollziehen. IBM Mitarbeitern (Management und Entwicklern) mangelte es an umfassenden Vorstellungen, um die Entwicklung eines umfassenden Anwendungssystems für die Operationen eines Unternehmens zügig durchzuführen. Als das IBM Team das geforderte Wissen beisammen hatte, wurde es nach Erfüllung des Amadeus Vertrags aufgelöst.  Amadeus ist heute ein sehr erfolgreiches Unternehmen. Es verdankt den Erfolg seinem  umfassenden, weitsichtigen Geschäftsmodell. Mit Amadeus kooperieren heute 709 Airlines in allen Kontinenten.

Nachtrag am 22.9.2017

Es mag am Umfang dieses Blogs oder einfach nur an meinem Gedächtnis liegen. Im Juni 2012, also vor über fünf Jahren, hatte ich das Thema Modellierung zum ersten Mal in diesem Blog behandelt. Anlass war ein Beitrag von Fisher, Harel und Henzinger in den Communications of ACM (CACM 54,10), der sich mit  Modellierung in der Biologie befasste. Wie in der Geodäsie so ist in der Biologie das Original vorgegeben. Die Korrektheit des Modells muss nachgewiesen werden bezogen auf das Original. Das gilt so lange als Biologie nicht als Ingenieurwissenschaft (engl. bio-engineering) betrieben wird. 'Dann geht es der Biologie nicht anders als der Informatik' , das war meine Schlussfolgerung.