Denkfehler revisited oder: Die heiße Jagd auf die kalte Fusion

6. Dezember 2009 von Ulrich Frey in Allgemein

Im Lichte der heutigen überwiegend klimaschädlichen Erzeugung von Energie ist es interessant, einmal in der neueren Wissenschaftsgeschichte zu Lösungen – und falschen Versprechungen – zu diesem Thema zu kramen.

Und da wird man schnell fündig. Vor ziemlich genau 20 Jahren berichteten die Chemiker Pons und Fleischmann von einer gelungenen kalten Fusion. Dieses angebliche Ergebnis versprach unbegrenzte saubere Energie; alle Energieprobleme wären gelöst! Leider waren sie Betrüger. Das galt aber nicht für alle diejenigen Institute, die bereits an den  folgenden Tagen die erfolgreiche Wiederholung der Ergebnisse meldeten. Die Welt der Physik verfiel in hysterische Aufregung, was sich erst ein Jahr später legen sollte.

Diese Gruppe habe ich mir etwas genauer angesehen, weil sie für einen Fehlerforscher wie mich besonders interessant sind. Sie bestand aus zahlreichen Wissenschaftlern, die fast alle zur internationalen Elite gehörten und die die Experimente und Ergebnisse der kalten Fusion zunächst positiv bestätigen konnten. Sie waren keine Betrüger (wie Pons und Fleischmann), sondern handelten nachweislich in gutem Glauben. Der Fall dieser Massenirrtümer ist hervorragend dokumentiert (Literatur siehe Ende des Artikels) und weist eine große Anzahl Personen in vielen verschiedenen Laboratorien auf, die unabhängig voneinander die gleichen Verhaltensweisen und Fehler zeigten.

Als Fragen, auch 20 Jahre danach, bleiben: Warum konnten hunderte Wissenschaftler aus der ganzen Welt die Experimente zunächst exakt „reproduzieren“, nach Aufkommen von Kritik aber nicht mehr? Warum übersahen sie Fehler, die ihnen Wochen später ins Auge sprangen? Warum vergaßen viele führende Wissenschaftler die einfachsten Kontrollversuche und führten ihre Experimente derart schlampig durch, dass, wie ein Physiker meinte, Vordiplomstudenten dafür eine Sechs erhalten hätten?

Einige Beispiele gefällig?
Kontrollexperimente waren in keinem dieser Laboratorien vorgesehen – was z. B. mit ordinärem Wasser extrem einfach möglich gewesen wäre und was ein Nobelpreisträger auch vorgeschlagen hatte. Statistische Absicherung war ebenfalls kein Thema. Erst als die Kritik immer lauter wurde, ordnete einer von ihnen, Martin, schließlich Kontrollen an:

„We did the control experiments after the press conference. This was the kind of basic stuff you try to teach freshmen. And, oh yeah, everything created excess heat.“ (Martin in Taubes 1993, S. 197)

Noch bemerkenswerter war die Schlampigkeit dieser Top-Laboratorien. Messfühler werden nicht abgeschirmt und Messungenauigkeiten werden als Beleg für die kalte Fusion genommen. Die Genauigkeit einiger Ausschläge gab einer der Forscher (Appleby), was in diesem Fall unmöglich war, auf drei Dezimalstellen an. Ebenso absurd war die Begründung: Seine Assistenten hätten eben gute Augen!
Hier zeigen sich bestimmte Denkmuster, wie verfälschende Erwartungshaltung und vor allem fehlendes Bemühen um Falsifikation. Diese fehlerhaften Denkmuster reihen sich nahtlos neben denjenigen ein, die ich bereits in Denkdefekte und Fehler in der Wissenschaft angesprochen habe.
So ist der vor allem der Umgang mit negativen oder widersprechenden Resultaten sehr aufschlussreich. Eine Untersuchungskommission sprach einen Assistenten auf negative Ergebnisse an:

„About these Professor Bockris did not wish to know, for it was only positive results that concerned him.“ (Velev in Gratzer 2000, S. 129)

Aber es gab sie; Velev hatte ganze Schubladen voll!

„When his cells appeared to produce less heat than they should, these were considered mistakes and stashed in a drawer. When the cells appeared to produce excess heat, this was considered evidence of fusion.“ (Taubes 1993, S. 322)

Ich interpretiere die fehlenden Kontrollen, die Schlampigkeit und den Umgang mit Widerlegungen als die Auswirkungen von bestimmten dominanten Denkmustern, die man Bestätigungstendenzen, Beharren auf Überzeugungen, verfälschender Erwartungshaltung und Ignorieren widersprechender Belege nennen kann.

Wie kann man nun diese Befunde erklären?
Es liegen leider keine ausgearbeiteten historischen oder soziologischen Erklärungen der Gründe  vor, noch viel weniger der Mechanismen. Paradigmatische Erklärungen scheiden a priori aus, weil es bis dato noch gar kein Forschungsfeld der kalten Fusion gab.
Eine überzeugende Erklärung für solch grobe Fehler und Nachlässigkeiten liefert meiner Meinung nach eine evolutionäre Interpretation. Wenn eine bestimmte Hypothese (egal welche, sie muss nur attraktiv genug sein) einmal aufgestellt ist und dadurch eine Erwartungshaltung besteht, dann verteidigt und immunisiert man sie auch. Das kann viele unmittelbare Gründe haben, letztlich steht aber ein biologischer Zweck dahinter (z. B. die Hypothese: Rote Pflanzen sind giftig). Solche Schutzmechanismen sind sinnvoll, denn sie erfüllen ihren Zweck in ganz bestimmten Umweltkontexten, wenn und weil sie die Handlungsfähigkeit trotz Falsifikation erhalten. In der Wissenschaft jedoch führen sie zu den beschriebenen Problemen und Fehlern.

Na dann - bis zum nächsten Fehler!

Empfehlenswerte Literatur zum Thema:
Gratzer, W. (2000): The Undergrowth of Science: Delusion, Self-deception, and Human Frailty. Oxford: Oxford University Press.
Huizenga, J. R. (1994): Kalte Kernfusion: Das Wunder, das nie stattfand. Braunschweig: Vieweg.
Taubes, G. (1993): Bad Science: The Short Life and Weird Times of Cold Fusion. New York: Random House.

 


14 Kommentare zu “Denkfehler revisited oder: Die heiße Jagd auf die kalte Fusion”

  1. KRichard Antworten | Permalink

    Spott

    Lesen sie mal meine Beiträge bei ´brainlogs´, christian Hoppe > Wirklichkeit > zum Thema ´Nahtod-Erlebnisse´.
    Diese wurden von Anfang an systematisch falsch beurteilt. Und bis jetzt erfolgte keine Korrektur.
    Das ist zwar keine Physik - aber eine Krähe hackt der anderen kein Auge aus - deshalb wird das Thema weiter ignoriert obwohl es dabei um das Gehirn geht. Man sollte meinen, dies wäre ein wichtiger Körperteil. :-)

  2. Unwichtig Antworten | Permalink

    Absurd

    Da merkt man sofort, dass der Verfasser dieses Beitrages sich keinesfalls die Mühe gemacht hat, mit den heutigen Forschern zu sprechen. Seine Aussagen basieren auf schlampige Artikeln im Internet oder uralte Büchern. U. F. sollte sich lieber mit der Philosophie beschäftigen, denn die liegt ihm näher als die Technik.

  3. Ulrich Frey Antworten | Permalink

    Absurd - ist die kalte Fusion tatsächlic

    Lieber Kommentator "Absurd",

    wissenschaftlich ist dieser Kommentar nicht - keine Belege, keine Begründung, nichts - nur ein vager Verweis auf "heutige Forschung"...
    Die heutige Forschung zur kalten Fusion, und das ist mir durchaus bewusst und bekannt, ist leider immer noch vorhanden und wird mit viel Geld gefördert, das besser anderen Projekten zu Gute kommen sollte.
    Es ist leider physikalisch nicht möglich, unter den bisherigen Bedingungen kalte Fusion zu erzielen - da bedarf es "dreier Wunder der Kernphysik" (Huizenga).

    Und schlampig recherchiert ist das auch nicht - dafür stehen Namen wie Huizenga (Vorsitzender der Untersuchungskommission), Taubes und Gratzer (der sich mit Betrug in der Wissenschaft auseinandergesetzt hat).

    Bitte also in Zukunft etwas qualifiziertere Kommentare!

  4. Michael Khan Antworten | Permalink

    Betrüger?

    Ist es wirklich so klar, dass Pons und Fleischmann "Betrüger" waren? Immerhin haben sie, und auch andere, ja noch Jahre nach dem Fiasko weiter - ergebnislos - an dieser Sache weitergeforscht.

    Allen mir vorliegenden Berichten über die Geschichte zeichnen doch eher ein differenzierteres Bild, nach dem sich die betreffenden Herrn und ihr Institut sich hinreißen lassen, notwendige Überprüfungen nicht abzuwarten und verfrüht zu publizieren.

    Ich glaube, hier machen Sie es sich etwas zu einfach - der vorliegende Fall scheint mir doch deutlich anders gelagert zu sein als eindeutige Fälle des wissenschaftlichen Betrugs wie der hier:

    http://de.wikipedia.org/.../Jan_Hendrik_Sch%C3%B6n

    Mit kategorischen Meinungsäußerungen über die angebliche Sinnlosigkeit der Foerderung dieses speziellen Zweigs der Wissenschaft sollte man sich zurückhalten, solange man sich nicht ganz sicher ist, dass man auch über ausreichendes naturwissenschaftliches Rüstzeug verfügt, um dies beurteilen zu koennen.

  5. Ulrich Frey Antworten | Permalink

    Kommentar "Betrüger"

    An den Kommentaren merke ich schon, dass die Idee der kalten Fusion immer noch eine extrem hohe Attraktivität besitzt.
    Ich finde die Idee auch bestechend - aber leider ist sie grundfalsch, und so ehrlich muss man dann doch sein, dies anzuerkennen.
    Von daher wird dies (höchstwahrscheinlich) mein letzter Kommentar sein, klar zu stellen, dass kalte Fusion so nicht funktionieren kann.

    Die genannten Quellen sind - vor allem Huizenga - absolut zuverlässig, und von daher finde ich auch die Mutmaßungen, mein Hintergrund reiche nicht aus, dies zu beurteilen, fehl am Platze.

    Weitere (wissenschaftliche!) Details finden sich übrigens in meiner Dissertation "Der blinde Fleck".

  6. Michael Khan Antworten | Permalink

    @Attraktivität

    Die "Attraktivität" der kalten Fusion steht nicht zur Debatte. Die Machbarkeit der "kalten Fusion" steht nicht zur Debatte (dazu würde ich wahrscheinlich allerdings nicht unbedingt die Expertise eines Soziologen einholen).

    Seltsam, dass unterstellt wird, es ginge den Kommentatoren darum. Nein, Herr Dr. Frey, das ist nicht das Thema, sondern in meinem Fall geht es darum, dass ich anrege, dass Sie mit Ihren kategorischen Urteilen etwas vorsichtiger sein sollten, wenn sich die Themenkreise außerhalb Ihrer Kernkompetenz befinden.

    Auch steht nicht zur Debatte, dass das Verhalten von Pons und Fleischmann nicht in Ordnung und auch nicht geprägt von der gebührenden wissenschaftlichen Vorsicht war.

    Es steht allerdings sehr wohl zur Debatte, ob dieses Verhalten auch die Bezeichnung "Betrüger" rechtfertigt. Das wird im Artikel einfach mehrfach behauptet - wie Herr Dr. Frey zu dieser Einschätzung kommt, ergibt sich nicht.

  7. Alf Köhn Antworten | Permalink

    das alte Lied...

    ... bzw. Leid mit der Kalten Fusion. Bei öffentlichen Führungen/Besuchen bei uns am Institut taucht diese Frage auch gelegentlich noch auf.

    In dem Bericht schreiben Sie, dass immer noch an kalter Fusion geforscht werden würde, auf meinen Konferenzen ist mir bisher noch kein Beitrag dazu untergekommen. Können Sie da konkret ein paar Forschungsgruppen benennen?

  8. Michael Khan Antworten | Permalink

    Weitere Forschung

    Der Wikipedia-Artikel zum Thema umreißt, was seit 1990 in diesem Gebiet geschehen ist:

    http://en.wikipedia.org/...on#Further_developments

    Nicht sehr viel, anscheinend, und auch nichts, was bisher durchschlagende Erfolge gezeigt hätte. Auch sind die Betreffenden bemüht, die Worte "kalt" und "Fusion" nicht zu dicht zusammenzustellen.

  9. Ulrich Frey Antworten | Permalink

    Betrüger oder nicht?

    Zunächst einmal vielen Dank für den Link!
    Der Versuch, der das meiste Medienecho fand, war wohl "Low Energie Nuclear Reactions" auf der American Chemical Society in Salt Lake City, 2009 um Pamela Mosier-Boss.

    @Michael Khan:
    Der Bitte um Fakten komme ich natürlich gerne nach!
    Warum bin ich mir so sicher, dass P & F Betrüger waren?

    1.Ihrem vorläufigen (!) achtseitigen Artikel folgte nie ein vollständiger Artikel, sondern zwei (!) Seiten Errata.

    2. Über die Nicht-Reproduzierbarkeit, ja Unwissenschaftlichkeit des Artikels herrschte Einigkeit. So war ein Effekt um etwa acht (!) Größenordnungen zu groß.

    3. Es gab Manipulationen an den Daten (den peaks).

    4. Eine zweite Publikation wurde wegen technischer Mängel abgelehnt.

    5. Replikationsversuche in ihrem Labor wurden abgeblockt, gegen Kritik und Skepsis wurde immunisiert.

    6. Als eine Kommission Pons und Fleischmann überprüfte, konnten sie keine einzige funktionierende Fusionseinheit vorweisen, angeblich, weil es einen Blitzeinschlag gegeben hatte.

  10. Michael Khan Antworten | Permalink

    So einfach kann es nicht sein.

    >1.Ihrem vorläufigen (!) achtseitigen
    >Artikel folgte nie ein vollständiger
    >Artikel, sondern zwei (!) Seiten
    >Errata.

    Logisch. Das erste Paper war ja auch Mist.

    >2. Über die Nicht-Reproduzierbarkeit,
    >ja Unwissenschaftlichkeit des Artikels
    >herrschte Einigkeit. So war ein Effekt
    >um etwa acht (!) Größenordnungen zu
    >groß.

    Richtig, aber das belegt keinen Betrug. Nicht alle Messergebnisse sind immer eindeutig. Wenn sie es nicht sind, dann obliegt dem (Natur-)Wissenschaftler besondere Sorgfaltspflicht. Es wären dann weitere Messreihen oder unabhängige Überprüfungen fällig. So unterscheidet man, ob da wirklich etwas ist, oder ob man nur etwas in Messungenauigkeiten hineininterpretiert, wobei Wunschdenken natürlich einen starken katalytischen Effekt hat.

    Hier sind halt Menschen am Werk, die mit menschlichen, allzu menschlichen Schwächen, Fehlern und Eitelkeiten behaftet sind.

    >3. Es gab Manipulationen an den Daten
    >(den peaks).

    Das hier würde, wenn es belegt werden kann, den Tatbestand des Betrugs erfüllen. Allerdings gibt es auch hier noch deutliche Grauzonen, weil Rohdaten in der Regel eine Nachberbeitung erfahren müssen, etwa um bekannte systematische Fehlerquellen zu entfernen. Die Frage ist immer, wo die notwendige Nachbearbeitung aufhoert und die Manipulation anfängt.

    >4. Eine zweite Publikation wurde wegen
    >technischer Mängel abgelehnt.

    Wenn jeder, dem das schon passiert ist, ein Betrüger ist, dann wimmelt der Naturwissenschaftsbetrieb vor Betrügern.

    >5. Replikationsversuche in ihrem Labor
    >wurden abgeblockt, gegen Kritik und
    >Skepsis wurde immunisiert.

    Das klingt aber arg vage und anekdotisch.

    >6. Als eine Kommission Pons und
    >Fleischmann überprüfte, konnten sie
    >keine einzige funktionierende
    >Fusionseinheit vorweisen, angeblich,
    >weil es einen Blitzeinschlag gegeben
    >hatte.

    Anekdotisch und wenig eindeutig.

    Nochmals: Ich sehe hier deutliche Unterschiede zu eindeutigen Betrugsfällen wie dem von Jan-Hendrik Schoen.

    Und ich kann mir auch nicht vorstellen, dass es wirklich so einfach gewesen sein soll, und dass alles nur auf kriminelle Energie zurückgeführt werden kann.

    Man stelle sich einmal die Frage: cui bono? Was hätten denn Wissenschaftler davon gehabt, wenn sie in einer solchen Sache in rein betrügerischer Absicht Daten fälschen und publizieren? Es liegt doch auf der Hand, gerade bei so einer Entdeckung, dass das sehr bald auffliegt und dass die Urheber dann mit dem Ende ihrer Karriere rechnen koennen und zu Parias werden.

    Die Wirklichkeit wird wohl deutlich komplizierter sein:

    Welchen Einfluss hatten die Art, wie der Naturwissenschaftsbetrieb organisiert ist und wie Forschungsmittel vergeben werden, und der Konkurrenzdruck unter an gleichen Projekten forschenden Naturwissenschaftlern auf die Sorgfalt, die sich Naturwissenschaftler in der Ausarbeitung auferlegen?

    Welcher Druck wurde von dem Institut ausgeübt, bei dem die Wissenschaftler angestellt waren, um sicherzustellen, dass Ruhm (und Mittel) bei dem institut landen, und nicht bei der Konkurrenz?

    Das sind enige der wirklichen Fragen - ich denke nicht, dass man mit einem "Das waren einfach Betrüger, interessant ist allein, wie es danach weiterging"-Ansatz der Sache gerecht wird.

  11. Ulrich Frey Antworten | Permalink

    Einfach ist es nie...

    Natürlich ist es komplizierter und natürlich ist vieles hier verkürzt wiedergegeben, es handelt es sich ja um einen Blog, nicht um einen Journal article.
    Das liegt auch daran, dass mich, "Betrug" nicht wirklich interessiert als Wissenschaftstheoretiker, mich interessieren die "Fehler". Deshalb der knappe Verweis auf P + F als Betrüger.
    Mich interessieren anscheinend also andere "wirkliche" Fragen - was ja völlig normal ist, sonst würden wir alle am selben Thema forschen.

    Die "Anekdoten" können bei Bedarf gerne nachgelesen werden, bei dem (besser als ich qualifizierten) Herrn Dr. Dr. Huizenga (Chemiker und Physiker), der diese "Anekdoten" als Augenzeugenberichte und recherchierte Fakten ausweist.

  12. Michael Khan Antworten | Permalink

    Abgrenzbarkeit

    Ausgangsproblem: In Folge von Nicht-Einhaltung der etablierten wissenschaftlichen Vorgehensweise wird unter großem Tamtam ein Paper mit falschem Inhalt veroeffentlicht.

    Folgeproblem: Trotz vorgeblicher Überprüfung wird das Ausgrangsproblem nicht sogleich als solches erkannt.

    Der Punkt ist, nach meinem bescheidenen Dafürhalten: Ich bin nicht der Auffassung, dass sich die Phänomene, die zum Ausgangsproblem führten, von denen trennen lassen, die zum Folgeproblem führten.

    Die Genese des Ausgangsproblems ausschließlich wissentlich durchgeführtem Betrug zuzuordnen, ist nicht plausibel und greift wahrscheinlich zu kurz. Es war ein ganzer Cocktail an Faktoren am Werk.

    Und einige der Faktoren, u.a. übertriebener Respekt vor angesehenen Fachpublikationen und denen, deren Arbeit darin abgedruckt wird, Druck von außen und vor allem aber wohl schlampige Arbeit und die unterschwellige Erwartung, in den Experimenten auf jeden Fall einen wirklichen wissenschaftlichen Durchbruch zu finden, haben auch bei dem Folgeproblem ganze Arbeit geleistet.

    Wenn man Pons und Fleischmann gleich von vorneherein einfach als Betrüger abtut, macht es sich zu einfach und versteht am Ende auch das Folgeproblem gar nicht.

    Die ganze Situation ist offenbar entstanden, weil von den Beteiligten nicht ausreichend Aufwand in die Analyse gesteckt wurde und man schon im Vorfeld gewichtige Annahmen traf, die man dann ungeprüft für gegeben voraussetzte.

    Man sollte bei der Betrachtung des Problems im Rückblick nicht genau diesen Fehler wiederholen.

  13. Michael Blume Antworten | Permalink

    @ Michael Khan & Ulrich Frey

    Ich möchte mich in Eure Diskussion jetzt gar nicht so arg einmischen, sondern nur darauf hinweisen, dass im Buch "Fallstricke" m.E. genau diese Dynamik aus (teilweise unbewussten) Vorannahmen und folgenden Fehlerpfaden aufgezeigt wird, was ja etwas ganz Anderes ist als ein vorgeplanter "Betrug" im strafrechtlichen Sinne. Insofern liegen die Positionen wohl nicht so weit auseinander, wie es im (notwendig kurzen) Blogbeitrag scheint.

    Im Übrigen finde ich es gut und wichtig, dass zwischen Natur-, Kultur- und Geisteswissenschaftlern ein wechselseitiger Dialog besteht. Ich hielte z.B. nichts davon, den Kolleginnen und Kollegen aus den Naturwissenschaften zu unterstellen, sie hätten von vornherein nichts zu Themen wie Musik oder Religion zu sagen. Erkenntnisfortschritte sind m.E. nur möglich, wenn sich die einzelnen Fachperspektiven ergänzen.

  14. Michael Blume Antworten | Permalink

    @ Ulrich: Dein Buch

    Lieber Ulrich,

    eigentlich wollte ich hier nur vorbeischneien, um Dir zu schreiben, dass ich Dein Buch für sehr gelungen halte (obwohl Religionswissenschaft gar nicht darin vorkommt! ;-) ) und es auf meiner persönlichen Darwinjahr-Bücherrückschau auf Platz 1 gesetzt habe.
    http://www.chronologs.de/...b-cherfunde-in-deutsch

    Dir und Deinem Mitautor weiterhin alles Gute - ich hoffe, es gibt bald noch mehr von Euch zu lesen!

    Herzliche Grüße, schönen Advent!

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