Messung und Fortschritt

Messung, Intuition, Vertrauen, Komplexität, Teil 1

Bereits auf einer babylonischen Keilschrifttafel aus der Zeit der Hammurabi-Dynastie (1830 - 1530 v.u.Z.), findet sich eine geometrische Problemstellung mit Lösung, bei der der Satz des Pythagoras zur Berechnung von Längen verwendet wurde.

Papier aus China, Zahlen aus Indien und die Anwendung des Buchdrucks haben in Europa seit dem Wirken von Kopernikus, Bacon, Galilei und vielen anderen ein Wissenschaftssystem hervorgebracht, das die Natur durch die Kombination von Beobachtung, Messung, Experiment und mathematischer Analyse zu erforschen unternimmt. Das Bild, das sich die Menschheit von der Welt macht und was sie in ihr unternehmen kann, hat sich auf bis heute erstaunliche Weise erweitert und verändert.

Quelle: C:\fakepath\Zunahme_der_Zahl_bedeutender_Naturforscher.jpg
Die Zahl bedeutender Naturforscher nahm ab 1500 stetig zu, aber um 1700 vorübergehend ab.

Die Messinstrumente werden nach wie vor immer genauer und komplexer, der verfügbare Bestand an Messdaten steigt stetig an, ein "Naturgesetz" nach dem anderen wird gefunden, bewiesen und angewendet.

Unvollständige Messdaten und Wahrscheinlichkeiten

Das wohl wichtigste Ereignis des 20. Jahrhunderts für unsere Vorstellung von der Welt war die Entdeckung, dass das Universum entweder doch nicht kausal determiniert ist oder wenigstens, dass wir die kausale Determination auf der Ebene der Elementarphysik nicht wahrnehmen können.

Begonnen hatte es mit der Statistik in der Mechanik schon früher, mit James Maxwell und Ludwig Boltzmann.

Die zuerst von Werner Heisenberg formulierte Unschärferelation ist eine Erkenntnis der Quantenmechanik, nämlich, dass zwei komplementäre Eigenschaften eines Teilchens nicht gleichzeitig beliebig genau bestimmbar sind. Das bekannteste Beispiel für ein Paar solcher Eigenschaften sind Ort und Impuls.

Die Unschärferelation ist nicht die Folge von vorläufigen und überwindbaren Unzulänglichkeiten der Messinstrumente sondern prinzipieller Natur. Die Messung des Impulses eines Teilchens ist zwangsläufig mit einer Störung seines Ortes verbunden, und umgekehrt. Wir wissen seitdem auch mit Gewissheit, dass es keine wirkungslose, passive Beobachtung und keinen außerhalb des beobachteten Systems befindlichen Beobachter gibt.

Quelle: C:\fakepath\Aufenthaltswahrsch-Elektron.png
Grafische Darstellung der Wahrscheinlichkeitsdichten der Orbitale der ersten und zweiten Elektronenschale als Punktwolken.

Man nicht mehr sagen, dass ein Elektron da oder dort auf einer Bahn um den Atomkern ist. Den Aufenthaltsort eines Elektrons beschreibt man durch ein Set von Aufenthaltswahrscheinlichkeiten. Und damit muss nicht nur die Wissenschaft sondern auch die Technik auskommen. Das ist, wenn auch viel genauer, doch nicht so grundlegend verschieden von den Wahrscheinlichkeitsaussagen, die man dafür machen kann, wieviele Leute zu einer Wahl gehen werden oder wieviele Menschen am Wahltag bei der Wahlberichterstattung zusehen.

Zählen, Klassifizieren, Normieren

Schon in der Antike versuchten Staaten wie das chinesische und das römische Reich, zum Zweck der Steuer-Erhebung und der Truppen-Aushebung ihre Bevölkerung zu zählen und zu klassifizieren. Seit dem Beginn des modernen Staatswesens in der frühen Neuzeit, wurden die Zähl- und Klassifikationsmethoden immer weiter verbessert. Bürgerliche Revolutionen in England, Frankreich und den Vereinigten Staaten von Amerika und die damit einhergehende industrielle Maschinenrevolution beschleunigten die Zählaktivitäten der Staaten noch einmal.

Die Verfassung der Vereinigten Staaten verlangte gleich zu Beginn alle 10 Jahre eine Volkszählung. Während bei der ersten Durchführung 1790 jedem Haushalt vier Fragen gestellt wurden, waren es bei der 10. Durchführung bereits mehr als 13.000 auf verschiedene Fragebögen verteilte Fragen zu Menschen, Unternehmen, landwirtschaftliche Betriebe, Spitäler, Kirchen usw.

1884 reichte Herman Hollerith ein Patent für Zähl-, Sortier- und Rechenmaschinen auf der Basis der in der Textilindustrie eingesetzten Lochkarte unter dem dem Titel "Art of Compiling Statistics" ein. 1889 wurde ihm das Patent erteilt.

1890 wurden erstmals in Österreich und den Vereinigten Staaten Volkszählungsdaten auf Lochkarten übertragen und mit von Hollerith gebauten elektrischen Zählmaschinen aufgearbeitet. Aus seiner Firma Tabulating Machine Company wurde nach der Verschmelzung mit 3 anderen Unternehmen 1911 die Computing-Tabulating-Recording Company und 1924 IBM, das Unternehmen, das die ersten 50 Jahre der electronischen Computer-Revolution dominierte.

Quelle: C:\fakepath\cardpuncher.jpg
Hollerith Lochkarten-Puncher im United States Census Bureau

Die Sozialwissenschaft wollte nicht hinter der Naturwissenschaft zurückstehen. Dafür musste quantifiziert, gemessen und gerechnet werden. Für die Bestimmung sozialwissenschaftlicher "Gesetze" werden Einzelpersonen und Gruppen beobachtet, die Beobachtungsdaten mit öffentlichen Zensus-Daten kombiniert und die Ergebnisse in Wahrscheinlichkeiten ausgedrückt. Neue Methoden erzeugen auch neue Denkmuster, z.B. die Vorstellung von Normalität und Abweichung von Lebewesen, die sich seit der 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts immer mehr etabliert hat.

Das entsprechende Wissen vom Menschen und seinen Gesellschaften hörte auf, philosophisch spekulativ zu sein und wurde statistisch. Die von den Denkern der Aufklärung ganz verschieden aufgefasste aber von allen vorausgesetzte "menschliche Natur" wurde durch ein Bündel von statistisch ermittelten "Eigenschaften" einer Mehrheit von "normalen" Menschen ersetzt.

Seit in den 20er-Jahren die Quantenphysik akzeptieren musste, dass auch die Physik nur mehr mit statistischen Methoden und Aussagen weiterkommen würde, sollte klar geworden sein, dass beide Entwicklungen Hand in Hand gehen und zusammen das Erfassen der und das Handeln in der Welt nachhaltig revolutioniert haben.

Messen, Steuern, Verbessern

Mittels Messung versucht man heutzutage in einer immer weiter anwachsenden Menge von Bereichen die allzuoft in die Irre führende direkte Intuition zu ersetzen. Verhältnisse, denen nicht man nicht blind vertrauen kann, sowie komplexe Systeme ganz allgemein sollen mittels hoffentlich intuitiv erfassbarer, prüfbarer und praktisch verrechenbarer Metriken besser versteh- und handhabbarer werden.

Das Internet und vor allem die mit ihm verbundenen sichtbaren und unsichtbaren Geräte sind auf eine kaum mehr vorstellbare Art mit Messimpuls-Generatoren und Sensoren ausgerüstet. Und das in einer Quantität und Qualität, so, dass denjenigenen, die es wissen und zu verstehen versuchen, nicht selten unheimlich zumute wird.

Auf den ersten Blick sieht diese Entwicklung manchmal geradezu absurd aus. Wir vergessen dabei aber allzu leicht, dass das umfassende Messen nicht erst mit dem Internet seinen Siegeszug angetreten hat. Wir sollten auch nicht übersehen, welche Erfolge die Strategie der Verwendung von und Orientierung an nachvollziehbaren Metriken seit der Antike und ganz besonders seit der wissenschaftlichen Revolution des 16. Jahrhunderts für die Menschheit gebracht hat. Diese Erfolgsgeschichte und die daraus erwachsenden Hoffnungen stellen nach wie vor einen außerordentlich starken Entwicklungsmotor dar.

Auf der anderen Seite weiß man inzwischen allzu gut, dass Messen und Regeln auch verdunkeln, fehllleiten, stören und sogar zerstören können. Das Messen hat wie das Zählen und Rechnen prinzipielle Grenzen, die es in und aus sich nicht überwinden kann. Wenn man es unsorgfältig oder mit der falschen Absicht anwendet, führt es zu Problemen und Fehlentwicklungen, die im schlimmsten Fall tragisch sein können.

Manager müssen messen

Messen hat auch in Bereichen des menschlichen Lebens eine Bedeutung gewonnen, in denen seine Anwendung in der Vergangenheit schwer vorstellbar gewesen wäre. Die meisten Systeme, die Menschen benutzen oder bedienen, werden um quantifizierbare Eigenschaften herum gebaut. Sensoren, Computer und Software erlauben uns inzwischen, Dinge und Verhältnisse zu quantifizieren, die früher entweder ignoriert oder ganz anders betrachtet und betrieben wurden.

Ein häufig genanntes Zitat von Peter Drucker lautet "If you can’t measure it, you can’t manage it." Herr Drucker das zwar weder gesagt noch geschrieben, aber so funktioniert die Weitergabe vom Lehrer zum Schüler zur Allgemeinheit nun einmal. Nachdem Alfred Sinowatz in seiner Regierungserklärung "Ich weiß, das klingt alles sehr kompliziert ..." gesagt hatte, wurde medial sehr schnell "Alles ist sehr kompliziert ..." daraus und so wird es bis heute fast immer kolportiert.

"If you can’t measure it, you can’t manage it" reduziert einen komplexen Sachverhalt auf einen leicht wiederholbaren Merksatz, der rund um die Welt in Wirtschaftsuniversitäten sich abertausende Male weitergegeben wurde. Die zugrunde liegende Vereinfachung hat, wie bei vielen berühmten Zitaten, gute und noch mehr schlechte Auswirkungen.

Was Drucker, z.B. in "Management: Tasks, Responsibilities, Practices" wirklich schrieb, ist "Work implies not only that somebody is supposed to do the job, but also accountability, a deadline and, finally, the measurement of results —that is, feedback from results on the work and on the planning process itself."

Ein gescheiter Mensch wie Drucker wusste aber auch genau, dass es eine Menge ganz entscheidende Dinge gibt, die anders funktionieren. Einem gewissen Bob Buford, Chef einer Kabel-TV-Gesellschaft sagte Drucker 1990 folgendes: "Your first role is the personal one. It is the relationship with people, the development of mutual confidence, the identification of people, the creation of a community. This is something only you can do. It cannot be measured or easily defined. But it is not only a key function. It is one only you can perform."

Metriken für die Wirtschaft

Metriken sind in der Wirtschaft populär, weil sie es erlauben, einfache und effiziente Regeln aufzustellen. Gerade das TV-Geschäft ist ein sehr gutes Beispiel dafür. Systeme entwickeln sich nicht zuletzt durch Anreize. Gute Metriken helfen dabei, Regeln aufzustellen, die Impulse für Verbesserung schaffen. Im Sport war das schon, seit er in der Antike erstmals beschrieben wurde, immer so.

Man denkt selten daran, aber die meisten Systeme reagieren auf sichtbare und unsichtbare Regeln, Strukturen und Impulse. Moderne Systeme zu managen, ob sie nun technisch, sozial, politisch, militärisch oder bürokratisch sind, hängt in einem beträchtlichen Maß davon ab, wie gut man Entstehung und Verwendung sowie die positiven und negativen Effekte der inzwischen allgegenwärtigen Quantifizierungen versteht.

Probleme mit Metrik und Zielen

Menschen, die sich schon mit den Stolperfallen des Messens beschäftigt haben, bringen gerne ein weiteres aphoristisches Zitat dazu, das unter dem Namen Goodhart's Law bekannt geworden ist: "When a measure becomes a target, it ceases to be a good measure." Auch das ist, wie sollte es anders sein, sehr vereinfacht. Was Charles Goodhart 1975 wirklich schrieb, ist: Any observed statistical regularity will tend to collapse once pressure is placed upon it for control purposes.

Eine andere Formulierung lautete: "As soon as the government attempts to regulate any particular set of financial assets, these become unreliable as indicators of economic trends." Jón Danielsson formuliert dazu eine aufschlussreiche Verallgemeinerung: "A risk model breaks down when used for regulatory purposes."

Wenn man einen Prozess, eine Entwicklung oder ein System managen will, hat das eben Gesagte weitreichende Konsequenzen, die wahrscheinlich tiefer gehen, als es auf den ersten Blick erscheinen mag. Es hilft, sich Beispiele für grundlegendes Versagen von Messungen vor Augen zu führen, um zu verstehen, warum das, was Mr. Goodhart ausdrücken wollte, so wichtig ist. Es hilft auch, die Verhältnisse zu betrachten, die durch das Messen ersetzt aber dennoch innerhalb und außerhalb von Mess- und Regelsystem gebraucht werden: Intuition, Vertrauen und das (oft mangelnde) Verständnis komplexer Systeme.

Für alle Ersetzungen intuitiver und erfahrungsbasierter Wahrnehmung durch Modell und Messung gibt es gute Gründe, aber alle neuen Metriken schaffen auch neue Fallen. Wenn Messungen kompetentes Urteilsvermögen ersetzen, steckt oft eine Absicht dahinter. Sie können als Speerspitze für erwünschte, aber nicht notwendig richtige Veränderungen eingesetzt werden. Sie können auch so lange als Schild gegen jede Veränderung dienen, bis nicht nur das Messsystem sondern auch das gemessene System zusammenbricht.

In jedem Fall ist das Messen auch oft eine Ausrede, sich nicht der unaufgeräumten, anstrengenden, vielleicht keinen Sinn ergebenden und niemals endenden Auseinandersetzung mit dem menschlichen Leben, der Gesellschaft und den komplexen Interaktionen darin stellen zu müssen.

Und wenn Mess- und Regelsysteme ausfallen oder fehlerhaft sind, sind wir sicherlich gut beraten, wenn wir noch das Einschätzen und Handeln auf der Basis von Erfahrung und Intuition beherrschen.

Mehr aus der Serie "Messung, Intuition, Vertrauen, Komplexität"

 
last updated: 25.02.17 16:26
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Gegeben, und die Liste der Helfershelfer, Steigbügelhalter und Wasserträger ist lang und vor Herrn Potiorek hätte dann noch einer unserer historisch verbürgten Lieblingshelden erwähnt gehört,....
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