Tanz der Wissenschaften

Kategorie: Naturwissenschaften·ScienceBlogs Kategorien  ·  Kommentare: 2

Eine ganz ungewohnte Form der Visualisierung wissenschaftlicher Informationen ist der Tanz. Dieser Schieflage will die American Association for the Advancement of DanceScience abhelfen und lobt jährlich einen Preis für die besten getanzten Abschlussarbeiten aus. Dieses Jahr ist sogar eine an einer deutschen Universität entstandene Abschlussarbeit unter den Gewinnern: Miriam Sach (Uni Düsseldorf) mit ihrem Tanz zu "Cerebral activation patterns induced by inflection of regular and irregular verbs with positron emission tomography. A comparison between single subject and group analysis":

Aber auch die anderen Preisträger sind spektakulär. Vielleicht sollte sich die DFG überlegen, diese Form des Wettbewerbs auch nach Deutschland zu bringen?

Autor: Benedikt Köhler· 28.11.08 · 17:06 Uhr· 2 Kommentare

Evolution visualisieren

Kategorie: Naturwissenschaften  ·  Kommentare: 1

Evolution, Intelligent Design oder Schöpfung. Eine lustige Debatte, die, zunächst rein Amerikanisch, mehr und mehr auch das alte Europa berührt.

Wie konnte es - fragt man sich als Kind der 70er Jahre - dazu kommen, dass die, als unumstößliches wissenschaftliches Erklärungsmodell zur Entstehung der Arten etablierte Evolutionstheorie plötzlich wieder in Frage gestellt wird?
Reicht etwa die Entdeckung der DNA nicht aus, den Streit endgültig zu schlichten?

Begeben wir uns zur Erörterung auf einen distanzierten Standpunkt und stellen uns die Frage: Was bedeutet Evolution?
Das heißt, was haben wir im Kopf, wenn der Begriff gebraucht wird?

Die Vorstellung einer Abfolge unterschiedlicher Spezies, angepasst an die zeitlich-örtlichen Umweltbedingungen, Selektionsdruck etc. - das sind die Mechaniken im Modell - der Bedeutung kommen wir nicht näher.

Leider gehen die meisten Lehrbücher oder populärwissenschaftlichen Darstellungen auf die Frage nicht einmal ansatzweise ein. Typischer Weise wird die Evolution in diesem Diskurs zunächst visualisiert: Dargestellt finden wir eine mehr oder weniger historische Abfolge einiger Leitfossilien in Schichten, in Art einer trivialen Paläonthologie. Diese Darstellung vermittelt uns nichts, als die Zufälligkeit der Entwicklung der äußeren Erscheinungsformen der Lebewesen. Es ist eine positivistische Karikatur des Evolutionsmodells! Kein Wunder, dass den Skeptikern und Leugnern der Evolution mit solcher Darstellung Tür und Tor geöffnet werden.

Ein Zweite - vollends inhaltsfreie Visualisierung ist die "Evolutions-Uhr". Was sehen wir darauf? Wir können erschauern, wie lange es die Welt ohne Menschen gab. Toll. Natürlich kann einen diese Erkenntnis, wenn man sie so vorgeführt bekommt, auch Demut lehren - aber das ist doch genau die Aufgabe von Philosophie, speziell Ethik und insbesondere von Religion und Glaube! Und wenn wir schon offensichtlich in der Darstellung vom Wissenschaftlichen ins Ideologische Abrutschen ist es wieder kein Wunder, wenn uns ideologische Antworten gegeben werden.
Diese Visualisierungen des Modells werden also, meiner Ansicht nach, von den Kritikern der Evolutionstheorie keineswegs missverstanden. Es handelt sich um Teile eines normativen, nicht epistemologischen Diskurses.

Was also bedeutet Evolution? Es rollt sich etwas aus. Es findet eine Entwicklung statt, die einen Anfang hat und irgendwann ein Ende finden wird (?!).
Warum empfinden wir die Evolution als ein System des Fortschritts? Weil wir beobachten, dass die Anpassung der Lebewesen an ihre Umwelt zu immer feinerer Differenzierung und zur Ausbildung immer Komplexerer Lebensformen führt! Dadurch bekommt die Evolution ihren teleologischen Charakter. Dies wird, wie ich finde, in der Abbildung hier gut visualisiert:

Den Bogen vom Ursprung, zum Ende des irdischen Lebens zu spannen, wurde vor einigen Jahren von einer Forschungsgruppe am Potsdam-Institut für Klimaforschung unternommen.
Aus einfachen Überlegungen über die Entwicklung der Sonneneinstrahlung und der daraus folgenden chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre hat die Forschergruppe eine Visualisierung der Zusammenhänge abgeleitet, die mich auf besondere Weise beeindruckt hat:
zum ersten werden vier Größen in einer einzigen Grafik übersichtlich in Zusammenhang gebracht - ein Musterbeispiel multivariater Darstellung; zum zweiten aber liegt auf einmal der gesamte Weg allen irdischen Lebens vor uns: die einzelnen Wellen dramatischer Entwicklung, die zunehmende Herrschaft der komplexen Lebensformen und schließlich das Verschwinden, Stufe um Stufe, geologisch gesehen in relativ naher Zukunft. Dieses Bild unserer alten Erde ist rein deskriptiv. Die Inahlte sprechen für sich. Das Werden und Vergehen so vor Augen geführt eröffnet aber gerade durch ihre Nüchternheit, wie ich finde, eine wahrhaft erhabene Perspektive auf unseren Platz in der Welt (Abbildung aus Quelle: Journal Geophysical Research Letters. mit freundlicher Genemigung der Autorin Christine Bounama).

Autor: Jörg Blumtritt· 23.07.08 · 11:47 Uhr· 1 Kommentar

Ab in die Wikipedia!

Kategorie: Geistes- & Sozialwissenschaften·Naturwissenschaften  ·  Kommentare: 3

Social Media heißt für mich: bevor man zu lange darüber diskutiert, ob und wie es funktionieren kann und welche Gefahren oder Grenzen Projekte wie Wikipedia haben, lieber das ganze einmal selbst ausprobieren. Deshalb haben wir vorgestern ein Wikipedia-Portal für einen bislang unterbelichteten Bereich der Wikipedia ins Leben gerufen - für die Statistik.

Da Social Media von der Partizipation leben, seid ihr jetzt dran. Zum freuen wir uns über Hinweise, was an dem Portal noch alles zu verbessern ist - entweder hier in die Kommentare oder direkt in die Portalbaustellen-Diskussionsseite. Oder am besten gleich selbst das Portal an Ort und Stelle verändern. Nicht nur virtueller Peer Review, sondern virtuelle Kollaboration. Außerdem benötigt das Portal noch sechs Befürworter und einen weiteren Betreuer, um in die echte Wikipedia aufgenommen zu werden. Momentan liegt es noch auf meiner Benutzerseite.

Außerdem ist uns bei dem Sammeln der Artikel aufgefallen, wie viel es noch in diesem Bereich zu tun gibt. Zwar sind zahlreiche Beiträge, gerade zu den unterschiedlichen Testverfahren und Verteilungen, technisch präzise formuliert. Aber von dem Anspruch der Allgemeinverständlichkeit sind diese noch meilenweit entfernt. So versteht nur jemand den Inhalt der Beiträge, der sowieso schon weiß, worum es geht. Das ist dann doch etwas zu selbstbezüglich. Mit dem Portal haben wir dann auch ein Werkzeug um gezielt Artikel gemeinsam zu verbessern - vorausgesetzt die Statistik-Community folgt uns ein paar Schritte in die Wikipedia.

Autor: Benedikt Köhler· 11.07.08 · 08:20 Uhr· 3 Kommentare

Visuelle Produktion wissenschaftlicher Glaubwürdigkeit

Kategorie: Medizin·Naturwissenschaften  ·  Kommentare: 1

Da haben die bildgewaltigen Neurowissenschaftler einmal mehr einen klaren Vorteil gegenüber den visuell unterversorgten Sozialwissenschaftlern: McCabe und Castel haben in der letzten Ausgabe von Cognition festgestellt, dass wissenschaftliche Artikel, die mit einem Gehirnscan illustriert waren, glaubwürdiger wirkten als Artikel ohne Bild oder nur mit einfachen Infografiken.

Dieser Zusammenhang, so die Forscher, gilt ganz unabhängig von dem Inhalt des jeweiligen Artikels oder von dem tatsächlichen Informationswert der Gehirnabbildungen. Das Bild selbst gibt einem ansonsten zweifelhaften Artikel eine Aura wissenschaftlicher Glaubwürdigkeit:

Thus, the present results lend support to the notion that part of the scientific credibility of brain imaging as a research technique lies in the images themselves.

Autor: Benedikt Köhler· 14.04.08 · 14:05 Uhr· 1 Kommentar

Der Browser als Fenster zum Himmel - Google Sky

Kategorie: Naturwissenschaften  ·  Kommentare: 2

Alle diejenigen, die mal eben nachsehen müssen, wo sich NGC 281 denn gerade noch einmal aufhält, denen sei ein Besuch auf Google Sky empfohlen. Auf Google Earth gibt's schon etwas länger die Möglichkeit, auch einen Blick in den Himmel zu werfen. Nun ist auch die browserbasierte Version veröffentlicht worden.

Unter sky.google.com kann man nicht nur mit einem Suchfeld nach Himmelsobjekten suchen (etwa nach NGC 281), sondern kann sich auch ausgewählte Objektsammlungen ansehen, zum Beispiel unser Sonnensystem, die klassischen Sternzeichen, ein paar Aufnahmen von Hubble, Spitzer, GALEX und Chandra sowie die Earth & Sky-Podcasts. Anders als in der irdischen Version, lässt sich hier nicht zwischen Karten-, Satelliten-, Terrain- und Straßenansicht umschalten, sondern zwischen Infrarot, Mikrowelle und historischen Sternbildern. Hier ein kurzes Ankündigungsfilmchen:

Wie auch für alle anderen Angebote mit Drittanbietermaterial gilt hier: Das Fotomaterial nicht kopieren und ins eigene Blog werfen, da man damit unter Umständen die Rechte anderer verletzt. (via)

Autor: Benedikt Köhler· 16.03.08 · 19:05 Uhr· 2 Kommentare

Wie blau ist der Blaue Planet?

Kategorie: Naturwissenschaften·Umwelt  ·  Kommentare: 1

Die Erde als Blauer Planet? Wenn man die Oberfläche ansieht, dann ist da natürlich etwas dran: 71% davon ist mit Wasser bedeckt. Und das ist auch die Perspektive die man kennt, sei es vom Globus aus der Schulzeit oder seinem modernen Nachfolger GoogleEarth. 1,386 Milliarden Kubikkilometer H₂O gibt es auf der Erde. Das ist ein Menge, oder?

Man kann das aber auch aus einer anderen Perspektive betrachten. Eine andere Form der Visualisierung führt zu einem abweichenden Ergebnis.

Wenn man nämlich alles Wasser der Erde in einem Ball zusammenrollen würde und auf Γαῖα legen würde, wäre das ein ziemlich kleiner Ball, sogar kleiner als ein Ball aus der gesamten Atmosphäre. Verglichen mit der Erdmasse von 5,974 · 10²⁴ kg ist das Wasser also doch gar nicht so viel.

Natürlich basiert diese Visualisierung wie immer auf zahlreichen Vorannahmen, die man teilen kann oder auch nicht (z.B. was die Dichte der Atmosphärenkugel betrifft oder was genau als Wasser gemessen wurde). Dennoch wird deutlich dass die Form der Darstellung einen erheblichen Einfluss auf die Vorstellung von unserem Planeten hat: Blauer Planet oder trockene Kugel mit einem Tropfen Wasser. (via)

Autor: Benedikt Köhler· 29.02.08 · 10:52 Uhr· 1 Kommentar

Datenkino - animierte Übergänge zwischen statistischen Visualisierungsformen

Kategorie: Naturwissenschaften

Scatterplot? Barplot? Piechart? Am besten alles gleichzeitig. Bislang stand am Anfang einer gelungenen Visualisierung immer eine Entscheidung: Welche Form der Visualisierung ist für meine Daten und die Aussage, die ich treffen will, die beste Wahl? Kann ich die Zusammenhänge am besten mit einem Balkendiagramm, einem Scatterplot oder einem Kreisdiagramm darstellen?

Zu dieser Frage gibt es eine Reihe von Untersuchungen, die jeweils für bestimmte Fragestellungen bestimmte Visualisierungsformen nahelegen. Aber immer musste man sich entscheiden. Entweder - oder. Diese Einschränkung wollten die Forscher Jeffrey Heer (University of California, Berkeley) und George Robertson (Microsoft) nicht akzeptieren und haben sich auf die Suche nach dem Sowohl-als-Auch der Visualisierung gemacht.

In ihrem Paper "Animated Transitions in Statistical Data Graphics" (hier als pdf, hier als QuickTime-Film) stellen sie eine Möglichkeit vor, dieselben Daten in mehreren Visualisierungsformen gleichzeitig (bzw. nacheinander) zu präsentieren, wobei jedoch die Identität der einzelnen Datenpunkte - also ihr Bildpunktcharakter - in der animierten Darstellung gewahrt bleibt.

Die Evaluierung ihres Vorgehens zeigt eindrucksvoll, dass die mit ihrem Programm DynaVis animierten Datenvisualisierungen eine deutlich niedrigere Fehlerrate bei der Zuordnung von Datenpunkten durch die Betrachter aufweist. (via FlowingData)

Autor: Benedikt Köhler· 20.02.08 · 16:35 Uhr· 0 Kommentare

Parallelkoordinaten

Kategorie: Naturwissenschaften  ·  Kommentare: 1

x-y-z-Achse und vielleicht noch Farbe der Punkte; bei vier Dimensionen ist üblicher Weise Schluss mit der Visualisierung. Es fällt uns schwer, mehr als vier Informationen auf einem Punkt gleichzeitig wahrzunehmen.
Es gibt dabei eine sehr einfache Lösung:

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Autor: Jörg Blumtritt· 18.02.08 · 11:49 Uhr· 1 Kommentar

Visualisierung der Visualisierung

Kategorie: Kultur·Naturwissenschaften

Was bietet sich besser an für die feierliche Einweihung dieses Weblogs als eine Visualisierung der Visualisierung.

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Autor: Benedikt Köhler· 05.02.08 · 15:56 Uhr· 0 Kommentare