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Die Methode Wissenschaft, mit der man Wissenschaft verhindert - zum Ersten

In diesem Beitrag stelle ich eine Methode vor, die in allen Wissenschaften bewusst oder unbewusst angewendet wird und zu fehlerhaften Erkenntnissen führt. Die Methode wird, leicht scherzhaft, P-Hacking genannt. P steht für Wahrscheinlichkeit, Hacking für das Bestreben, in einer Studie eine Hürde für die statistische Signifikanz zu nehmen. Deswegen heißt die Methode auch Signifikanzwahn. Der P-Hacker führt z.B. eine Reihe von Versuchen durch und sucht sich daraus die passenden Ergebnisse aus. So kann man z.B. nachweisen, dass zwischen dem Käseverzehr beim Frühstück und Strangulieren durch Bettlaken in der Nacht zuvor eine signifikante Beziehung existiert. Signifikant, aber sonst???

Die Lichttechniker haben allerdings einen internationalen Standard zu einer ernsthaften Sache, nicht-visuelle Wirkungen des Lichts, entwickelt, der viele Studien benutzt, um Erkenntnisse zur Beleuchtung von Arbeitsplätzen abzuleiten, die kaum etwas mit Arbeitsplätzen zu tun hatten. Sogar Studien aus der Psychiatrie werden darin angeführt. (hier)
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Die Methode Wissenschaft, mit der man Wissenschaft verhindert - zum Zwoten: HARKing

HARKing ist ein Vorgehen, das in der gesamten Wissenschaft weit verbreitet ist. Das Wort steht für Hypothesising After the Results are Known. Statt mit einer Hypothese anzufangen, die man mit einer Studie belegt, guckt man beim HARKing die Daten an, aus denen man eine Hypothese ableiten kann, die dann mit 100% Wahrscheinlichkeit durch die Daten belegt ist.

Als Beispiel wird eine Hamburger Studie erklärt, die dazu dienen sollte, eine Investitionsentscheidung zur Beleuchtung von 1000 Schulräumen zu “untermauern”. Nach dieser Studie kann man mit Lichtzugaben die Stimmung und die Leistungsfähigkeiten von Schülern in Minuten umschalten. Das Ganze hat sich sogar in wissenschaftliche Publikationen geschafft. “Blau macht schlau” wurde in der Presse gefeiert. (hier)
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Die Methode Wissenschaft, mit der man Wissenschaft verhindert - zum Dritten: SHARKing

SHARKing ist die Kunst der Meister des Harking. Das ist das Entfernen einer Hypothese, nachdem man weiß, dass kein positives Ergebnis (also nach p-hacking) herausgekommen ist. Die Hypothese verschwindet ganz leise. Und niemand merkt es, weil niemand ihr nachweint.

Als Beispiel aus der Lichttechnik wird ein Projekt beschrieben, das von den größten Akteuren der Branche beantragt und von dem Minister für Forschung und Technologie bewilligt wurde. Das Projekt sollte einem Dilemma abhelfen, das nicht durch Beleuchtung verursacht wurde, sondern durch das Arbeitsleben: Nachtarbeit. Diese wurde durch die WHO im Jahr 2007 als „wahrscheinlich karzinogen“ einstuft. Eine Begründung dafür beruht auf der Wirkung des nächtlichen Lichtes auf die Entwicklung des Melatonin im Blut, die durch die Beleuchtung gehemmt wird. Man wollte eine Beleuchtung entwickeln, die zwar das Sehen ermöglicht, aber den Hormonspiegel im Blut nicht beeinflusst. Es hat nicht sollen sein.

Dem Thema ist ein ganzes Kapitel im Buch gewidmet, weil das Ziel des Projekts immer noch aktuell ist. (hier PLACAR - Die letzte Plasmalampe oder da Licht und Krebs – Ein Projekt verschwindet, das Problem bleibt) Die Chronobiologie hat sich elegant aus der Affäre gezogen, indem sie künstliches Licht abends und in der Nacht drastisch beschränkt haben will. Dem können aber weder die Lichttechniker entsprechen noch die arbeitende Bevölkerung. (hier)(hier)
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Die Methode Wissenschaft, mit der man Wissenschaft verhindert - Ignorieren – die Patentlösung zum Ersten

Die wirksamste Methode, die Wissenschaft zu behindern, besteht im Ignorieren. Man nimmt Erkenntnisse einfach nicht zur Kenntnis. Gemeint sind nicht die Fälle, wo geprüft und zu leicht befunden wird, sondern das bewusste Ignorieren. Dieses wird in zwei Arten praktiziert: passiv durch Nichtwahrnehmen und aktiv durch sinnlose Gegenstudien.

Für beides gibt es außerhalb der Lichttechnik sehr aussagefähige Beispiele, die durch Ignorieren der Erkenntnisse aus der Lichttechnik entstanden sind. Jemand, dessen Institution diesbezügliche Attacken seit fast einem Jahrhundert erleiden musste, Linda Rosenstock, die Präsidentin der US-amerikanischen Arbeitsschutzbehörde NIOSH, hat die Methoden wunderbar dokumentiert.

In diesem Beitrag (wie in den folgenden auch) werden Versuche angeführt, allgemein gültige Regeln zum Verhältnis von Leuchtdichten im Gesichtsfeld zu ignorieren, die im Arbeitsschutz auf IT-Produkte angewendet wurden und werden. (hier)
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Die Methode Wissenschaft, mit der man Wissenschaft verhindert - Ignorieren – Hired Guns

Im Jargon des Wilden Westens war der hired gun ein Revolverheld, den man mieten konnte. Die in diesem Beitrag abgeführten Herrn haben sich nur vor den Karren nicht honoriger Interessen spannen lassen. Bei einem habe ich sogar den Lohn erfahren: 250.000 $. Bei anderen müsste man spekulieren.

Die beiden ausgesuchten Fälle weisen mehrere Gemeinsamkeiten auf. Die Auftraggeber kamen aus der Computerindustrie. Die hired guns waren Professoren der Lichttechnik. Es ging um eine Regel, die beide in ihren Publikationen mehrfach hochgehalten hatten. Deswegen konnten sie nicht versuchen, sie zu falsifizieren. Ergo wählten sie den scheinbar sicheren Weg, die Regel für irrelevant zu erklären. Wohl gemerkt, die Regeln waren Grundlage für eine Schutzregel im Arbeitsschutz. Und sie sind noch im Jahre 2024 in die neue ASR A6 Bildschirmarbeit gekommen.

Dennoch hat die IT-Industrie versucht, sie für irrelevant zu erklären. Mit Hilfe lichttechnischen Wissens, das die hired guns ansonsten ihren Studenten lehren. Wenn es nur dabei geblieben wäre. Ich kann noch ein Beispiel dafür bieten, dass man durch Ignorieren einer Erkenntnis auch die Sicherheit der Allgemeinheit gefährden kann. (hier).
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Die Methode Wissenschaft, mit der man Wissenschaft verhindert - Ignorieren – Der Architekt

Dieser Beitrag zeigt auf, wie tief das Ignorieren lichttechnischen Wissens durch den Architekten sitzt und welche Folgen das für die Menschen hat. Ob Büromenschen an recht dunklen Herbsttagen durch das Licht des Tages geblendet werden oder Bundestagsabgeordnete bei 40° in ihren Büros werkeln, steckt Ignorieren frei verfügbaren Wissens aus der Lichttechnik dahinter.

Es wird gezeigt, dass dies in anderen Ländern anders läuft, wo Lichtplanung und Architektur in beserer Harmonie betrieben werden. (hier).

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Hawthorne Effekt und sonstige Narrative in der Lichtwelt

Die Studien, die in Hawthorne Works, USA, in den 1920ern durchgeführt wurden, ergaben nicht das gewünschte Ergebnis, die positive Wirkung einer verbesserten Beleuchtung auf die Arbeitsleistung zu zeigen. Die direkte Wirkung betraf die gesamte Wissenschaft traumatisch. Aber auch die Lichttechnik war schwer betroffen. Viele glauben, dass das Licht keine Wirkung auf die Arbeitsleistung habe.

Der Beitrag diskutiert die Studien und das Geschehen in Deutschland, wo sogar der Staat eingegriffen hat in die Normung der Lichttechnik. Es wird gezeigt, warum man die Wirkung von Licht auf die Arbeitsleistung nicht aufzeigen konnte. (hier)
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Beim ersten Ziel schon die Zähne ausgebissen

Bei diesem Beitrag geht es um den Umgang mit dem Thema Blendung, der weiter zurückreicht als die Lichttechnik selbst. Es wird erklärt, warum sich die Lichtforschung auf der Stelle dreht. Das Zitat von Stephan Völker aus dem Jahre 2012 fasst die Problematik ganz gut zusammen: “Der vorliegende Beitrag zeigt, dass es möglich scheint, die vorhandenen Blendungsbewertungsmodelle auf ein Modell zurückzuführen. Zurzeit fehlen noch einige Einflussgrößen, welche aber bereits in Kürze vorliegen dürften.” Schon eine starke Aussage nach 100 Jahren Forschung. Es wird erläutert, warum wir auch heute nicht weiter sind. (hier)
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Natürliche Farben und sonstige Märchen

Hier geht es um ein generelles Problem im Verstehen von Farben. Selbst Fachleute kann man dabei ertappen, von natürlichen Farben zu reden. In der Natur gibt es zwar Farben, aber die ändern sich über den Tag und sind von Ort zu Ort unterschiedlich, z.B. das Blau der Meere. Der Beitrag zeigt, wie Technik und Wissenschaft trotzdem den Umgang mit Farbe gemeistert haben, allerdings bei der Beleuchtung bei einem primitiven Farbwiedergabeindex geblieben sind. (hier)
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Glanzleiche - Oder vom Elend des Physikers beim Umgang mit Empfindungen

Der Namensgeber dieses Beitrags ist nicht ein Toter, sondern ein Doktorand, der versucht mit physikalischen Größen Glanz zu erklären. Die Dualität des Glanzes, hie Störung, dort Designmerkmal, wird erklärt. Vom Elend nicht betroffen war ein Physiker, der es messtechnisch geschafft hat, Empfindungen messbar zu machen. Er beherrschte die Wissenschaft und Technik praktisch über 50 Jahre.

Die Bedeutung des Glanzes wird in diesem Beitrag deutlich herausgearbeitet. (hier)
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Blendung, die man nicht Blendung nennt

Zum Thema Blendung gehören nach meiner Meinung diverse Erscheinungen, die einen “blind” machen, d.h. am Sehen behindern. Diese werden unter diversen Namen geführt und behandelt. Es fehlt ein Gesamtbegriff, der alle Effekte zusammen repräsentiert, die einem das Sehen erschweren oder unmöglich machen.

Blendung wird in der allgemeinen Sprache auch im übertragenen Sinne dafür benutzt, dass etwas einem das Erkennen erschwert, so der Blender in der Spionage oder die Blende des Kürschners. Das Problem besteht darin, dass Blendung von Laien beurteilt wird, die schwer verstehen, was der Forschende eigentlich bewertet haben will. Es ist eminent wichtig, weil das Medium Papier durch Monitore abgelöst worden ist, die fast alle mehr oder weniger stark von Informationsverlust betroffen sind. Deren Hersteller haben sich aber mit Händen und Füßen dagegen gewehrt, dass die Dinge beim Namen genannt werden. (hier).
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Gefahren durch eine Grundgröße, die kaum jemand versteht

Hier geht es um die Missverständnisse um die Grundgröße Leuchtdichte, den Umgang womit ich etwas überspitzt “Ein unmöglicher Umgang mit einer Grundgröße” bezeichnet habe. Die Missverständnisse reichen bis in die Verkehrssicherheit hinein und kulminieren in der Aussage des ADAC, dass 90% der Verkehrsteilnehmer von der Blendung geplagt werden, und zwar von legal erworbenen amtlich zugelassenen Scheinwerfern. Die Lichtwissenschaft hat das Problem längst erfasst und beschrieben.

Die Plage kann bis ins Schlafzimmer reichen, wenn der Nachbar ahnungslos eine zugelassene Lampe in seinem Garten installiert.

Der Beitrag illustriert, wie ein Thema, das allenfalls für Theoretiker interessant wäre, Probleme für alle Bevölkerungsgruppen erklärt.
(hier).

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Jeder Lichttechniker wird bei dieser Überschrift etwa dasselbe Gefühl haben wie ich einst auch: Das kann nie stimmen. Wir alle haben gelernt, dass man mit gutem Licht die Arbeit verbessere. Ich selbst habe sogar ein Buch geschrieben, dessen Schlussfolgerung besagt, dass das künstliche Licht einer der wichtigsten Autoren der Industriegeschichte ist (Licht formt Leben). Wieso will der Nachweis nicht gelingen, dass Menschen bei besserem Licht bessere Arbeit leisten?

Einen wichtigen Grund habe ich hier dargelegt: Hawthorne-Effekt und sonstige Narrative in der Lichtwelt. Kurz zusammengefasst: Menschen leisten mehr, wenn sie beobachtet werden. Die Erkenntnis wurde beim ersten großangelegten Versuch – unfreiwillig – gewonnen, die Wirkung des Lichts auf die Arbeit nachzuweisen (Hawthorne Studies in den 1920er Jahren).

Was nicht in dem Artikel steht, ist der Zusammenhang zwischen der Sehleistung, die man mit Licht beeinflussen kann, und der Arbeitsleistung. Ich stelle das mit einem Bild dar, das von Jennifer Veitch stammt, der derzeitigen Präsidentin der CIE. Dabei ist noch zu beachten, dass dieses Bild die später bekannt bzw. bewusst gewordenen nicht-visuellen Wirkungen des Lichts nicht genau berücksichtigt.

Man möge mir einen Forschenden zeigen, der die dargestellten Zusammenhänge experimentell nachweisen will. Allein unter lichttechnisch bedingten Arbeitsbedingungen werden 10 Faktoren aufgezählt, die die Arbeitsleistung beeinflussen können. Davon reicht allein Flimmern aus, um einem das Leben zu vermiesen. Lärm, Streßfaktor Nummer 1 im Büro, und ebenso die Nummer 1 Ursache für Berufskrankheiten in der Produktion wird nicht einmal angedeutet. Die psychobiologischen Prozesse haben es in sich. Will man z.B. den Einfluss der Beleuchtungsstärke auf die Arbeitsleistung untersuchen, muss man all das, was in diesem Bild steht, kontrollieren und noch viel mehr. Jedes denkbare Studiendesign ist dazu verurteilt, verworfen zu werden.

Eigentlich reicht eine einzige Zahl aus, um die Erkenntnis, dass man zwischen der Qualität der Beleuchtung und der Arbeitsleistung keine Beziehung nachweisen kann, glaubhaft zu machen: Etwa 50% des menschlichen Gehirns dient der Bearbeitung visueller Signale. Sehen ist unsere wichtigste Informationsquelle. Und Licht bedeutet viel mehr als nur Sehen.

Arbeitsschutz, Beleuchtung, Effizienz, Flicker, Gesundheit, Lichtqualität

Die International Dark-Sky Association IDA hat in 2021 folgende Empfehlungen zur Anwendung von Richtlinien bei der Außenbeleuchtung erlassen, die auf fünf Prinzipien aufbauen. Hier sind die fünf Prinzipien im Detail:

Zweckmäßig:

Beleuchtung sollte nur dort eingesetzt werden, wo sie tatsächlich gebraucht wird. Es ist wichtig, den Zweck der Beleuchtung zu hinterfragen und unnötige Beleuchtung zu vermeiden.

Zielgerichtet:

Licht sollte nur auf den Bereich gerichtet sein, der beleuchtet werden muss. Vermeidung von Streulicht und Blendung ist entscheidend, um Lichtverschmutzung zu reduzieren.

Geringe Lichtstärke:

Die Beleuchtung sollte nicht heller sein als nötig. Niedrigere Lichtstärken reduzieren den Energieverbrauch und minimieren die Auswirkungen auf die Umwelt.

Gesteuert:

Beleuchtung sollte nur dann eingeschaltet sein, wenn sie benötigt wird. Der Einsatz von Bewegungsmeldern und Zeitschaltuhren kann dazu beitragen, die Beleuchtungsdauer zu reduzieren.

Farbe:

Die Verwendung von warmen Lichtfarben (weniger Blauanteil) ist empfehlenswert, da blaues Licht stärker zur Streuung in der Atmosphäre beiträgt und die Sichtbarkeit des Nachthimmels beeinträchtigt.

Neue Installationen sollten über automatische Steuerungen verfügen, um die Beleuchtungsstärke bedarfsentsprechend zu verringern oder die Beleuchtung je nach Tages- und Nachtzeit oder Nutzungsfrequenz ganz abzuschalten. Obwohl solche Steuerungen in der Lage sind, die Lichtverschmutzung erheblich zu reduzieren und Energie einzusparen, werden sie derzeit in der Außenbeleuchtung noch zu wenig genutzt. Auch die Richtlinien zur Energieeinsparung verlangen zunehmend nach automatischen Steuerungen.

Der Spektralgehalt, bzw. die Farbe, des Lichts sollte dem jeweiligen Beleuchtungszweck angepasst sein. Wegen der unverhältnismäßigen Auswirkung von kurzwelligem Licht oder Licht mit hohen Blauanteilen auf die nächtliche Umgebung ist besonderes Augenmerk darauf zu legen, die Gesamtemissionen in diesem Wellenlängenbereich zu reduzieren (für die Zwecke dieser Beschlussfassung definiert als ein Bereich zwischen 380 nm und 520 nm). Die Umsetzung ist durch ein entsprechendes Bewertungsverfahren zu gewährleisten.

Wer sich dafür interessiert, wie der Stand der Wissenschaft - von der Lichtverschmutzung? - heute liegt, kann sich bei der Dark Sky Association informieren. Dort ist der Stand von 2022 dokumentiert (hier). Die Dokumentation erklärt so einiges. Leider kann sie nicht helfen, nachts die Sterne am Berliner Himmel zu sehen. Was auf einer tropischen Insel ohne elektrisches Licht wie ein Haufen Smaragde wirkt, und sich im Wasser spiegelt, besteht über Berlin aus ein paar blassen Punkten.

Licht in der Nacht, auf Englisch Light at Night oder Artificial Light at Night (ALAN), ist von einem lustigen Segen (Lunaparks) zu einer Pest geworden. Wissenschaftler haben mindestens 160 Arten auf Auswirkungen der Lichtexposition untersucht. Sie haben Schäden auf allen Ebenen beobachtet, von einzelnen Pflanzen und Tieren bis hin zu ganzen Beständen. Licht in der Nacht verschiebt das Spektrum des Umgebungslichts weg vom natürlichen Zustand hin zu kürzeren Wellenlängen, auf die viele nachtaktive Arten besonders empfindlich reagieren. Lichtexposition zur falschen Zeit unterbricht verschiedene biologische Aktivitäten bei Pflanzen und Tieren. Diese Aktivitäten hängen von den täglichen und saisonalen Rhythmen der Lichtexposition in der Umwelt ab. Beispiele beinhalten die Nahrungssuche, den Zeitpunkt zu dem bestimmte Tiere erstmals aus ihren Verstecken auftauchen, die Fortpflanzung von Pflanzen und Tieren und Tierwanderungen und -kommunikation. All diese Auswirkungen können das Überleben und die Fortpflanzung von Organismen erschweren – sie können sogar die Entwicklung der Arten beeinflussen.

Beleuchtung, Dark Sky, Gesundheit, IDA, Lichtverschmutzung

Heute habe ich beim Aufräumen die Korrespondenz zur Vorbereitung des Projektes "Licht und Gesundheit" wiedergefunden. Dieses sollte nach den Plänen in den 1980ern ein Modellprojekt werden, bei dem wir zehn verschiedene Beleuchtungssysteme installieren und einer Vergleichsuntersuchung unterziehen wollten. Zu diesem Zweck baten wir die Industrie, uns 10 Lichtsysteme zur Verfügung zu stellen.

Nichts Ungewöhnliches an und für sich. Ungewöhnlich war die Reaktion der Industrie. Ich hatte 10 Geschäftsführer bzw. Leute mit vergleichbaren Aufgaben angeschrieben und denen mitgeteilt, dass dies eine Vergleichsuntersuchung sein würde. Und die Wirkungen auf die Gesundheit betreffen. Gewöhnlich bei solchen Vorhaben ist, dass sie entweder nicht stattfinden, weil niemand Nummer 2 sein will. Oder dass die Teilnehmer diverse Bedingungen stellen. Deswegen haben wir immer die Vergleichsobjekte unbemerkt von den Herstellern gekauft. Und zwar alle. Denn manche großzügigen Herrschaften jubeln einem als Testobjekt ein besonders präpariertes Exemplar unter. Das kannte ich aus jahrelanger Mitarbeit für Stiftung Warentest.

Nun zu meinem glücklichen Fund: Meiner Bitte um Testobjekte wurde ohne Aufhebens entsprochen. Und das obwohl ich schon mehrfach Artikel mit negativen Ergebnissen für die Beleuchtung von Büros veröffentlicht hatte. Schlichtes Ergebnis: Alle angesprochenen Unternehmen waren sich sicher, dass ihr Lichtsystem gut abschneiden würde.

Beleuchtung, Gesundheit, Innovation

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