Beobachten oder eingreifen?

Es gibt zwei grundlegende Möglichkeiten, Daten darüber zu sammeln, ob eine Sache eine andere beeinflusst.

• In einer Beobachtungsstudie misst du, was bereits passiert, und veränderst nichts. Du könntest aufschreiben, wie lange Schülerinnen und Schüler schlafen und welche Noten sie bekommen.
• In einem Experiment weist du den Untersuchungseinheiten eine Behandlung zu und misst anschließend, was passiert. Du könntest einigen Schülerinnen und Schülern sagen, sie sollen acht Stunden schlafen, und anderen, sie sollen sechs Stunden schlafen.

Beide Methoden können Muster aufdecken. Nur ein gut durchgeführtes Experiment kann viel über Ursache und Wirkung aussagen. Hier erfährst du, warum.

Nehmen wir an, Schülerinnen und Schüler, die in einer Beobachtungsstudie mehr schlafen, bekommen auch bessere Noten. Vielleicht hilft Schlaf. Aber vielleicht haben Schülerinnen und Schüler, die mehr schlafen, auch weniger Nebenjobs, ein ruhigeres Zuhause oder besser organisierte Lerngewohnheiten. Jeder dieser Faktoren könnte der wahre Grund sein, und sie treten gemeinsam mit mehr Schlaf auf. Eine solche verborgene Variable nennt man Störvariable: Sie steht sowohl mit dem untersuchten Faktor als auch mit dem Ergebnis in Verbindung und kann einen Effekt vortäuschen oder verbergen. Welt 5 beschäftigt sich in vier Lektionen damit.

Ein Experiment löst dieses Problem durch Zufallszuweisung. Wenn ein Münzwurf (oder ein Computer) entscheidet, wer welche Behandlung erhält, unterscheiden sich die Gruppen in allen anderen Punkten nur durch Zufall: Schlafgewohnheiten, Nebenjobs, das Zuhause und Dinge, an deren Messung du nie gedacht hast. Bei genügend Untersuchungseinheiten sind die Gruppen im Durchschnitt ähnlich. Wenn sich die Ergebnisse danach unterscheiden, bleibt die Behandlung als einziger systematischer Unterschied übrig.

Ein gutes Experiment hat normalerweise Folgendes:

• Eine Behandlungsgruppe, die das zu testende Mittel erhält, und eine Kontrollgruppe, die es nicht erhält (oder die übliche Alternative bekommt).
• Zufallszuweisung zu diesen Gruppen.
• Ein Placebo, wenn die Erwartungen der Menschen eine Rolle spielen: ein harmloses Mittel, das genauso aussieht, damit alle glauben, sie könnten die Behandlung erhalten.
• Verblindung: Die Teilnehmenden wissen nicht, in welcher Gruppe sie sind (einfach verblindet), und die Personen, die die Ergebnisse messen, wissen es ebenfalls nicht (doppelblind). So können Hoffnungen die Messungen nicht beeinflussen.

Ein Beispiel: Eine Gärtnerin möchte herausfinden, ob Pflanzennahrung wirkt. Ein schwacher Versuchsaufbau wäre: Gib den Pflanzen am Fenster die Nahrung, den Pflanzen im Schatten aber nicht, und vergleiche sie. Das Licht ist dann mit der Nahrung vermischt. Ein besserer Versuchsaufbau wäre: Nummeriere 40 Töpfe, lass durch eine Zufallsziehung 20 davon für die Nahrung auswählen, behalte die anderen 20 als Kontrollgruppe und stelle sie alle auf dasselbe Regal. Jetzt sind Licht, Wasser und Topfgröße durch Zufall ausgeglichen, und ein klarer Unterschied beim Wachstum spricht für die Wirkung der Nahrung. (Ein ausgedachtes Beispiel, nur zur Veranschaulichung.)

Experimente sind nicht immer möglich. Wir können Menschen nicht nach dem Zufallsprinzip 30 Jahre lang zum Rauchen bringen oder einer Stadt nicht zufällig eine Überschwemmung zuweisen. Bei solchen Fragen verlassen wir uns auf Beobachtungsstudien, eine sorgfältige Planung und mehrere Belege. Wir sollten nur ehrlich sagen, dass die Belege für Ursachen schwächer sind.