Forschung

Forschung ist die Suche nach neuen Erkenntnissen – im Gegensatz zum zufälligen Entdecken – sowie deren systematische Dokumentation und Veröffentlichung. Letztere erfolgt überwiegend als Wissenschaftliche Arbeit in relevanten Fachzeitschriften und/oder bei Tagungen. Forschung und Forschungsprojekte werden sowohl im wissenschaftlichen als auch im industriellen Rahmen betrieben.

Teilgebiete der Forschung

Forschung wird im Allgemeinen unterschieden in:

• Grundlagenforschung, die bislang unbekannte Objekte, Mechanismen und Funktionen (z.B. Funktion von Organismen in der Biologie, oder Wechselwirkungen von Stoffen in der Chemie und Physik) aufklärt. Sie wird -- abgesehen von der Arbeit einzelner Privatpersonen -- meist nur an Universitäten betrieben, in Deutschland darüber hinaus insbesondere durch die gemeinnützige Forschungsorganisation Max-Planck-Gesellschaft e. V. (MPG) sowie die Institute der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren (HGF), in Österreich an den Einrichtungen der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW). Die Grundlagenforschung dient der Erweiterung der wissenschaftlichen Kenntnisse. Technische Anwendungen stehen nicht im Interesse dieser Arbeit. Grundlagenforschung ist das Fundament für die angewandte Forschung und Entwicklung.
• Translationale Forschung, weiterführende, gezielte Grundlagenforschung an der Schnittstelle zur angewandten Forschung, die auf selbst gewonnenen wissenschaftlichen Erkenntnissen aufbaut und auf konkrete Anwendungsziele oder/und einen zu entwickelnden wirtschaftlichen, gesellschaftlichen oder kulturellen Nutzen ausgerichtet ist.^[1] Hierzu zählt beispielsweise die Leibniz-Gemeinschaft
• Angewandte Forschung (auch Zweckforschung), die ein bestimmtes, oft technisches Problem lösen will. Sie verfolgt eine wirtschaftliche Anwendung und findet sowohl an Hochschulen als auch in der freien Wirtschaft, in Deutschland darüber hinaus insbesondere an den Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft statt. In anderen Ländern kennt man ebenfalls ähnliche ganz oder staatlich finanzierte Einrichtungen, zum Beispiel die TNO in den Niederlanden oder das Austrian Institute of Technology (AIT) in Österreich. Im engeren Sinne werden hierbei noch Verfahrens- und Erzeugnisforschung getrennt betrachtet. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in technische Entwicklungen umgesetzt. Zudem kann Zweckforschung als Ideengeber für die Grundlagenforschung dienen.

Der Zusammenhang zwischen der Grundlagenforschung und der angewandten Forschung besteht demnach darin, dass die Grundlagenforschung das Wissen für die angewandte Forschung liefert und die angewandte Forschung unter anderem Impulsgeber für die Grundlagenforschung sein kann. Der wissenschaftliche Erkenntnisgrad nimmt von der Grundlagenforschung zur angewandten Forschung hin ab. Der Konkretisierungsgrad sowie der Praxisbezug nehmen hingegen weiter zu. Diese Trends verstärken sich in dem der Forschung nachgelagerten Prozess der Entwicklung, die ihr Wissen aus der angewandten Forschung bezieht.

Finanzierung

Gemessen am finanziellen Aufwand entfällt in den Industrieländern der Großteil der Forschung auf die Industrie, ist also vor allem der Angewandte Forschung zuzurechnen. Die Grundlagenforschung wird hingegen überwiegend von den Wissenschaftlern an den Forschungseinrichtungen der Hochschulen sowie (in geringerem Ausmaß) der Akademieinstitute getragen.

Die Forschung an Universitäten und Akademien wird überwiegend im Rahmen der Instituts- bzw. Hochschulbudgets finanziert, doch wächst in fast allen westlichen Staaten der Anteil sogenannter Drittmittelforschung. Im wesentlichen sind dies von Hochschullehrern beantragte und durchgeführte Forschungsprojekte, für die meist eine (halb) staatliche Forschungsförderung existiert.

Deutschland

Laut Berechnungen des Statistischen Bundesamtes für das Jahr 2007 betrugen die gesamten Forschungsaufwendungen in Deutschland insgesamt rund 61,5 Milliarden Euro, wovon 70 Prozent von der Industrie finanziert wurden. Die forschenden Pharmaunternehmen in Deutschland trugen dabei 10,5 Prozent der gesamten Forschungsaufwendungen der deutschen Industrie.^[2]

Von den etwa 18 Milliarden Euro „nichtindustrieller“ Forschung entfällt der Großteil auf die Institute an den Hochschulen und Akademien. Zu deren Primärbudgets kommen die eingeworbenen Drittmittel, welche überwiegend die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert. Deren Etat belief sich 2010 auf rund 2,3 Milliarden Euro. Laut Forschungsbericht 2010 kamen davon 67,1 Prozent vom Bund, 32,7 Prozent von den Ländern und 0,2 Prozent aus Stiftungen und privaten Zuwendungen.

Von den 32.000 Forschungsprojekten der laufenden Förderung waren über 15.000 in der Einzelförderung angesiedelt. Für sie wurden 2010 insgesamt 894 Millionen Euro an Fördermitteln bewilligt. Dazu kommen 256 Sonderforschungsbereiche, für welche die DFG etwa 4600 Projekte unterstützte (Bewilligungsvolumen 547 Millionen Euro). Der DFG-Bericht schreibt ferner: Ebenfalls in den koordinierten Programmen gefördert wurden 237 Graduiertenkollegs (138 Millionen Euro), 113 Schwerpunktprogramme mit etwa 3400 Projekten (193 Millionen Euro) und 252 Forschergruppen mit fast 2500 Projekten (150 Millionen Euro).

Österreich und Schweiz

Der Forschungsanteil der Industrie dürfte in ähnlicher Größenordnung wie in Deutschland liegen, die Erfassungsmethoden sind jedoch unterschiedlich. Einfacher zu vergleichen ist die Finanzierung der Drittmittelforschung:

Österreichs Forschungsförderungsfonds FWF und FFF unterscheiden zwischen Hochschul- und gewerblicher Forschung; beide Fonds werden überwiegend vom Staat finanziert, der Rest aus der Privatwirtschaft. Der FWF budgetierte 2011 für die Hochschulforschung fast 600 Millionen Euro, wovon zu Jahresende etwa ¾ verbraucht waren .. . Der Anteil der staatlichen Forschungsförderung ist daher (pro Person umgerechnet) etwa doppelt so hoch wie in der BRD, der industrielle etwas geringer.

Die Schweiz dürfte diesbezüglich eine Mittelstellung einnehmen.
→ Für beide Länder wären noch genauere Zahlen zu erheben.

Schritte eines Forschungsprozesses

Die einzelnen Schritte des Forschungsprozesses können sehr unterschiedlich sein. Auch die Reihenfolge kann verschieden sein. Vor allem in Naturwissenschaften wird aber idealtypisch oft wie folgt vorgegangen:

Zielsetzung

In einem ersten Schritt wird geklärt, aus welchem Zusammenhang oder welcher Diskussion die Forschungsfrage überhaupt entstanden ist und welcher Verwertung die bei der Forschung vermutlich entstehenden Erkenntnisse zugeführt werden können. Ist das Objekt der Fragestellung definiert, wird das noch grob umrissene Projekt präzise und schriftlich formuliert.
Die konkreten Fragen stellen Folgende dar:

• Warum will ich dieses Thema/Gebiet erforschen?
• Welche Antworten und neuen Informationen erwarte ich durch die Erforschung?
• Ist dieser Forschungsansatz ethisch vertretbar?

Bestimmung des aktuellen Wissensstandes

Es müssen die vorhandenen Kenntnisse über das Themengebiet analysiert und der in der Forschungsliteratur vorliegende Wissensstand zusammengefasst werden (vgl. Stand der Wissenschaft). Die Literatursuche kann je nach Forschungsstand und Größe des betreffenden Themengebietes mehr oder weniger Zeit beanspruchen. Es ist nicht ungewöhnlich, dass nach Zusammenfassung des aktuellen Wissensstandes die oben erwähnte Zielsetzung korrigiert werden muss.
Die Fragen hierzu lauten:

• Was ist über das Thema/Gebiet bereits bekannt?
• Wie beurteile ich die bereits bekannten Fakten?
• Ist meine anfängliche Zielsetzung – nach Beurteilung der vorliegenden Fakten – noch sinnvoll?

Versuchsplanung

Man wählt – außer in den Geisteswissenschaften - einen Versuchsaufbau mit geeigneten (eventuell noch zu entwerfenden) Reaktions- und Messinstrumenten. In der Physik, Chemie und Biologie können dies analytische Maschinen oder Messsysteme sein; in der Psychologie finden definierte Situationen und mathematisch-statistische Auswertung ihre Anwendung; in der Literatur verwendet man Vergleichstexte, Lexika oder Textanalyse durch Computerprogramme; etc. Außerdem sollten – vor Versuchsbeginn – Kontrollmöglichkeiten (Qualitätskontrolle) dargestellt und der gesamte geplante Ablauf des Versuches schriftlich festgelegt werden.

Die konkreten Fragen sind:

• Ist mein Versuchsaufbau logisch/statistisch relevant in Bezug auf die Fragestellung?
• Entspricht der Versuchsaufbau den vorgegebenen Sicherheitsmaßnahmen?
• Liegen die einzelnen Versuchselemente in geeigneter Form vor, um den Versuch wie geplant durchzuführen?
• Habe ich
  1. die geeigneten Analysewerkzeuge, um meinen Versuch auszuwerten, und
  2. sind diese Analysewerkzeuge zuverlässig und kalibriert?

Versuchsdurchführung

Der nächste Schritt ist die eigentliche Versuchsdurchführung. In den Naturwissenschaften werden zu diesem Zeitpunkt oft „Vorversuche“ durchgeführt, deren Ergebnisse als Entscheidungs- oder Korrekturhilfe für die Durchführung kostspieliger „Hauptversuche“ dienen sollen. Um zu gewährleisten, dass der Versuch nachvollziehbar ist, ist eine Wiederholung unter möglichst gleichen Bedingungen notwendig. Die Wiederholung von Versuchen ist in Forschungsgebieten der Physik und Chemie grundsätzlich leicht, da es eine überschaubare Anzahl von Einflussfaktoren (z. B. Menge, Temperatur, Luftdruck, Reaktionsdauer) gibt. In anderen Forschungsgebieten wie der Biologie oder Psychologie führt erst eine je nach Fragestellung verhältnismäßig große Zahl von Versuchswiederholungen zu einem statistisch zuverlässigen Ergebnis.
Die treffenden Fragen sind:

• Ist mein Versuch der Planung entsprechend abgelaufen?
• Sind die analytischen Werte verlässlich?
• Haben die Wiederholungen des Versuches reproduzierbare Resultate ergeben (wurde dasselbe oder ein sehr ähnliches Resultat erhalten)?

Dokumentation und Interpretation

Während des Versuchs muss dieser sorgfältig dokumentiert werden: Validierte Laborsoftware; handschriftliche Aufzeichnungen in speziell dafür vorgesehenen, seitennummerierten Labortagebüchern; fotografische Aufnahmen; Videoaufnahmen; Tonaufnahmen usw. Fehlende oder undatierte Dokumentation kann die Versuchsdurchführung hinfällig machen. Zur Dokumentation gehören die Datenzusammenstellung, die Auswertung, eine Interpretation und ein Endbericht des Versuches.

Die Interpretation kann zeitmässig die Versuchsdurchführung um ein Vielfaches übertreffen. Bei diesem Schritt ist es wichtig, dass man die Ergebnisse und die Interpretationen mit vertrauenswürdigen und kompetenten Kollegen diskutiert. Die Diskussion stellt die neu erhaltenen Ergebnisse in Zusammenhang mit den bereits in der Literatur vorhandenen Ergebnissen.
Nach dem Abschluss des Endberichts kann eine Publikation erwogen werden.
Die konkreten Fragen heißen:

• Wurden alle Daten erfasst und der Zusammenhang zwischen Versuch und Daten dokumentiert?
• Wurden alle Datenträger datiert und archiviert?
• Erlaubt die schriftliche Dokumentation einer fachlich kompetenten Person, den Versuch ohne zusätzliche Hilfe nachzuvollziehen?
• Ist die Interpretation in sich kohärent und hält sie einer Diskussion stand?
• Welche neuen Erkenntnisse haben sich ergeben im Vergleich mit den bereits in der Literatur beschriebenen Resultaten?
• Gibt es legale oder andere Gründe, die die Publikation der Daten fordern oder verbieten?

Siehe auch

• Nachwuchsforscher • Forschungsfreiheit
• Betrug und Fälschung in der Wissenschaft
• Wissenschaftssoziologie • Open Access
• Wissenschaftsforschung • Ressortforschung • Forschungsinstitute in Deutschland • Forschungsprämie
• Aktionsforschung
• Wissenschaftstheorie
• Stand der Wissenschaft

Weblinks

Wikiquote: Forschung – Zitate

Wiktionary: Forschung – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Bundesministerium für Bildung und Forschung (Deutschland)
• Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung (Österreich)
• Staatssekretariat für Bildung und Forschung SBF (Schweiz)
• Das Schweizer Portal für Forschung und Innovation (Schweiz)
• Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren e.V.
• Jugend forscht
• Translationale Forschung am Helmholtz Zentrum München
• Zusammenfassung einer US-Studie zum Fehlverhalten in der Forschung, heise.de, 18. Juni 2008 (englisch in Nature)

Einzelnachweise

Quellen

• Brockhoff, K.: Forschung und Entwicklung: Planung und Kontrolle. 5. erg. und erw. Auflage, München 1999.
• Popper, K.: Logik der Forschung.11. Aufl., Tübingen 2005.
• Siegwart, H.: Produktentwicklung in der industriellen Unternehmung. UTB 315. Bern 1974.
• Staudt, E.: Forschung und Entwicklung. In: Band 2 HWB, Teilbd. 1, A-H, 5., völlig neu gestaltete Auflage, Stuttgart 1993, Sp. 1186 f.
• Strebel, H.: Die Bedeutung von Forschung und Entwicklung für das Wachstum industrieller Unternehmungen. Dissertation. Technische Hochschule Karlsruhe, Berlin 1968.
• Wagner, A.P.: Der Schlüssel zum erfolgreichen Produkt: Die modernen Produktideenfindungstechniken in praxisnaher Darstellung. Wien 1974.