Visualisiertes Wissen
Das CSH geht nicht nur in der Forschung, sondern auch bei der Vermittlung von Studienergebnissen neue Wege. Eine wichtige Rolle spielen dabei die interaktiven Visualisierungen der preisgekrönten Grafikerin Liuhuaying Yang (csh.ac.at/visuals/). Dieser Turm repräsentiert Länder innerhalb der globalen Halbleiter-Lieferkette, das Entfernen eines Bausteins die Folgen.
Daten statt raten
Der 24. September war ein verdammt ungemütlicher Tag für das internationale Gaunermilieu. Schuld daran war aber nicht das kühle Herbstwetter in Wien. Sondern die neue Wunderwaffe gegen Kriminelle, über die Interpol-Beamt:innen aus 40 Ländern im dritten Wiener Gemeindebezirk diskutierten. Der Name der Wunderwaffe: Mathematik.
Mit ihr kann man nämlich Zahlungsströme in Kryptowährungen nachverfolgen und Transaktionsnetzwerke sichtbar machen – zum Beispiel über das Analysetool Graphsense, das Gastgeber Bernhard Haslhofer mit der Unterstützung seines Teams entwickelt hat. „Da illegale Aktivitäten, etwa im Bereich Waffenhandel oder bei der Verbreitung von Missbrauchsmaterialien im Darknet, häufig in Kryptowährungen abgewickelt werden, kann unsere Methode Ermittler:innen helfen, einzelne Fälle zu verbinden und gezielter gegen Kriminelle vorzugehen“, erklärt der Komplexitätsforscher des Complexity Science Hub (CSH). Netzwerke so detailliert aufzuschlüsseln war bisher nicht möglich, ergänzt CSH-Direktor Stefan Thurner: „Mit den Methoden der Komplexitätswissenschaft können wir Muster in hochkomplexen Systemen sichtbar machen und so Strafverfolgungsbehörden neue Werkzeuge an die Hand geben.“
Wie nützlich die Methode ist, bewies unter anderem die KidFlix-Ermittlung: Mit der Hilfe von Mathematik und neuen Ermittlungsmethoden – etwa der von Haslhofer – konnte das Bayerische Landeskriminalamt im April über 1.000 Täter in 31 Ländern überführen, die sexuelle Missbrauchsdarstellungen von Kindern heruntergeladen hatten.
Eine Erfolgsstory, die Österreichs Ansehen als Standort für zukunftsgerichtete Forschung festigt? Allemal. Aber gleichzeitig ganz normaler Alltag im Complexity Science Hub, einer der spannendsten Forschungseinrichtungen des Landes. 80 Wissenschaftler:innen aus 30 Ländern erforschen hier komplexe Phänomene in 13 Disziplinen, die Themen reichen von Migration bis Machine Learning, von Health Care bis zur Analyse von Lieferketten.
Unicorn des Wissens
Ziel des vor zehn Jahren von TU Wien, TU Graz, MedUni Wien und AIT gegründeten Zentrums, das inzwischen elf Mitglieder hat, ist stets die praktische Anwendbarkeit theoretisch gewonnener Erkenntnisse: „Wir versuchen, Grundlagenforschung so zu betreiben, dass sich daraus sinnvolle Erkenntnisse für die Gesellschaft ableiten lassen“, sagt Sprecherin Anja Böck. „Wir möchten das Gegenteil eines Elfenbeinturms sein.“ Das Sammeln, Aufbereiten und Analysieren gigantischer Datenmengen soll Entscheider:innen rationale, fundierte Strategien zur Verfügung stellen, die die Zusammenhänge komplexer Systemen berücksichtigen. Innerhalb Europas will man sich damit als Leuchtturmprojekt positionieren, sagt CSH-Culture-Managerin Sonja Jöchtl, „als eine Art Wissens-Unicorn. Früher war’s egal, wenn in China ein Sack Reis umfiel. Aber in der komplexen Welt, in der wir heute leben, ist es nicht mehr egal.“ Darum steht der CSH auch im ständigen Austausch mit Partner-Instituten wie dem Harvard Growth Lab, den Universitäten in Oxford und Cambridge oder dem Santa Fe Institute für interdisziplinäre Grundlagenforschung.
Für Außenstehende wird die durch Förderungen und strategische Partnerschaften finanzierte Arbeit des CSH umso greifbarer, wenn neue, wissenschaftlich fundierte Lösungsansätze für bislang eher hemdsärmelig betriebene Disziplinen gefunden werden. Zum Beispiel für die Verbrecherjagd. Neben dem Wiener Krypto-Experten Bernhard Haslhofer befasst sich auch der mexikanische Mathematiker Rafael Prieto-Curiel damit: Er erforscht die Strukturen lateinamerikanischer Drogenkartelle. Nach der Aufbereitung von Medienberichten, Verhaftungs- und Sterbestatistiken konfrontierte er die mexikanischen Behörden mit einem überraschenden Schluss: „Laut unserem Modell haben Mexikos Kartelle eine Mannstärke von etwa 175.000, in den Gefängnissen sind aktuell etwa 200.000 Kriminelle inhaftiert. Gelänge es der 80.000 Personen starken Armee, alle Kartellmitglieder zu verhaften, bräuchte Mexiko also doppelt so viele Gefängnisse. Die Kartelle würden schnell Ersatz für sie finden. Darum wäre es wirkungsvoller, die Rekrutierung neuer Mitglieder zu verhindern“, rechnet er profil Extra stark vereinfacht vor.
Daten sind wie ein Kuchenteig. Ohne Rezept und Bäcker:innen wird nichts daraus.
Prieto-Curiel interessiert sich aber nicht nur für organisierte Kriminalität, seine systemischen Modelle finden auch bei Migrations- und Mobilitätsthemen Anwendung. „Daten sind wie ein Kuchenteig“, sagt der amtierende Preisträger des CCS Junior Scientific Award. „Du brauchst ein Rezept und eine:n Bäcker:in, sonst wird daraus kein Kuchen.“ Das Rezept ist in seinem bildhaften Beispiel ein Rechenmodell, bei den Bäcker:innen handelt es sich um „seine“ Doktoratsstudierenden und Forschungsgruppen, die in ständigem Austausch mit Fachleuten der jeweiligen Disziplin stehen. „Das Faszinierende am Complexity Science Hub ist, dass du auf Schritt und Tritt klugen Leuten begegnest. Vielleicht plauderst du gerade in der Teeküche über Lieferkettensysteme, und eine Finanztechnologin steuert spontan eine Idee dazu bei. Oder du inspirierst jemandem aus der medizinischen Forschung mit einem Zugang, der für nachhaltige Stadtentwicklung nützlich ist.“
Leben schützen, Welt retten
Beim Besuch im historischen Palais Springer-Rothschild kratzt es deshalb auch nicht am Ego, in jedem Raum die matteste Kerze auf der Torte zu sein. An der Kaffeemaschine treffen wir zum Beispiel Elma Hot-Dervic, eine junge Elektroingenieurin, die vor ihrem Schwenk zu Data und Network Science ein eigenes IoT-Start-up gegründet hat. Sie hat sich, erzählt die Wissenschaftlerin, ein vielleicht noch ehrgeizigeres Ziel vorgenommen als ihre bisher angetroffenen Kollegen. Die gebürtige Montenegrinerin möchte uns schon heute vor Krankheiten bewahren, die wir womöglich in 20 Jahren bekommen könnten.
Gegen ihre Mega-Studie wirken herkömmliche Datenanalysen wie Schulversuche: Sie durchforstet die (streng anonymisierten) Daten sämtlicher österreichischer Spitalspatient:innen der vergangenen 20 Jahre nach Mustern, die bei der Ultra-Früherkennung von Krankheitsrisiken helfen können. „Ein harmloses Symptom in den Zwanzigern oder Dreißigern, zum Beispiel Schlafstörungen, kann das erste Warnzeichen für eine Reihe von immer ernster werdenden Folgeerkrankungen in den folgenden Jahrzehnten sein, die man durch Änderungen des Lebensstils oder engmaschige Vorsorgeuntersuchungen verhindern kann“, erklärt sie. Spannende Erkenntnisse brachte ihr auch der Vergleich der Geschlechter: Weil die medizinische Forschung bisher stets vom Mann als Normalfall ausging („Sogar die Labormäuse sind männlich!“) blieben etliche typisch weibliche Krankheitsmuster bisher unentdeckt. „Zum Beispiel kamen wir einem Zusammenhang von Depression und Diabetes auf die Spur, der bei Frauen deutlich stärker ausgeprägt ist als bei Männern.“ Im nächsten Schritt will sie ihre Erkenntnisse mit Millionen Daten aus Dänemark und Korea abgleichen, um österreichische Spezifika ausschließen zu können.
Aus Millionen Patientendaten können wir noch zielgenauere Vorsorge-Maßnahmen ableiten.
Als spannendste, aber auch schwierigste Herausforderung der interdisziplinären Komplexitätsforschung erlebt Elma Hot-Dervic am CSH jeden Tag die Sprachbarriere zwischen unterschiedlichen Wissenschaftsdisziplinen: „Wenn ich als Ingenieurin mit medizinischen Forscher:innen arbeite, müssen wir einander erst gegenseitig verstehen lernen: Ich muss ihnen den technischen Aspekt meiner Zugänge verständlich machen, sie mir den medizinischen Hintergrund ihrer Fragen.“
Das Ringen um eine gemeinsame Realität, die (weltanschauliche) Kluft zwischen unterschiedlich sozialisierten Gruppen: Das erinnert ein bisschen an den aktuellen Zustand unserer kriselnden Gesellschaft. Wieso manche Krisen im Lauf der Geschichte zum Zusammenbruch ganzer Gesellschaften führten, andere aber nicht, war Gegenstand der jüngsten vom Complexity Science Hub veröffentlichten Studie, die gerade veröffentlicht wurde. „Die Untersuchung historischer Fälle, in denen Gesellschaften einen Zusammenbruch abwenden konnten, ist nicht nur intellektuell faszinierend, sondern liefert auch Erkenntnisse für die heutige Politik“, sagt Peter Turchin, Leiter der Forschungsgruppe Social Complexity and Collapse am CSH.
Anders als sonst in der Geschichts- und Sozialwissenschaft üblich, konzentrierte sich das Forscher:innenteam nicht auf dramatische Zusammenbrüche und Revolutionen, sondern untersuchte historische Fallbeispiele, in denen Gesellschaften unter hohem Druck durch adaptive Reformen potenzielle Gewaltausbrüche und Unruhen eindämmen konnten. Die Lehre aus den Fällen, die im alten Rom, im England und Russland des 19.Jahrhunderts und in den USA der „Progressive Era“ spielten? Für die Widerstandsfähigkeit einer Gesellschaft sind drei Faktoren entscheidend: die konkrete Umsetzung bedeutender politischer, sozialer oder militärischer Reformen wie Landumverteilung, Schuldenerlass oder Arbeiterschutz; eine gewisse Opferbereitschaft der Eliten, die diese Reformen – auch um den Preis des Verlusts von persönlichem Vermögen oder Privilegien – mittrugen; und die Fähigkeit des Staates, diese Reformen durchzusetzen, zu institutionalisieren und aufrechtzuerhalten.
In unserer Ära der dystopischen „Eh schon alles wurscht“-Haltung seien diese „abgewendeten Krisen“ ein wichtiges Gegen-Narrativ, sagt Daniel Hoyer, Mitglied der Associate Faculty am CSH: „Sie zeigen, dass Gesellschaften selbst angesichts enormer Massenarmut, einer Überproduktion von Eliten – also, wenn mehr potenzielle Führungskräfte entstehen, als es Macht- oder Einflusspositionen gibt – und finanzieller Belastungen des Staates, Wege zu Stabilität und erneuertem Wohlstand finden können.“
Gegennarrativ zu Populismus
Vermutlich ist auch das Institut selbst so etwas wie ein Gegennarrativ zu Populismus und Gefühlspolitik. In Zeiten multipler Krisen, die Wähler:innen und Entscheidungsträger:innen überfordern und in denen kein:e Einzelne:r mehr die tatsächlichen Konsequenzen des sprichwörtlichen umgefallenen Sacks Reis in China überblicken kann, liefert das CSH rationale, datenbasierte Entscheidungshilfen für die verstrickten Probleme der Welt.
Durch Methoden der Komplexitätswissenschaft werden komplexe Muster in Systemen sichtbar.
Aber: Muss das für seine Akteur:innen nicht frustrierend sein, tagtäglich Politikern und Wirtschaftskapitänen beim willkürlich-freihändigen Treffen kurzsichtiger Entscheidungen zuzusehen, wenn man es selbst eigentlich viel besser wüsste? „Jedes Problem hat mehrere Seiten, und nicht jede vernünftige Entscheidung ist auch politisch durchsetzbar oder sozial gerecht“, relativiert Rafael Prieto-Curiel die Macht der Daten. „Gleichzeitig müssen auch wir, die Wissenschaftscommunity, einen besseren Job machen, wenn wir von den Leuten draußen gehört werden möchten, wenn wir sie von der Wichtigkeit datenbasierter Entscheidungen überzeugen wollen.“ Denn ob in China ein Sack Reis umfällt oder in Österreich eine einzelne Person der Wissenschaft (nicht) vertraut – das kann in der vernetzten Welt von heute hochkomplexe Auswirkungen haben.
Text: Alexander Lisetz
