Die Vermessung des Universums: Wie die Physik von morgen den letzten Geheimnissen auf der Spur ist (German Edition)

Unsicherheiten beeinflussen die Genauigkeit einer Messung, während die statistische Unsicherheit ihre Präzision beeinflusst. Gute wissenschaftliche Untersuchungen berücksichtigen beides, und die Messungen werden so sorgfältig wie möglich an einer möglichst großen Stichprobe vorgenommen. Idealerweise hätte man gern, dass die Messungen sowohl genau als auch präzise sind, so dass der erwartete absolute Fehler klein ist und man den gefundenen Werten trauen kann. Man strebt also danach, dass die Werte in einem Bereich liegen, der so eng wie nur möglich ist (Präzision), und dass sie auf die richtige Zahl konvergieren (Genauigkeit).
    Ein vertrautes (und wichtiges) Beispiel, an dem wir die Anwendung dieser Begriffe betrachten können, sind Tests der Wirksamkeit von Medikamenten. Ärzte werden häufig nichts darüber sagen, oder sie kennen vielleicht die relevanten Statistiken nicht. Waren Sie jemals enttäuscht, wenn man Ihnen gesagt hat: »Manchmal wirkt diese Medizin und manchmal nicht«? In dieser Aussage wird eine ganze Menge nützlicher Informationen unterdrückt. Sie liefert keine Vorstellung davon, wie häufig das Medikament wirkt oder wie ähnlich die Testpopulation im Vergleich zu Ihnen ist. Dadurch wird es sehr schwierig, zu entscheiden, was man tun soll. Eine nützlichere Aussage würde uns die Häufigkeit nennen, mit der ein Medikament oder Verfahren bei Patienten ähnlichen Alters und Fitnessgrads gewirkt hat. Selbst in den Fällen, in denen die Ärzte selbst die Statistiken nicht verstehen, können sie ziemlich sicher bestimmte Daten oder Informationen liefern.
    Zugegebenermaßen wird durch die Heterogenität der Population, da verschiedene Personen unterschiedlich auf Medikamente reagieren, die Bestimmung der Wirksamkeit eines Medikaments zu einer komplizierten Sache. Betrachten wir also zunächst einen einfacheren Fall, bei dem wir Tests an einer einzelnen Person durchführen können. Nehmen wir als Beispiel das Verfahren zur Prüfung, ob Aspirin Ihnen bei der Linderung Ihrer Kopfschmerzen hilft oder nicht.
    Es scheint sehr leicht zu sein, das herauszufinden: Nehmen Sie ein Aspirin, und warten Sie ab, ob es wirkt. Aber tatsächlich ist es etwas komplizierter. Selbst wenn Sie sich besser fühlen, woher wissen Sie, dass es das Aspirin war, das Ihnen geholfen hat? Um zu bestimmen, ob es tatsächlich wirkte oder nicht – d.h., ob Ihre Kopfschmerzen weniger schmerzhaft waren oder schneller vorübergingen als ohne das Medikament –, müssten Sie in der Lage sein, zu vergleichen, wie Sie sich mit und ohne das Medikament fühlen. Da Sie jedoch entweder Aspirin genommen haben oder nicht, reicht eine einzige Messung nicht aus, um Ihnen die Antwort zu geben, die Sie wollen.
    Die Methode zur Feststellung dieser Antwort besteht darin, den Test viele Male durchzuführen. Jedes Mal, wenn Sie Kopfschmerzen haben, werfen Sie eine Münze, um zu entscheiden, ob Sie ein Aspirin nehmen oder nicht, und schreiben das Ergebnis auf. Nachdem Sie das hinreichend oft getan haben, können Sie über alle die verschiedenen Arten von Kopfschmerzen mitteln, die Sie hatten, und über die verschiedenen Umstände, in denen Sie sie hatten (vielleicht gehen sie schneller weg, wenn Sie nicht so schläfrig sind), und ihre Statistik zur Bestimmung des richtigen Ergebnisses verwenden. Vermutlich gibt es bei Ihrer Messung keine Verzerrung, da Sie ja eine Münze geworfen haben, um zu entscheiden, und die Stichprobe, die Sie verwendet haben, waren ja nur Sie selbst. Daher wird Ihr Ergebnis bei hinreichend vielen Selbsttests auch richtig konvergieren.
    Es wäre schön, wenn man mit einer so einfachen Methode immer erfahren könnte, ob Medikamente wirken. Die meisten Medikamente behandeln jedoch ernsthaftere Krankheiten als Kopfschmerzen – vielleicht gar solche, die tödlich verlaufen. Und viele Medikamente haben langfristige Wirkungen, so dass man keine wiederholten Versuche in kurzen Abständen bei einer einzelnen Person durchführen könnte, auch wenn man das wollte.
    Bei üblichen Tests zur Wirksamkeit eines Medikaments untersuchen Biologen oder Ärzte also nicht eine einzelne Person, auch wenn sie das zumindest aus wissenschaftlichen Gründen vorziehen würden. Dann müssen sie sich mit der Tatsache auseinandersetzen, dass Menschen auf dasselbe Medikament verschieden reagieren. Jede Arznei ruft eine Bandbreite von Wirkungen hervor, selbst wenn sie an einer Population getestet wird, die denselben Schweregrad der Krankheit besitzt.