Die (virtuelle) Ruhe selbst

Die beste und einfachste Erklärung, die ich bis jetzt zu der Frage gehört habe, was denn eine Simulation sei, ist folgende: sie ist die dritte und jüngste Säule der Naturwissenschaft. Angesiedelt zwischen Theorie und Experiment. Mir gefällt das ausgesprochen gut. Zugegebenermaßen ist es ein bisschen frech, sich so einfach in eine jahrhundertealte Dualität reinzudrängeln. Aber das kann man denke ich als gesunden Fach-Optimismus durchgehen lassen.

Das ist die Sichtweise, warum ich es so spannend finde bei accu:rate mitzumischen und warum ich einen Master in diesem Bereich studiere. Als Jugendlicher hatte ich oft Gedankenspiele der Art, wie es wohl wäre, in einem Moment die Pause-Taste der Realität zu drücken, um dann ganz in Ruhe alle Varianten durchzuspielen wie es weitergehen könnte, bevor es dann mit der Play-Taste weitergeht. Wie wenn Morpheus die Matrix angehalten hat, um Neo eine Lektion zu erteilen. So universell ist das natürlich (zum Glück) nicht möglich. Mit Entzücken stellte ich jedoch fest, dass es dank Simulationen viele Bereiche gibt, wo man (stark eingegrenzte) Zusammenhänge eben doch virtuell in Ruhe von allen Seiten betrachten kann. Je besser das jeweilige mathematische Modell dabei die realen Dynamiken abzubilden vermag, desto tragfähiger sind dann die Beobachtungen und getroffenen Einsichten, die man erhält, wenn man sie wieder auf die Realität rückbezieht.

 

Einfach ausprobieren oder Break it till you make it

Was mich außerdem an Simulationen begeistert, ist das “einfach ausprobieren”. Abstrakte Zusammenhänge erschließen sich für mich oft erst, wenn ich sie “ausprobieren” kann. Damit spielen, Extreme ausloten, schauen ab wann es total kaputt geht etc. Das tolle mit Simulationen ist, dass man sowohl mit ihnen als Plattform wie wild ausprobieren kann, als auch ihre Berechtigung als Ganzes meistens “ausprobieren” (validieren) kann; in dem man sie mit der Realität abgleicht. Dazu haben wir im Bereich Personenstromsimulationen ja glücklicherweise die Möglichkeit. Andere Fachbereiche haben es da nicht so komfortabel. Wenn man Varianten des Urknalls simuliert, kann man beispielsweise nur begrenzt auf direkt messbare Daten zurückgreifen. Man muss die Simulation laufen lassen bis ein Stand erreicht ist, der mit dem heute beobachtbaren Universum abgleichbar ist – oder eben nicht.

 

Vorhersehbarkeit: gruselig oder faszinierend 

Wenn ich Leuten erzähle, dass ich daran programmiere, menschliches Verhalten zu simulieren, bekomme ich manchmal Reaktionen im Sinne von “Gruselig, dass Menschen so vorhersehbar sind und was wird man wohl als nächstes simulieren können!”.

Ich kann solche Ängste nachvollziehen, denn es finden viele fragwürdige und wenig durchschaubare Geschäfte mit Daten unseres Verhaltens statt. Nichtsdestotrotz würde ich einer solchen gesunden Skepsis eine weitere Komponente hinzufügen. In der Ich-Werdung von Kleinkindern ist es essentiell aus den vielfältigen menschlichen “Spiegeln”, die man bekommt, eine eigene Identität zu verdichten.

Auch im späteren Leben gibt es oft Momente, in denen wir uns von außen betrachten und daran wachsen. Ich hatte bis jetzt nicht das Gefühl, in einer meiner irgendwie geheimen menschlichen Eigenschaften enttarnt worden zu sein, wenn ein Algorithmus mich kategorisiert oder mein Verhalten korrekt vorhersagt. Ich verstehe es mehr als Spiegel, der mich einlädt oder sogar dazu provoziert, mich von außen zu betrachten im Lichte von Eigenschaften, die ich offenbar mit so vielen Mitmenschen teile, dass es zu korrekten Ergebnissen führt, wenn diese abstrahiert, modelliert und simuliert werden.

 

Die Überschaubarmachung

“Einfach ausprobieren” eignet sich auch hervorragend, um festgefahrene Diskussionen oder unüberschaubare Zusammenhänge aufzubrechen. Wenn man die Implikationen von vielerlei theoretischen Annahmen, Höchstwerten und Richtlinien nicht mehr überblicken kann, heißt es dann einfach: rein mit den Parametern in die Maschine und schauen was passiert. Die Ergebnisse geben dann auch eine viel solidere Grundlage für weitere Diskussionen und Planungen.

Dieser Effekt, Diskussionen mit Substanz auszustatten, spielt auch stark in meine Motivation für dieses Thema hinein. Ich habe mir schon oft Simulationen herbei gewünscht in Diskussionen die aus fachlichen, politischen oder sozialen Gründen hilflos festgefahren waren. So technokratisch das klingen mag, in vielen Fällen würde ich Simulationen und Daten bloßen Meinungen vorziehen. Oder diplomatischer ausgedrückt: die Meinungen auf einer fast-empirischen (nämlich simulierten) Basis aufbauen lassen.

 

Wenn Mathematik ganz intuitiv wird

Das schönste am Simulieren ist für mich, die Ergebnisse anzuschauen. Wenn ich dann die vielen kleinen Punkte auf dem Bildschirm rumlaufen sehe auf dem Weg zu ihren Zielen, stelle ich mir vor, da mitten drin zu sein. Ob ich mich wohl auch so verhalten würde? Das ist der Moment, wo der ganze beeindruckende Berg an Mathematik der dies ermöglicht, in den Hintergrund tritt und man sich ganz intuitiv auf die Situation bezieht. Schließlich haben wir alle diese reale körperliche Erfahrung gemacht, uns in Menschengruppen und -massen zu bewegen.

Wenn eine Simulation so treffend die Wirklichkeit nachstellt, dass es auf einmal intuitiv wieder Sinn ergibt – das ist für mich ein wertvolles Gütesiegel (natürlich nicht das einzige) und es macht mich auf eine Art glücklich, wenn sich damit der große Kreis schließt, in den so viel Forschung, Expertise und Programmierarbeit fließt.

 

Der unsichtbare Backup-Plan

Simulationen werden in den unterschiedlichsten Bereichen angewendet. Bei uns geht es ja in erster Linie um die Optimierung von Personenströmen im Normalfall (bspw. durch eine Fußgängerzone oder ein Kaufhaus) und um den Evakuierungsablauf im Ernstfall. Bei letzterem gilt es die Zeit zu überprüfen, die benötigt wird bis alle in Sicherheit sind, und diesen Wert so weit wie möglich zu senken durch planerische Anregungen für Sicherheitskonzepte. Die Devise bei allen Bereichen unter dem Schirm der Sicherheitsplanung lautet natürlich: es funktioniert am besten, wenn man es gar nicht braucht. Ähnlich wie bei Ärzten: der beste Arzt ist der, der sich selbst möglichst lange überflüssig macht. Das sorgt dafür, dass diese Arbeit manchmal nicht so sichtbar ist und daher auch gesetzlich dafür gesorgt werden muss, dass sie stets getan wird. Diese Kombination von Unsichtbarkeit und Vorschrift mag manchen von dieser Branche abhalten. Bei mir hat sich dieses Gefühl mittlerweile gewandelt in eine Art Stolz, an einer Basis-Sicherheit mit zu wirken, die doch ganz maßgeblich dazu beiträgt, dass eine offene Gesellschaft gedeihen und florieren kann. Eben gerade dadurch, dass man sich in vielen Bereichen zurecht sehr sicher fühlen kann. Dazu beizutragen, finde ich ähnlich befriedigend, wie wenn ich mir irgendwas tolles ausdenke, aber dann zusätzlich noch einen Backup-Plan mache, falls die Hauptvariante nicht klappt. Dieses Extra-Investment lässt mich sehr viel entspannter meinen eigentlichen Plan verfolgen und genießen…

 

Von Benjamin Degenhart, Software Entwickler bei accu:rate

Bildnachweise: Three Pillars: Dr. Tobias Weinzerl, LS Scientific Computing, TUM / Weltall, Baby, Menschenmenge: unsplash.com / Simulation: accu:rate