NZZ Folio 12/07 - Thema: Rätsel   Inhaltsverzeichnis

Wenn Sie dieses Rätsel lösen, ­haben Sie einen Gehirnschaden

Rätselaufgaben haben den Psychologen vieles über das Wesen des Menschen verraten: Wir sind völlig ­unlogisch, komplett ideenlos – und manchmal fahren wir besser mit einer ­Störung im ­Gehirn.

Von Reto U. Schneider
Höchst unlogisch

Wasons Vier-Karten-Problem

Das Rätsel macht einen trügerisch einfachen Eindruck. Als es der britische Psychologe Peter Wason in den frühen 1960er Jahren ersann, konnte er nicht ahnen, welche fulminante Karriere ihm beschieden sein würde: Auf dem Tisch liegen vier Karten mit einem Buchstaben auf der einen, ­einer Zahl auf der anderen Seite. Zwei davon zeigen die Buchstaben E und T, die anderen zwei die Zahlen 4 und 7. Es gilt die Regel: Wenn auf der einen Seite einer Karte ein Vokal steht, steht auf der anderen eine gerade Zahl. Welche Karten muss man umdrehen, um zu überprüfen, ob die Regel eingehalten wird? Diese simple Frage wurde unter der Bezeichnung «selection task» zur meiststudierten Denksportaufgabe in der Psychologie. Unter Titeln wie «Deontic thought and the selection task» oder «The elusive thematic materials effect in the Wason selection task» ist sie Gegenstand Hunderter von Untersuchungen.

Der Grund für das enorme Interesse ist die erstaunliche Tatsache, dass kaum zehn Prozent der Versuchspersonen auf die richtige Lösung kommen. Von den 128 Studenten, denen Wason dieses Problem zuerst stellte, gaben nur gerade 5 die richtige Antwort. 59 Studenten wollten E und 4 wenden, 42 gaben E zur Antwort. Dabei lautet die richtige Antwort E und 7.

Dass die Karte, die E zeigt, gedreht werden muss, war allen klar: Wenn auf der anderen Seite eine ungerade Zahl steht, ist die Regel verletzt. Die 4 zu wenden, ist hingegen unnötig. Die Regel besagt nur, dass auf der Karte mit einem Vokal eine gerade Zahl steht, nicht aber, dass auf einer Karte mit einer geraden Zahl auch ein Vokal stehen muss. Das klingt verwirrend, klärt sich aber mit einem konkreten Beispiel: Alle Postautos sind gelb, heisst ja auch nicht, dass alles, was gelb ist, Postautos sind.

Hingegen ist es entscheidend, sich die Karte mit der 7 anzuschauen: Wenn auf der anderen Seite ein Vokal steht, ist die Regel ebenfalls verletzt. Bloss sind die meisten darauf nicht gekommen. Und nicht nur das: Als Wason seine Versuchspersonen von ihrem Irrtum zu überzeugen versuchte, stiess er auf unerwarteten Widerstand. Selbst als er sie aufforderte, die Karte mit der 7 zu wenden, und sie auf der anderen Seite ein A entdeckten, behaupteten sie, die 7 auszuwählen, sei unnötig.

Die wichtigste Erkenntnis von Wasons Experiment liegt darin, dass die meisten Menschen dazu neigen, einmal getroffene Annahmen durch neue Information zu bestätigen, anstatt dass sie versuchen, sie zu widerlegen. Wer die Karte E wendet, hat die Möglichkeit, die Regel «wenn Vokal, dann gerade Zahl», zu bestätigen, wer die 7 dreht, kann sie höchstens widerlegen. Das Bedürfnis, lange gehegte Überzeugungen bestätigt und nicht widerlegt zu sehen, ist zutiefst menschlich und findet seinen Ausdruck im leidenschaftlichen Glauben an Pseudowissenschaften und Verschwörungstheorien.

Fast hätte die Welt übrigens nie von Wasons Rätsel erfahren. Als er es Anfang der 1960er Jahre zum ersten Mal ausprobierte, blieb die Begeisterung aus. «Ich zeigte es zwei Freunden. Beide lösten es nach einigem Nachdenken, und mein Assistent war der Ansicht, dem Rätsel fehle es an ­Potential.»

Keine Ahnung von Physik

Intuitive Physik

Anfang der 1980er Jahre versuchte der Psychologe Michael McCloskey von der Johns Hopkins University herauszufinden, wie sich Leute mit unterschiedlichen Physikkenntnissen verschiedene Bewegungen von Gegenständen erklären. Er legte ihnen Skizzen vor, in denen Leute Bälle warfen, oder rollte Kugeln über Tischkanten und liess sie die Aufprallstelle schätzen. Überraschenderweise lagen seine Versuchspersonen selbst bei einfachsten Fragen völlig daneben. Bei einem Test sollten zum Beispiel zwanzig Versuchspersonen, während sie durchs Labor marschierten, einen Golfball so fallen lassen, dass er eine Markierung am Boden traf. Zwölf davon liessen den Golfball los, als ihre Hand genau über der Markierung war, in der festen Meinung, der Ball falle senkrecht zu Boden.

Auch wenn die Versuchspersonen die Bahn des Balls in einer Zeichnung auswählen sollten, wählten sie oft die senkrechte Linie oder vermuteten sogar, der Ball würde sich gegen die Marschrichtung rückwärts bewegen. Nach den Bewegungsgesetzen von Newton bewegt sich der Ball aber auf einer Kurve in Marschrichtung dem Boden zu. Solange die marschierende Person den Ball hält, hat er ja deren Geschwindigkeit. Wird er dann losgelassen, bewegt er sich mit dieser Geschwindigkeit weiter in Marschrichtung, bloss dass ihn jetzt auch noch die Schwerkraft zu Boden zieht. Zusammen ergeben diese zwei Komponenten die immer steiler werdende Kurve, die auch Wurfparabel genannt wird (Lösung C). Jeder Schlüssel, der einem beim Spurt zur Bushaltestelle aus der Tasche fällt, beschreibt eine Wurfparabel; warum also glauben so viele, dass er senkrecht falle?

Ein Grund dafür ist eine Täuschung der Wahrnehmung: Wenn Sie Ihre Schlüssel im Gehen fallen lassen, landen sie nicht hinter oder vor Ihnen, sondern genau neben Ihnen. In Bezug auf Ihren Körper sind sie also senkrecht gefallen – bloss dass der sich in dieser Zeit vorwärts bewegt hat. Eine ähnliche Verschiebung des Bezugsrahmens findet statt, wenn sie eine andere Person beobachten, die im Gehen Schlüssel fallen lässt. Sie vergleichen die Bewegung der Schlüssel nicht mit dem ruhenden Boden, sondern mit der marschierenden Person – und in Bezug auf sie fallen die Schlüssel ja senkrecht.

Bei einem anderen Problem waren die Resultate ähnlich falsch: McCloskey fragte nach der Flugbahn eines Balls, der an einer Schnur über dem Kopf im Kreis geschwungen und dann losgelassen wird (wie Davids Steinschleuder im Alten Testament). Ein Drittel der Studenten zeichneten eine gekrümmte Bahn ein, offenbar nicht wissend, dass ein Körper sich immer auf einer geraden Linie bewegt, wenn keine Kraft auf ihn einwirkt (Lösung B). Wenn Sie die Aufgaben falsch gelöst haben, sind Sie zwar in guter Gesellschaft, aber mit ­Ihren Physikkenntnissen vor 400 Jahren stehengeblieben. McCloskey fiel nämlich auf, dass die falschen Lösungen mit einer Theorie übereinstimmten, mit der man sich Bewegungen erklärt hatte, bevor Isaac Newton im 17. Jahrhundert seine Bewegungsgesetze aufstellte: mit der sogenannten Impetus-Theorie, die besagt, dass jede Bewegung von einer Kraft in Gang gehalten werden muss. Der Impetus war die Kraft, die einer Kugel innewohnt und sie in Bewegung hält, dabei aber langsam aufgebraucht wird. Auch die gebogene Wurfbahn aus dem Steinschleuderexperiment liess sich so erklären: Der Ball speichert in seinem Inneren die Drehbewegung, die dann eine gekrümmte Bahn verursacht.

McCloskeys Erkenntnisse haben Folgen für jede Art von Lehren und Lernen. Es zeigte sich nämlich, dass selbst viele Versuchspersonen, die die Newtonschen Bewegungsgesetze kannten, die Aufgaben falsch lösten. Daraus zogen Pädagogen den Schluss, dass neues Wissen nur dann wirksam vermittelt werden kann, wenn bestehende falsche Vorstellungen vorher abgebaut werden.

Wenn ein Gehirnschaden hilft

Eine Streichholzaufgabe

Wer hätte gedacht, dass selbst ein Gehirnschaden bei der Lösung eines Rätsels nützlich sein kann? Das fanden italienische Forscher mittels altmodischer Streichholz-Legerätsel heraus. Sie zeigten die zwei Aufgaben einer Gruppe von Patienten mit einer Schädigung des seitlich-hinteren Frontallappens. Der Fron­tallappen ist jene Gehirnregion, die unter anderem für das Lösen von Problemen zuständig ist. Das erste Rätsel lösten die Patienten, wie zu erwarten war, deutlich schlechter als die Kontrollgruppe aus Personen mit intaktem Gehirn. Bei der zweiten Aufgabe sah die Sache allerdings anders aus: Nur 43 Prozent der gesunden Personen konnten die Aufgabe in drei Minuten lösen, aber 82 Prozent aus der Gruppe der Gehirngeschädigten.

Um die erste Aufgabe zu lösen, genügt es, ein Streichholz von der linken Seite der Gleichung (VII) zu den zwei Streichhölzern des ersten Summanden auf der rechten Seite der Gleichung (II) zu legen. Dann heisst es richtig: VI = III + III. Die zweite Aufgabe ist trickreicher. Sie lässt sich lösen, indem man das senkrechte Hölzchen aus dem Pluszeichen in die Waagrechte legt und so aus dem Plus ein Gleich macht. Die Gleichung heisst dann IV = IV = IV.

Die geschädigte Hirnregion der Versuchspersonen übernimmt normalerweise die Aufgabe, die Anzahl Lösungen, die in einer bestimmten Situation in Betracht gezogen werden müssen, einzuschränken, indem sie eine Kollektion passender Möglichkeiten bereitstellt. Im Alltag macht diese Reduzierung der Möglichkeiten ein Problem erst handhabbar: Die Lösungssuche wird einfacher und schneller. Bei der zweiten Aufgabe führt diese Reduzierung aber in eine Sackgasse, weil die Endauswahl die richtige Lösung nicht mehr enthält. Viele Personen der Kontrollgruppe schränkten offenbar die möglichen Lösungen intuitiv nach folgender Regel ein: Nur die römischen Zahlen, nicht aber die Rechenzeichen dürfen verändert werden. Ein gesundes Hirn kann ein Hindernis sein, wenn es darum geht, über den Tellerrand hinaus zu denken.

Schachteldenken

Dunckers Kerzenproblem

Hier eines der wenigen Experimente, die den Sprung aus der Psychologievorlesung in die Knobelbücher geschafft haben. Sie können es gleich selbst machen: Legen Sie drei kleine Pappschachteln (etwa in der Grösse von Streichholzschachteln) auf den Tisch, je gefüllt mit Reissnägeln, Streichhölzern und drei kleinen Kerzen. Ihre Aufgabe besteht nun darin, die drei Kerzen an einer Wand auf Augenhöhe zu befestigen. Na? – Die Lösung ist eigentlich ganz einfach: Sie befestigen die Schachteln mit den Reissnägeln an der Tür und benutzen sie als Ständer für die Kerzen.

Der entscheidende Schritt besteht darin, die Funktion der Schachteln von «Behälter» zu «Ständer» umzudeuten. Darin sehen heute viele Forscher das Geheimnis der Kreativität: die Fähigkeit, einer Sache eine Funktion zuzuweisen, für die sie eigentlich nicht gedacht war; sich von der «funktionalen Fixiertheit», wie das die Psychologen nennen, zu lösen.

Die Kerzenaufgabe war eine von mehreren, die der deutsche Psychologe Karl Duncker seinen Versuchspersonen stellte. Das Vorgehen war etwas komplizierter als in der Kurzbeschreibung oben. Neben den drei Schachteln lagen noch andere Gegenstände auf dem Tisch, die für die Lösung des Problems nicht relevant waren. In der Anweisung wies Duncker die Versuchspersonen explizit darauf hin, dass sie alle Gegenstände verwenden dürften und dass sie bei der Lösung laut denken sollten. Er wollte so den Fluss der Gedanken beobachten.

Er machte das Experiment in zwei Versionen: Einmal waren die Schachteln mit Reissnägeln, Kerzen und Streichhölzern gefüllt, das andere Mal waren die Schachteln leer, und Reissnägel, Kerzen und Streichhölzer lagen auf dem Tisch. Von sieben Personen konnten alle die Aufgabe mit den leeren Schachteln lösen, jedoch nur drei, wenn die Schachteln gefüllt waren. Wie Duncker vermutet hatte, fiel es den Versuchspersonen leichter, die leeren Schachteln von ihrer ursprünglichen Funktion als Behälter zu lösen als die vollen, die ja tatsächlich als Behälter dienten.

Duncker versuchte noch mehr über die Bedingungen herauszufinden, die das «Umzentrieren» – die gedankliche Loslösung einer Sache von ihrer ursprünglichen Funktion – erleichterten. Wenn der Inhalt der Schachtel nichts mit der Lösung des Problems zu tun hatte – Duncker füllte sie zum Beispiel mit Knöpfen –, fiel die Umzentrierung leichter. Auch spezielle Anweisungen halfen: «Verwenden Sie zur Lösung die Reissnägel und etwas, das sich leicht mit Reissnägeln an der Tür befestigen lässt.»

Duncker veröffentlichte seine Experimente im Jahr 1935 in seinem Buch «Zur Psychologie des produktiven Denkens», das heute zu den Schlüsselpublikationen der Psychologie zählt. Er war zweiunddreissig Jahre alt. Weil er der kommunistischen Partei nahestand, wurde seine Habilitation zweimal abgelehnt. Fünf Jahre später nahm er sich, von Depressionen geplagt, das Leben.

Reto U. Schneider ist stellvertretender Redaktionsleiter von NZZ Folio.

Leserbriefe:

Zu Wenn Sie dieses Rätsel lösen, ­haben Sie einen Gehirnschaden - NZZ-Folio Rätsel (12/07)

Mit der Streichholzaufgabe Nr. 2 auf Seite 60 im Dezember-Folio bin ich nicht ganz einverstanden. Versuchen Sie, aus dem Plus- ein Gleichheitszeichen zu zaubern, ohne dass das über dem zu verschiebenden senkrecht liegenden Streichholz bewegt, d.h. ebenfalls verschoben wird. Das senkrecht gezeichnete Streichholz müsste über dem waagrechten liegen, nur so ist das Rätsel korrekt lösbar. Beim Kerzenproblem brauchen die einzelnen Kerzchen nicht auf den an die Wand genagelten Schachteln zu stehen. Man kann sie auch auf den Boden (Seitenwand) jeder Schachtel stellen, was noch hübscher aussähe. Es wäre so oder so wohl nicht ratsam, sie auch anzuzünden.
PS: Das Folio "Tiefsee" habe ich erst dieser Tage gelesen. Dazu gibt es nur eines zu sagen: GROSSARTIG!!! 
Erika Affolter, Bern



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