Warum sollten sich Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftler schon während ihres Studiums nicht nur mit Programmieren, sondern insbesondere auch mit wissenschaftlicher Softwareentwicklung beschäftigen? Und was ist überhaupt der Unterschied zwischen Programmieren und Softwareentwicklung?
Software wird auf allen Ebenen des Forschens immer wichtiger, von der Planung über die Datenerhebung und Datenauswertung bis zur Veröffentlichung der Ergebnisse. Die meiste Software wird dabei von Forschenden selbst geschrieben - die meist nie formal programmieren gelernt haben und viel weniger noch, wie man Software entwickelt, die sowohl von anderen (inkl. dem Zukunfts-Ich) verstanden und verwendet werden kann, als auch den Ansprüchen der Wissenschaft genügt.
Kernaspekt aller Wissenschaft ist die Nachvollziehbarkeit und damit die unabhängige Überprüfbarkeit durch andere. Für Software, die entscheidenden Anteil am wissenschaftlichen Erkenntnisprozess hat, bedeutet das in erster Linie: Lesbarkeit, Klarheit und Ausdrucksstärke ihres Quelltextes. Die Forschenden sind dafür verantwortlich, die ausreichende Qualität der von ihnen entwickelten Software sicherzustellen.
In diesem ersten Kapitel werden, ausgehend vom Wesen der Wissenschaft, sieben Anforderungen kurz vorgestellt, denen wissenschaftliche Software genügen sollte.
Diese Fragen dienen der persönlichen Beschäftigung mit der Thematik, es werden aber keine Antworten zur Verfügung gestellt.
If I have seen further, it is by standing on ye shoulders of giants. Sir Isaak Newton1)
Die Schreibweise „ye“ für „the“ kommt aus dem Altenglischen, strenggenommen ist das „y“ hier auch falsch, es handelt sich um einen Thorn, also den Buchstaben „þ“. Die Schreibung mit „y“ hat sich, als antikisierende Schreibweise, in Ausdrücken wie „ye olde“ bis heute erhalten.
Eine kommentierte und handverlesene Liste mit weiterführender Literatur zum Thema. Die Auswahl ist zwangsläufig subjektiv.
Die Frage „Was ist Wissenschaft“ zu behandeln, sprengt den Rahmen des Buches bei Weitem und ist nicht umsonst der Inhalt ganzer Bücher und dedizierter Vorlesungen zur Wissenschaftstheorie (meist an der philosophischen Fakultät). Dem Interessierten sei entsprechende Primär- (u.a. Popper, Kuhn, Hacking) und Sekundärliteratur (u.a. Poser, Chalmers) empfohlen. Wer sich tiefer mit den historischen Vorlagen des Zitats von Newton in seinem Brief an Hooke auseinandersetzen möchte, dem sei das gleichnamige und sehr gelehrte Buch von Merton empfohlen.
Es gibt keine wirklich griffige Übersetzung für die Begriffe „Scientific Computing“ bzw. „Computational Science“, am ehesten „Wissenschaftliches Rechnen“ oder „Rechnergestützte Wissenschaft(en)“. Gerade in der experimentellen Physikalischen Chemie und verwandten Disziplinen ist rechnergestützte Datenauswertung zwar allgegenwärtig, aber eben doch „Mittel zum Zweck“. Zwei Artikel, die sich mit dem Problem befassen, dass die meisten Wissenschaftler nie gelernt haben, wie man programmiert, sind nachfolgend aufgeführt. Weitere Details dazu folgen im zweiten Teil der Motivation.