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Zeit ist ein fundamentaler Aspekt menschlichen Verhaltens. Während Untersuchungen bislang meist nur auf einem der drei Hauptaspekte der Zeit: Dauer, Zeitfolge und individuelle zeitliche Orientierung fokussierten, untersucht diese Dissertation Zusammenhänge zwischen der individuellen zeitlichen Orientierung und der Zeitfolge. Zeit ist nicht direkt wahrnehmbar, sondern an kognitive Abstraktionsprozesse gebunden. Diese benötigen kognitive Ressourcen und werden kognitiven Fähigkeiten beeinflusst. Daher wurden Zusammenhänge zwischen individueller zeitlicher Orientierung und allgemeinen kognitiven Fähigkeiten ebenfalls untersucht. Studie 1 analysiert, wie verschiedene Aspekte individueller zeitlicher Orientierung korreliert sind, und diese Korrelationen von Alter und Geschlecht beeinflusst sind. Studien 2 und 3a analysieren Zusammenhänge zwischen individueller zeitlicher Orientierung und der Zeitfolge. Studie 3b untersucht mittels einer geometrischen Analogieanforderung Korrelationen zwischen individueller zeitlicher Orientierung und höheren fluiden Intelligenzleistungen. Befunde zu Zeitperspektive-Chronotyp- Relationen sowie Zeithorizont-Chronotyp-Relationen werden berichtet, ebenso Zusammenhänge zwischen Zeitperspektive, Zeithorizont und der Zeitfolge. Ausgehend von diesen und früheren Befunden wird ein kognitives Modell vorgestellt, welches alle drei Aspekte psychologischer Zeit (Zeitdauer; Zeitfolge; individuelle zeitliche Orientierung) integriert. Ferner werden als Ergebnis der Studien Zusammenhänge zwischen der Zukunftsperspektive und fluider Intelligenz sowie Chronotyp und verbaler Intelligenz berichtet. Verhaltensdaten und psychophysiologische Daten (Pupillendilation) zeigen ferner Zusammenhänge zwischen individueller zeitlicher Orientierung, analogem Denken, exekutiven Funktionen und Konfliktverarbeitung. So scheinen Zukunftsperspektive und Morgentyp eng mit Konfliktverarbeitung verbunden, der Zeithorizont hingegen eng mit inhibierenden Kontrollprozessen. / Time is a fundamental aspect of human experience. Whilst most research investigated major aspects of psychological time - time duration, time succession, individual temporal orientation - in isolation, this dissertation investigates interrelations between individual temporal orientation and time succession. Since psychological time is bound to cognitive abstraction processes that rely on cognitive resources and functions, interrelations between individual temporal orientation and cognitive capacities were also investigated. Study 1 explored how different levels of individuals’ temporal orientation may be interrelated, and how interrelations may be influenced by age and sex. Interrelations between individual temporal orientation and time succession were explored in a task predominantly requiring crystallized intelligence (Study 2) and in a semantic analogy task requiring crystallized and fluid intelligence (Study 3a). Study 3b investigated interrelations between individual temporal orientation and higher-level fluid intelligence measures by applying a geometric analogy task. Interrelations between time perspective and chronotype as well as between chronotype and temporal depth are reported. Further, both future time perspective and temporal depth are interrelated with time succession. A testable global working memory model of time perception integrating all three aspects of psychological time is proposed. Further, interrelations between individual temporal orientation and cognitive capacities are reported. Future time perspective was related to fluid intelligence, chronotype to verbal intelligence. Behavioral as well as pupillary data suggest that individual temporal orientation is related to analogical reasoning, executive functions and goal management. Whereas future time perspective and morningness appear interrelated with conflict detection, temporal depth appears interrelated with inhibitory control.

In Multi-Agenten-Systemen (MAS) kooperieren und konkurrieren Agenten um ihre jeweiligen Ziele zu erreichen. Für optimierte Agenten-Interaktionen sind Kenntnisse über die aktuellen und zukünftigen Handlungen anderer Agenten (Interaktionsparter, IP) hilfreich. Bei der Ermittlung und Nutzung solcher Kenntnisse kommt dem automatischen Erkennen und Verstehen sowie der Vorhersage von Verhalten der IP auf Basis von Beobachtungen besondere Bedeutung zu. Die Dissertation beschäftigt sich mit der automatischen Bestimmung und Vorhersage von Verhalten der IP durch einen Modellierenden Agenten (MA). Der MA generiert fallbasierte, adaptive Verhaltens-Modelle seiner IP und verwendet diese zur Vorhersage ihrer Verhalten. Als Anwendungsszenario wird mit dem virtuellen Fußballspiel des RoboCup ein komplexes und populäres MAS betrachtet. Der Hauptbeitrag dieser Arbeit besteht in der Ausarbeitung, Realisierung und Evaluierung eines Ansatzes zur automatischen Verhaltens-Modellierung für ein komplexes Multi-Agenten-System. / In multi-agent-systems agents cooperate and compete to reach their personal goals. For optimized agent interactions it is helpful for an agent to have knowledge about the current and future behavior of other agents. Ideally the recognition and prediction of behavior should be done automatically. This work addresses a way of automatically classifying and an attempt at predicting the behavior of a team of agents, based on external observation only. A set of conditions is used to distinguish behaviors and to partition the resulting behavior space. From observed behavior, team specific behavior models are then generated using Case Based Reasoning. These models, which are derived from a number of virtual soccer games (RoboCup), are used to predict the behavior of a team during a new game. The main contribution of this work is the design, realization and evaluation of an automatic behavior modeling approach for complex multi-agent systems.

This thesis focuses on improving the SAT solving technology. The improvements focus on two major subjects: sequential SAT solving and parallel SAT solving. To better understand sequential SAT algorithms, the abstract reduction system Generic CDCL is introduced. With Generic CDCL, the soundness of solving techniques can be modeled. Next, the conflict driven clause learning algorithm is extended with the three techniques local look-ahead, local probing and all UIP learning that allow more global reasoning during search. These techniques improve the performance of the sequential SAT solver Riss. Then, the formula simplification techniques bounded variable addition, covered literal elimination and an advanced cardinality constraint extraction are introduced. By using these techniques, the reasoning of the overall SAT solving tool chain becomes stronger than plain resolution. When using these three techniques in the formula simplification tool Coprocessor before using Riss to solve a formula, the performance can be improved further. Due to the increasing number of cores in CPUs, the scalable parallel SAT solving approach iterative partitioning has been implemented in Pcasso for the multi-core architecture. Related work on parallel SAT solving has been studied to extract main ideas that can improve Pcasso. Besides parallel formula simplification with bounded variable elimination, the major extension is the extended clause sharing level based clause tagging, which builds the basis for conflict driven node killing. The latter allows to better identify unsatisfiable search space partitions. Another improvement is to combine scattering and look-ahead as a superior search space partitioning function. In combination with Coprocessor, the introduced extensions increase the performance of the parallel solver Pcasso. The implemented system turns out to be scalable for the multi-core architecture. Hence iterative partitioning is interesting for future parallel SAT solvers. The implemented solvers participated in international SAT competitions. In 2013 and 2014 Pcasso showed a good performance. Riss in combination with Copro- cessor won several first, second and third prices, including two Kurt-Gödel-Medals. Hence, the introduced algorithms improved modern SAT solving technology.

In der vorliegenden Arbeit wird das Konzept eines zusammengesetzten Decision Support Systems (DSS), bestehend aus einer wissensgetriebenen und einer datengetriebenen Komponente vorgeschlagen, welches Entscheidungsträger der Kapazitätsplanung auf verschiedenen Ebenen eines hochschulinternen Planungssystems mit prognostizierten, den Kernprozess Lehre betreffenden Nachfragegrößen unterstützt. Den Kern des zusammengesetzten DSS stellt eine wissensgetriebene Komponente dar, die basierend auf dem Paradigma des Case-based Reasoning (CBR) die Prognose individueller Studienverläufe aller Studierender einer Hochschule ermöglicht. Dazu erfolgt die Wiederverwendung von Erfahrungen hinsichtlich der Modul- und Klausurbelegung von Alumni und im Studium fortgeschrittener Studierender, die in Form von Fällen repräsentiert werden. Die domänenspezifischen Anpassungen und Erweiterungen des Paradigmas des CBR umfassen erstens die Repräsentation von Erfahrungen mit heterogenem Zeitbezug durch Fälle. Diesbezüglich wird einerseits eine dynamische, vom zu lösenden Problem abhängige Zuordnung von Fallattributen zu den Komponenten Beschreibung und Lösung eines Falls konzipiert. Andererseits wird eine Möglichkeit zur Abbildung von zeitabhängigen Attributen sowohl in der Beschreibung als auch in der Lösung eines Falls geschaffen. Zweitens erfolgt eine Erweiterung des CBR-cycle, des Problemlösungsprozesses, der im erarbeiteten Konzept zur Erstellung von Prognosen verwendet wird. Die Erweiterungen umfassen insbesondere die automatisierte Erkennung von zu lösenden (Prognose-)Fällen, die Überprüfung und Anpassung erstellter Prognosen mithilfe eines regelbasierten Systems, das sich auf Domänenwissen aus einer Ontologie stützt, sowie die zeitasynchrone Einbeziehung einer Vielzahl von Studierenden als Domänenexperten zur Anpassung individuell prognostizierter Studienverläufe. Eine datengetriebene Komponente bildet den zweiten Teil des zusammengesetzten DSS. Diese dient der Bereitstellung der Ergebnisse der wissensgetriebenen Komponente in einer von Entscheidungsträgern der hochschulinternen Kapazitätsplanung verwertbaren Form. Die durch die wissensgetriebene Komponente erstellten Prognosen werden hierzu in einen multidimensional modellierten Data Mart geladen und mithilfe von analytischen und Standardberichten auf verschiedenen Aggregationsniveaus zur Auswertung bereitgestellt. Zur Evaluation des Konzepts erfolgt dessen prototypische Implementierung am Beispiel der Universität Osnabrück. Der Fokus der Bewertung liegt auf dem Kriterium der Prognosegenauigkeit, welches durch verschiedene, auf dem Prognosefehler basierende Gütemaße operationalisiert wird. Letztere werden anhand von Prognosesimulationen mittels des Prototyps ermittelt und auf Basis eines Interpretationsschemas sowie durch Gegenüberstellung mit den Ergebnissen eines Referenzverfahrens interpretiert und bewertet.

This thesis investigates the relationship between eye movements, memory and thinking in five studies based on eye tracking experiments. The studies draw on the human ability to spatially index multimodal events as demonstrated by people’s gaze reverting back to emptied spatial locations when retrieving information that was associated with this location during a preceding encoding phase – the so called “looking-at-nothing” phenomenon. The first part of this thesis aimed at gaining a better understanding of the relationship between eye movements and memory in relation to verbal information. The second part of this thesis investigated what could be learned about the memory processes involved in reasoning and decision-making by studying eye movements to blank spaces. The first study presented in this thesis clarified the role of eye movements for the retrieval of verbal information from memory. More precisely, it questioned if eye movements to nothing are functionally related to memory retrieval for verbal information, i.e. auditorily presented linguistic information. Eye movements were analyzed following correct and incorrect retrievals of previously presented auditory statements concerning artificial places that were probed during a subsequent retrieval phase. Additionally, eye movements were manipulated as the independent variable with the aid of a spatial cue that either guided the eyes towards or away from associated spatial locations. Using verbal materials elicited eye movements to associated but emptied spatial locations, thereby replicating previous findings on eye movements to nothing. This behaviour was more pronounced for correct in comparison to incorrect retrievals. Retrieval performance was higher when the eyes were guided towards in comparison to being guided away from associated spatial locations. In sum, eye movements play a functional role for the retrieval of verbal materials. The second study tested if the looking-at-nothing behaviour can also diminish; for example, does its effect diminish if people gain enough practice in a retrieval task? The same paradigm was employed as in the first study. Participants listened to four different sentences. Each sentence was associated with one of four areas on the screen and was presented 12 times. After every presentation, participants heard a statement probing one sentence, while the computer screen remained blank. More fixations were found to be located in areas associated with the probed sentence than in other locations. Moreover, the more trials participants completed, the less frequently they exhibited the looking-at-nothing behaviour. Looking-at-nothing behaviour can in this way be seen to indeed diminish when knowledge becomes strongly represented in memory. In the third and fourth study eye movements were utilized as a tool to investigate memory search during rule- versus similarity-based decision-making. In both studies participants first memorized multiple pieces of information relating to job candidates (exemplars). In subsequent test trials they judged the suitability of new candidates that varied in their similarity to the previously learned exemplars. Results showed that when using similarity, but not when using a rule, participants fixated longer on the previous location of exemplars that were similar to the new candidates than on the location of dissimilar exemplars. This suggests that people using similarity retrieve previously learned exemplars, whereas people using a rule do not. Eye movements were used yet again as a tool in the fifth study. On this occasion, eye movements were investigated during memory-based diagnostic reasoning. The study tested the effects of symptom order and diversity with symptom sequences that supported two or three contending hypotheses, and which were ambiguous throughout the symptom sequence. Participants first learned information about causes and symptoms presented in spatial frames. Gaze allocation on emptied spatial frames during symptom processing and during the diagnostic response reflected the subjective status of hypotheses held in memory and the preferred interpretation of ambiguous symptoms. Gaze data showed how the diagnostic decision develops and revealed instances of hypothesis change and biases in symptom processing. The results of this thesis demonstrate in very different scenarios the tight interplay between eye movements, memory and thinking. They show that eye movements are not automatically directed to spatial locations. Instead, they reflect the dynamic updating of internal, multimodal memory representations. Eye movements can be used as a direct behavioural correlate of memory processes involved in similarity- versus rule-based decision-making, and they reveal rich time-course information about the process of diagnostic reasoning. The results of this thesis are discussed in light of the current theoretical debates on cognitive processes that guide eye movements, memory and thinking. This thesis concludes by outlining a list of recommendations for using eye movements to investigate thinking processes, an outlook for future research and possible applications for the research findings. / Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Interaktion von Blickbewegungen, Gedächtnis- und Denkprozessen. In fünf experimentellen Untersuchungen, die auf der Messung von Blickbewegungen beruhen, wurde die menschliche Fähigkeit zum räumlichen Indizieren multimodaler Ereignisse untersucht. Diese Fähigkeit manifestiert sich u.a. im sogenannten „Looking-at-nothing“ Phänomen, das beschreibt, dass Menschen beim Abruf von Informationen aus dem Gedächtnis an Orte zurückblicken, die in einer vorhergehenden Enkodierphase mit den abzurufenden Informationen assoziiert wurden, selbst wenn diese räumlichen Positionen keinerlei erinnerungsrelevante Informationen mehr enthalten. In der ersten Untersuchung wurde der Frage nachgegangen, ob Blickbewegungen an geleerte räumliche Positionen den Abruf von Informationen aus dem Gedächtnis erleichtern. Während ein solches Verhalten für den Abruf zuvor visuell dargebotener Informationen bereits gezeigt werden konnte, ist die Befundlage für die Erinnerungsleistung bei auditiv dargebotenen, linguistischen Informationen unklar. Um diesen Zusammenhang zu untersuchen, wurde das Blickverhalten zunächst als Folge von richtigen und falschen Antworten untersucht. In einem weiteren Schritt wurde das Blickverhalten experimentell manipuliert. Dies geschah mit Hilfe eines räumlichen Hinweisreizes, der die Blicke entweder hin zu der Position leitete, die mit dem abzurufenden Stimulus assoziiert war, oder weg von dieser Position. Die Ergebnisse dieser Untersuchung konnten bisherige Befunde zum Looking-at-nothing Verhalten replizieren. Zudem zeigte sich, dass beim korrekten Abruf von Informationen aus dem Gedächtnis vermehrt Looking-at-nothing gezeigt wurde, während das bei fehlerhaften Abrufen nicht der Fall war. Die Blickmanipulation ergab, dass die Gedächtnisleistung besser war, wenn der Hinweisreiz den Blick hin zur assoziierten räumlichen Position leitete. Im Gegensatz dazu war die Erinnerungsleistung schlechter, wenn der Blick von der assoziierten räumlichen Position weggeleitet wurde. Blickbewegungen an geleerte räumliche Positionen scheinen demnach auch den Abruf verbaler Stimuli zu erleichtern. In der zweiten Untersuchung wurde erforscht, ob das Looking-at-nothing Verhalten nachlässt, wenn das experimentelle Material stark gelernt, d.h. stark im Gedächtnis repräsentiert ist. Dazu wurde das gleiche experimentelle Paradigma, wie in der ersten Untersuchung verwendet. Vier verschiedene Sätze wurden während der Enkodierphase mit vier verschiedenen räumlichen Positionen assoziiert. Nach jeder Präsentation aller vier Sätze, wurde einer der Sätze getestet. Diese Prozedur wiederholte sich in zwölf Durchgängen. In den ersten vier Durchgängen sahen die Versuchspersonen beim Abruf häufiger in das Feld, dass mit der getesteten Information assoziiert war, d.h. sie zeigten wie erwartet das Looking-at-nothing Verhalten. Je mehr Durchgänge die Versuchspersonen bearbeiteten, desto seltener blickten sie zu der assoziierten räumlichen Position. Demnach verschwindet das Looking-at-nothing Verhalten, wenn Informationen stark im Gedächtnis repräsentiert sind. In der dritten und vierten Untersuchung wurden Blickbewegungen an geleerte räumliche Positionen als Methode verwendet um Denkprozesse zu untersuchen. In der dritten Untersuchung lernten Versuchsteilnehmer zunächst Informationen über fiktive Bewerber (Exemplare) für eine freie Position in einem Unternehmen. Jedes Exemplar wurde mit seinen Eigenschaften während der Lernphase mit einer distinkten räumlichen Position verknüpft. In einer nachfolgenden Entscheidungsphase beurteilten die Versuchsteilnehmer neue Bewerber. Diese neuen Bewerber variierten in ihrer Ähnlichkeit mit den zuvor gelernten Bewerbern. Versuchsteilnehmer die eine ähnlichkeitsbasierte Entscheidungsstrategie verwendeten, sahen an die geleerten räumlichen Positionen zurück, die in der Lernphase mit den Exemplaren verknüpft wurden. Wendeten sie jedoch eine abstrakte Regel an, um die neuen Bewerber zu beurteilten, so zeigten sie kein Looking-at-nothing Verhalten. Dieses Ergebnis lässt darauf schließen, dass eine ähnlichkeitsbasierte im Gegensatz zu einer regelbasierten Strategie den Abruf zuvor gelernter Exemplare bewirkt. Auch in der fünften Untersuchung wurden Blickbewegungen als Methode eingesetzt, diesmal zur Untersuchung gedächtnisbasierter Schlussfolgerungsprozesse, wie sie beim Finden von Erklärungen für eine Anzahl gegebener Informationen auftreten. Manipuliert wurden die Reihenfolge der präsentierten Informationen und die Diversität der möglichen Erklärungen. Die getesteten Symptomsequenzen unterstützen stets mindestens zwei mögliche Erklärungen. Die Versuchsteilnehmer lernten in einer vorangestellten Lernphase die Symptome und ihre möglichen Erklärungen. Symptome und Erklärungen wurden mit räumlichen Positionen verknüpft. In einer anschließenden Diagnosephase wurden verschiedene Symptomsequenzen getestet. Das Blickverhalten während der Diagnosephase reflektierte die Interpretation der Symptome im Sinne der subjektiv wahrscheinlichsten Erklärung. Die Aufzeichnung und Analyse der Blickbewegungen erlaubte es die Entwicklung dieser Interpretation über die gesamte Sequenz hinweg zu beobachten und Hypothesenwechsel lokalisieren zu können. Insgesamt stützen die Ergebnisse dieser Dissertation die Annahme einer engen funktionalen Verbindung von Blickbewegungen, Gedächtnis- und Denkprozessen. Sie zeigen, dass Blickbewegungen nicht automatisch an alle assoziierten räumlichen Positionen gerichtet werden, sondern dass sie vielmehr den situations- und aufgabenabhängigen Abruf von Informationen aus dem Gedächtnis widerspiegeln. Blickbewegungen können als direktes Verhaltensmaß zur Messung von Gedächtnisprozessen beim ähnlichkeitsbasierten Entscheiden herangezogen werden und liefern wertvolle Prozessdaten über die Integration von Symptominformationen beim diagnostischen Schließen. Die Ergebnisse dieser Dissertation werden im Lichte der aktuellen theoretischen Diskussion über kognitive Prozesse beim Bewegen der Augen, beim Gedächtnisabruf und beim komplexen Denken betrachtet. Abschließend werden Empfehlungen für die Verwendung der Methode der Blickbewegungsmessung als Prozessmaß zur Untersuchung gedächtnisbasierter Denkprozesse gegeben, ein Überblick über zukünftige Forschungsmöglichkeiten präsentiert und Ideen für Anwendungsmöglichkeiten der präsentierten Befunde aufgezeigt.

Abductive reasoning is the process of finding the best explanation for a set of observations. The theory of abductive reasoning (TAR, Johnson & Krems, 2001) allows detailed process assumptions that were only partly tested in detail up until now. This thesis employs an artificial abductive reasoning task, the Black Box task, and eye tracking measures in order to gain insight into the process. The first part of this thesis aims at evaluating process measures based on eye tracking and using them in order to gain a better understanding of the processes postulated in TAR such as the construction of a situation model or retrieval of relevant information. The second part investigates the relationship between working memory and abductive reasoning by manipulating the amount of information stored in memory and examining the relationship between visual abductive reasoning and working memory skills. In a last part a perspective to the transferability of our results to everyday life tasks is given. The first study focuses on differentiating between processes that take place during the encoding and the evaluation of observation information by comparing eye movement measures. In the second study, we tested process assumptions such as the construction of a mental representation from TAR using memory indexing, an eye tracking method that makes it possible to trace the retrieval of explanations currently held in working memory. Gaze analysis revealed that participants encode the presented evidence (i.e., observations) together with possible explanations into memory. When new observations are presented, the previously presented evidence and explanations are retrieved. With the memory indexing method, we were able to assess the process of information retrieval in abductive reasoning, which was previously believed to be unobservable. The theory of abductive reasoning (TAR; Johnson & Krems, 2001) assumes that when information is presented sequentially, new information is integrated into a mental representation called a situation model, the central data structure on which all reasoning processes are based. Since working memory capacity is limited, the question arises how reasoning might change with the amount of information that has to be processed in memory. To answer this question, we conducted a third experimental study, in which we manipulated whether previous observation information and previously found explanations had to be retrieved from memory or were still present in the visual array. We analyzed individual ratings of difficulty as well as behavioral data and reasoning outcomes. Our results provide evidence that people experience differences in task difficulty when more information has to be retrieved from memory. This is also evident in changes in the mental representation as reflected by eye tracking measures. However, these differences are not evident in the reasoning outcome. These findings suggest that individuals construct their situation model from both information in memory as well as external memory stores. The complexity of the model depends on the task at hand: when memory demands are high, only relevant information is included. With this compensation strategy, people are able to achieve similar reasoning outcomes even when faced with more difficult tasks. The precise relationship between reasoning and working memory capacity remains largely opaque. Combining data of both studies from chapter 3 and 4, we firstly investigated if reasoning performance differs due to differences in working memory capacity. Secondly, using eye tracking, we explored the relationship between the facets of working memory and the process of visuospatial reasoning. Therefore both, a test for storage and processing, and content components (verbal-numerical/ spatial) of working memory as well as an intelligence measure, were engaged. Results show a clear relationship between reasoning accuracy, spatial storage and processing components as well as intelligence. Process measures suggest that high spatial working memory ability might lead to the use of strategies optimizing the content and complexity of the mental representation on which abductive reasoning is based. In a fifth study, we aimed to investigate whether there are also indicators for the mechanisms postulated by TAR in a task that is closer to real life reasoning. Therefore, we asked participants to solve 12 jigsaw puzzles whereby the abductive task was the identification of the motive presented on the puzzles. Thereby, the pieces of the puzzles posed as observation and hypotheses to the motive of the puzzle as explanations. As a process tracing measure, we used thinking aloud. Verbal protocols were recorded, transcripted and carefully coded according to the operators and explanation types postulated in TAR. We found evidence that participants use most of the operators with a likeliness that significantly lies above chance level. We also found evidence of the existence of the different explanation types. Eye movements were able to give insight in the interrelations between working memory, attention, and action. Therefore, this work contributes to understanding abductive reasoning, not only by testing the assumptions of TAR, but also by finding relations between memory, action and thought. The results do not only account for abductive reasoning in an artificial task but also in everyday life reasoning.:1 Introduction 1 1.1 Theories on Abductive Reasoning and Beyond 4 1.1.1 Theory of Abductive Reasoning 4 1.1.2 Other Theories 7 1.2 Reasoning, Working Memory, and Mental Representation 9 1.3 Process Tracing 11 1.4 An Artificial Abductive Task: The Black Box 12 1.5 Overview and Research Objectives 15 1.5.1 Differentiating between Encoding and Processing 15 1.5.2 Current Explanations in Memory 16 1.5.3 Information Stored in Memory 16 1.5.4 More than Storage of Information 17 1.5.5 In the Context of Everyday Life 18 1.5.6 Summary, Perspectives, and Conclusion 18 2 The Possibilities of Eye Tracking: Differentiating between Encoding and Processing 21 2.1 Abstract 22 2.2 Introduction 23 2.3 Method 26 2.3.1 Participants 26 2.3.2 Task and Apparatus 27 2.3.3 Procedure 28 2.3.4 Analysis 29 2.4 Results 30 2.5 Discussion 32 3 Tracing Current Explanations in Memory: A Process Analysis Based on Eye Tracking 37 3.1 Abstract 38 3.2 Introduction 39 3.2.1 Current Explanations of Abductive Reasoning 41 3.2.2 Tracing the Reasoning Process 44 3.2.3 Present Study 45 3.3 Method 48 3.3.1 Participants 49 3.3.2 Apparatus 49 3.3.3 Material 50 3.3.4 Procedure 53 3.4 Results 54 3.4.1 Performance 54 3.4.2 Gaze Analyses 55 3.4.3 Hypothesis 1: Information Stored in the Situation Model 57 3.4.4 Hypothesis 2: Different Types of Explanations—Concrete vs. Abstract 61 3.5 Discussion 67 3.5.1 Information Stored in the Situation Model 68 3.5.2 Concretely and Abstractly Explained Observations 68 3.5.3 TAR and Current Theories on Abductive Reasoning 70 3.5.4 Tracing Memory Processes 72 3.5.5 Conclusion 74 Appendix 3.1 75 Appendix 3.2 76 Appendix 3.3 77 Appendix 3.4 78 4 Information Stored in Memory Affects Abductive Reasoning 79 4.1 Abstract 80 4.2 Introduction 81 4.2.1 The Reasoning Process 82 4.2.2 Visual Attention 85 4.2.3 Research Objectives 86 4.2.4 This Study 87 4.2.5 Using Eye Movements as a Method to Assess Memory Retrieval 89 4.2.6 Hypotheses 89 4.3 Method 92 4.3.1 Participants 92 4.3.2 Apparatus 92 4.3.3 The Black Box Task 92 4.3.4 Procedure 95 4.3.5 Pairwise Comparisons 96 4.4 Results 96 4.4.1 Performance 96 4.4.2 Gaze Analysis 99 4.4.3 Hypothesis 1: Differences Experienced in Task Difficulty 101 4.4.4 Hypothesis 2: Elements of the Situation Model 102 4.4.5 Hypothesis 3: Integrative Solutions 105 4.5 Discussion 107 4.5.1 Differences Experienced in Task Difficulty 108 4.5.2 Elements of the Situation Model 108 4.5.3 Integrative Solutions 110 4.5.4 Summary 112 5 More than Storage of Information – What Working Memory Contributes to Visual Abductive Reasoning 113 5.1 Abstract 114 5.2 Introduction 115 5.2.1 Working memory 116 5.2.2 Relations between Abductive Reasoning Working Memory Capacity 118 5.2.3 Eye Movements as a Process Tracing Method 119 5.2.4 Abductive Reasoning Outcomes and Working Memory Ability. 120 5.2.5 Abductive Reasoning Processes and Working Memory Ability 121 5.3 Method 123 5.3.1 Participants 124 5.3.2 Apparatus 124 5.3.3 Material 125 5.3.4 Procedure 127 5.4 Results 128 5.4.1 Analysis 128 5.4.2 Abductive Reasoning Accuracy and Working Memory Ability 131 5.4.3 Abductive Reasoning Processes and Working Memory Ability 132 5.5 Discussion 135 5.5.1 The Interaction of Reasoning Accuracy and Memory Ability 135 5.5.2 The Interaction of the Process of Reasoning and Memory Ability 136 5.5.3 Conclusion 138 6 The Theory of Abductive Reasoning in the Context of Everyday Life 141 6.1 Abstract 142 6.2 Introduction 143 6.2.1 Abduction in “Real Life” 145 6.3 Method 146 6.3.1 Participants 146 6.3.2 Task 147 6.3.3 Material 148 6.3.4 Apparatus 148 6.3.5 Procedure 149 6.3.6 Coding system 150 6.4 Results 153 6.4.1 Analysis 153 6.4.2 Descriptive Data 153 6.3.3. Likeliness of Operator Use 155 6.5 Discussion 156 6.5.1 Operator Use 156 6.5.2 Explanation Types 157 6.5.3 Perspectives 158 7 Summary, Perspectives, and Conclusion 159 7.1 The Process of Abductive Reasoning 159 7.2 Contributions of other Theories 162 7.3 Eye Tracking and its Methodological Implications 164 7.4 Future Research and Applications 167 7.5 Conclusion 169 8 References 171 Curriculum Vitae 191 Publications 196

Das vorliegende Buch stellt eine überarbeitete und deutlich erweiterte zweite Ausgabe meines gleichnamigen Buches von 2012 dar. Es wendet sich in Form eines Lehrbuchs sowohl an Anfänger wie Fortgeschrittene der Wissenschaftstheorie sowie an Wissenschaftler, die sich dafür interessieren, wann Daten eine bestimmte Theorie begründen und wie stark die Bestätigung der Theorie durch die Daten ist. Im Vordergrund steht dabei immer die erkenntnistheoretische Frage, ob bestimmte Begründungsverfahren die Ziele der Wissenschaften in überzeugender Weise verfolgen oder ob es dagegen substantielle Einwände gibt. Leider wird sich herausstellen, dass kein Verfahren ohne Fehl und Tadel ist, und wir sollten die Schwächen unserer Begründungsverfahren genau kennen, um sie korrekt einsetzen zu können.

Dem Web 2.0 werden - nicht selten mit euphorischem Unterton - hinsichtlich Interaktion, Selbstorganisation und Nutzbarmachung kollektiver Intelligenz enorme Nutzenpotentiale nachgesagt. Ansätze mit Bezug zum Unternehmenskontext werden unter dem Stichwort Enterprise 2.0 behandelt und beschäftigen sich vorrangig mit der Unterstützung des betrieblichen Wissensmanagements. Speziell für die zunehmend durch Komplexität sowie intensive Interaktionsprozesse geprägte Fabrikplanung lassen sich durch einen zielgerichteten Einsatz von Web 2.0-Werkzeugen positive Effekte erwarten. Zielstellung dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Methode zum Einsatz von Web 2.0-Werkzeugen in der Fabrikplanung. Hierfür erfolgt zunächst eine Bestandsaufnahme relevanter Ansätze und Begriffe in diesen Bereichen. Anschließend wird auf Grundlage system-, handlungs- und tätigkeitstheoretischer Überlegungen ein situativer Forschungsansatz begründet. Die Methodenentwicklung erfolgt als problemspezifische Ausgestaltung des Fall-basierten Schließens. Sie ist in ein entsprechend angepasstes Vorgehen der morphologisch-typologischen Theorieentwicklung eingebettet und basiert auf einer umfassenden Analyse hierfür relevanter Theorien, Modelle und Ansätze. Die Methode beruht auf einer kontinuierlichen Erfassung und Wiederverwendung von Erfahrungswissen. Sie wird abschließend evaluiert, wobei u.a. ein Prototyp entwickelt wird, der den praktischen Einsatz der entwickelten Methode unterstützt. / The Web 2.0 is supposed to have huge potential for the support of interaction, selforganization and the utilization of collective intelligence. Approaches related to an enterprise context are discussed with the keyword Enterprise 2.0 and mainly deal with potentials to support the operational knowledge management. A systematic approach for the use of web-based collaborative tools is expected to generate positive effects on modern factory planning, which faces increasing complexity and dynamic interactions. The objective of this work is to develop a methodical approach for the use of web-based collaborative tools in factory planning. Therefore, in the first part of this thesis an overview of relevant approaches and terms in the areas of Web 2.0 and factory planning is being worked out. In a second step, a situational approach is identified as an appropriate view after due consideration and contextual discussion of system, action and activity theory. The development of the methodical approach is based on a problem-specific adaptation of case-based reasoning. It is embedded into an elaborated procedure of morphologic-typological theory building and bases on a comprehensive analysis of relevant theories, models and approaches. The evolved method relies on continuous collection and reutilisation of experiential knowledge. It is evaluated through different methods, inter alia by the construction of a prototype that supports its practical use.

Im Buch werden verschiedene Ansätze zum induktiven Schließen vorgestellt und daraufhin analysiert, welche Erfolgsaussichten sie jeweils bieten, die erkenntnistheoretischen Ziele der Wissenschaften zu erreichen. Dabei werden u.a. die konsverativen Induktionsschlüsse, Falsifikationsverfahren und die eliminative Induktion, der Schluss auf die beste Erklärung und vor allem der Bayesianismus besprochen. Außerdem geht es um die Verfahren der klassischen Statistik sowie moderne Verfahren des kausalen Schließens. Dazu wird ein erkenntnistheoretischer Rahmen angegeben, in dem die verschiedenen Begründungsverfahren untereinander verglichen werden.