2026/07/24 by Bernd von Mallinckrodt · 1 voice
Computer Science · Earth and Planetary Sciences · Medicine · #Seismology and Earthquake Studies #Meteorological Phenomena and Simulations #Data-Driven Disease Surveillance
paper · doi:10.5281/zenodo.21535803
openalex publication_date 2026/07/24 · openalex created_date 2026/07/25 · openalex updated_date 2026/07/25
This conceptual paper describes the scientific evolution of the BenchEWS research programme from BenchEWS Studio Alpha, a reproducible benchmark infrastructure for Early Warning Signal (EWS) research, toward BenchEWS Studio Beta, conceived as the future reference implementation of the BenchEWS Metrological Specification. Rather than presenting a new software release, the paper examines the methodological transition from reproducible benchmarking to reproducible metrological assessment. It argues that benchmark infrastructures alone are insufficient for estimating latent system properties and outlines the additional scientific requirements that arise when moving toward explicit measurement assumptions, calibration strategies, uncertainty characterization, traceability, and independent validation. The manuscript positions BenchEWS as a research programme that builds upon existing advances in Early Warning Signal research while investigating the open scientific question of how reproducible benchmarking may evolve into a scientifically grounded metrological framework for nonlinear complex systems. The paper explicitly distinguishes measurement from diagnosis, interpretation, forecasting, and decision support, and discusses the current limitations of the programme, including the absence of an operationally validated measurement object, uncertainty quantification, calibration procedures, and independent empirical validation. This work is intended as a conceptual contribution to scientific metrology, reproducible computational research, and the methodological development of Early Warning Signal research. Keywords Early Warning Signals; BenchEWS; scientific metrology; benchmark infrastructure; reproducible research; measurement theory; nonlinear complex systems; systemic self-correction capacity; reference implementation; scientific infrastructure; traceability; uncertainty quantification; open science 🇩🇪 Deutsche Beschreibung Beschreibung Dieses konzeptionelle Paper beschreibt die wissenschaftliche Weiterentwicklung des BenchEWS-Forschungsprogramms von BenchEWS Studio Alpha, einer reproduzierbaren Benchmark-Infrastruktur für die Early-Warning-Signal-(EWS)-Forschung, hin zu BenchEWS Studio Beta, das als zukünftige Referenzimplementierung der BenchEWS Metrological Specification konzipiert ist. Im Mittelpunkt steht nicht die Vorstellung einer neuen Softwareversion, sondern der methodische Übergang von reproduzierbarem Benchmarking zu einer reproduzierbaren metrologischen Bewertungsarchitektur. Das Paper zeigt auf, warum Benchmark-Infrastrukturen allein nicht ausreichen, um latente Systemeigenschaften zu schätzen, und beschreibt die zusätzlichen wissenschaftlichen Anforderungen, die sich aus expliziten Messannahmen, Kalibrierungsstrategien, Unsicherheitsquantifizierung, Rückverfolgbarkeit und unabhängiger Validierung ergeben. BenchEWS wird dabei als Forschungsprogramm eingeordnet, das auf den bisherigen Fortschritten der Early-Warning-Signal-Forschung aufbaut und die offene wissenschaftliche Fragestellung untersucht, wie sich reproduzierbares Benchmarking zu einer wissenschaftlich fundierten metrologischen Methodik für nichtlineare komplexe Systeme weiterentwickeln kann. Das Manuskript trennt ausdrücklich Messung, Diagnose, Interpretation, Prognose und Entscheidungsunterstützung voneinander und benennt transparent die derzeit noch offenen Forschungsfragen, darunter die fehlende operationelle Validierung des vorgeschlagenen Messobjekts, die Unsicherheitsquantifizierung, Kalibrierungsverfahren sowie die unabhängige empirische Validierung. Das Paper versteht sich als konzeptioneller Beitrag zur wissenschaftlichen Metrologie, zur reproduzierbaren computergestützten Forschung und zur methodischen Weiterentwicklung der Early-Warning-Signal-Forschung. Schlüsselwörter Early Warning Signals; BenchEWS; wissenschaftliche Metrologie; Benchmark-Infrastruktur; reproduzierbare Forschung; Messtheorie; nichtlineare komplexe Systeme; systemische Selbstkorrekturkapazität; Referenzimplementierung; wissenschaftliche Infrastruktur; Rückverfolgbarkeit; Unsicherheitsquantifizierung; Open Science