Chaos und Ordnung

Wenn Systeme so empfindlich von Veränderungen abhängen, dass langfristige Vorhersagen unmöglich werden, spricht man von chaotischem Verhalten. Und unsere Welt ist voller Chaos. Manchmal bildet sich Ordnung allerdings ganz von allein.

Das Wetter reagiert so empfindlich auf Veränderungen, dass im Prinzip der Flügelschlag eines Schmetterlings in China das Wetter in Hamburg beeinflussen kann. Dieser sogenannte Schmetterlingseffekt beschreibt, was Chaos in der Wissenschaft bedeutet: Winzige Ursachen können so große Auswirkungen nach sich ziehen, dass Vorhersagen für die zeitliche Entwicklung von Systemen nahezu unmöglich werden.

Zwar gelingen den Forscherinnen und Forschern immer bessere Prognosen; die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit dem Chaos zeigt uns aber auch die Grenzen dessen auf, was wir über die Zukunft wissen können. Die Vielfalt unserer Welt bildet sich aus dem Zusammenwirken ganz verschiedener Mitspieler: Da gibt es Elementarteilchen, aus denen sich Atome und Moleküle formen. Aus komplexen Molekülen setzen sich beispielsweise biologische Zellen zusammen. Und aus dem Wechselspiel von Zellen bilden sich wiederum Organe und schließlich komplexe Lebewesen.

Diese einzelnen Beschreibungsebenen weisen große Unterschiede auf: Jede lässt sich mit anderen Eigenschaften charakterisieren und für die zeitliche Entwicklung einer jeden haben Wissenschaftler ganz verschiedene Regeln herausgearbeitet. Obwohl die Ebenen aufeinander aufbauen, bildet sich auf höherer Ebene Struktur, die auf unterer Ebene noch nicht vorhersehbar war. Wissenschaftler sprechen von Emergenz, dem Auftreten neuer, nicht voraussagbarer Qualitäten beim Zusammenwirken mehrerer Faktoren.

Auch Physikerinnen und Physiker arbeiten mit Theorien, Computersimulationen und Experimenten daran, das Entstehen von Neuem zu ergründen. Auf dem Seziertisch liegt dabei nichts anderes als die Vielfalt unserer Welt.