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Komplexitätswissenschaft: Von Menschen und Ameisen

Denken in komplexen Zusammenhängen
Aus dem Italienischen von Anna Maria Vietri. Orell Füssli, Zürich 2001. 256 Seiten, € 29,50


Chaostheorie ist von gestern. Ein neuer Zweig der Wissenschaft baut auf ihr auf: die "Komplexitätswissenschaft", so Alberto Gandolfi, der an der ETH Zürich Biologie und Biotechnologie studierte, in Unternehmensführung promoviert hat und die neue Wissenschaft, so der Text auf dem Buchrücken, auch in seiner derzeitigen Tätigkeit als Unternehmensberater verwendet.

Ein komplexes System setzt sich aus chaotischen Teilsystemen zusammen und entwickelt unter Beibehaltung ihrer typischen Eigenschaften etwas qualitativ Neues. Ein Beispiel für ein solches Teilsystem sind die inzwischen zum Klassiker der Chaostheorie gewordenen drei Gleichungen, mit denen der Meteorologe Edward Lorenz die Unsicherheit von Wetterprognosen demonstrierte (Spektrum der Wissenschaft 11/2001, S. 66). Sie bilden nur einen winzigen Teil des viel komplexeren Systems Erdatmosphäre. Da die Teilsysteme außerdem nicht in einfacher Weise, sondern netzartig miteinander verknüpft sind, erweisen sich komplexe Systeme als kaum manipulierbar. Fluktuationen können Bifurkationen (Verzweigungen) auslösen, das heißt den Übergang des Systems in einen qualitativ anderen Zustand.

Im physikalisch strengen Sinne sind nicht alle von Gandolfi erwähnten Beispiele echte Bifurkationen; manchmal handelt es sich um einfache Stabilitätsverluste. Da Gandolfi jedoch nicht nur physikalische Systeme behandelt, wäre eine großzügigere Definition akzeptabel. Nur: Ist all die Fachsimpelei nötig? Gandolfi beschreibt beispielsweise den Verlauf der Geschichte als eine Abfolge von eher stabilen Phasen und durch kleine Fluktuationen ausgelösten, plötzlichen Bifurkationen, in denen ein Einzelner eine Revolution auslösen konnte, weil das System an die Schwelle der Belastbarkeit geraten war. Unsere Großeltern haben die Sache mit dem Tropfen, der das Fass zum Überlaufen bringt, auch schon treffend beschrieben.

Rückkopplungskreise sind Gandolfi zufolge ein weiteres Charakteristikum komplexer Systeme: Ein Produkt der Firma A wird aus anfänglich rein zufälligen Gründen weniger verkauft als das des Konkurrenten. Der geringen Nachfrage wegen ist die Ersatzteilbeschaffung schwieriger, und darum entscheiden sich noch mehr Kunden für das Produkt des Konkurrenten, was Firma A in den Ruin treibt. Auch diese Situation können Opa und Oma ohne weitere Theoriebelastung mit dem Begriff "Teufelskreis" ausdrücken.

Nach einem allgemeinen ersten Teil beschäftigt sich der zweite Teil des Buches mit Beispielen, unter dem etwas peinlichen Titel "Ein Sammelsurium komplexer Systeme". In der Tat: Noch fehlt den Beispielen aus Biologie, Ökologie, Wirtschaft und Technologie der gemeinsame Nenner, und der Komplexitätswissenschaft mangelt es noch an Tiefgang, zumindest in Gandolfis Darstellung. Zudem sind die meisten Stücke aus dem Sammelsurium nicht neu: Wer hätte noch nicht davon gehört, dass sich Bakterien nicht so einfach ausrotten lassen, weil sie Resistenzen entwickeln, oder dass Tierpopulationen aus dem ökologischen Gleichgewicht geraten können, wenn man einzelne Arten ausrottet oder nicht-endemische einführt?

Auf Formeln verzichtet der Autor mit der erklärten Absicht, dadurch die Lesbarkeit seines Werkes zu erleichtern. Allerdings weicht er damit auch der Aufgabe aus, zwischen quantifizierbaren und nicht quantifizierbaren Problemen zu unterscheiden, und so geht mancherorts Wissenschaft nahtlos in Spekulation über. Obwohl der Autor sich von Bewegungen wie "New Age" distanziert, haben die vielen Titel, die er aus der auf Italienisch erschienenen Aufsatzsammlung "Physis: abitare la terra" ("Physis: die Erde bewohnen") zitiert, einen eher spekulativen Charakter.

Unterhaltsam sind die Kapitel über Technologie und Komplexität. Hier finden sich einige Kuriositäten: Warum sind die Ägypter vom Wagen auf das Pferd umgestiegen, und warum gehen Uhren im Uhrzeigersinn? Die Frage, ob künstliches Leben und künstliche Intelligenz machbar sind, wird nicht von einem philosophischen Elfenbeinturm aus betrachtet, sondern mit konkreten und überraschenden Beispielen aus der Informationswissenschaft diskutiert. Könnten Menschen und Technologie bereits auf dem Weg sein, sich eines Tages zu einem Superorganismus zu vernetzen, ähnlich den Zellen, die auf einer Stufe höherer Komplexität etwas qualitativ Neues, nämlich Organismen bilden?

Aber das sind leider nur zwei von zwölf Kapiteln. Wer schon einmal etwas von der Chaostheorie gehört hat, eine vage Vorstellung davon hat, dass komplexe Systeme schwer zu manipulieren sind, und seine Ohren nicht völlig vor der Ökologiedebatte verschließt, kann sich die restlichen zehn Kapitel getrost schenken.

Aus: Spektrum der Wissenschaft 3 / 2002, Seite 108
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
3 / 2002

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 3 / 2002

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