Unsere Welt zu verstehen:  Beispiele Emergenz

 

 
Beispiele für Emergenz

und für emergierende Eigenschaften

— hmsgnr0309z

 
 
Wenn ein physikalisches Objekt aus zahlreichen Teilobjekten besteht, kann es Eigenschaften haben, die keines der Teilobjekte haben kann. Man spricht dann von durch Emergenz zustandegekommenden, von  e m e r g i e r e n d e n  Eigenschaften.
 
Es sind dies Eigenschaften, die sich einzig und alleine aus dem Zusammenwirken der Teile des Gesamtobjekts ergeben.
 
 
Beispiele von Objekten mit emergierenden Eigenschaften sind:

 

• Wasser — als Menge zahlreicher Wassermoleküle — kann sieden oder gefrieren. Einzelne Wassermoleküle aber können weder Eis noch Dampf sein.
   
• Gas — als Menge zahlreicher Gasmoleküle — kann Temperatur haben. Ein Molekül für sich alleine aber kann weder warm noch kalt sein.

 
Weitere Beispiele für auf Emergenz zurückzuführende Eigenschaften wären:

 

• Die Klugheit oder das Bewusstsein einer Person: Keines der Moleküle, aus denen die Person besteht, kann klug oder sich seiner selbst bewusst sein.
   
• Gesundheit oder Krankheit einer Person: Keines der Elementarteilchen, aus denen die Person besteht, kannn gesund oder krank sein.

 
Wo immer neue Eigenschaften emergieren, d.h. aus dem Nichts auftauchen, werden neue Begriffe nötig und die Beschreibung von Beziehungen, die es auf der Ebene der Teilobjekte — wenn man sie einzeln betrachtet — noch gar nicht gab.
 
Je höher die Beschreibungsebene, desto komplexer ist das zu beschreibende Objekt und desto summarischer wird man über die auf niedrigeren Beschreibungsebenen relevanten Beziehungen sprechen: Wichtig ist denn nicht mehr eine einzelne jener schon früh dazugekommenen Beziehungen, denn eine einzelne zu haben oder nicht zu haben würde das die oberste Beschreibungsebene darstellende Bild nicht merkbar abändern.
 
Die auf einer Beschreibungsebene hinzukommenden Namen für emergierende Eigenschaften und für Beziehungen zwischen Einzelteilen, müssen als Denkwerkzeuge betrachtet werden, die uns helfen — ja sogar erst ermöglichen — über das Zusammenwirken der Einzelteile des Objekts zu sprechen. Nur so können Menschen zu einem Konsens darüber kommen, welche Wirkung eintritt und was real existiert.
 
Das, was die entstandene Realität dann ausmacht, ist also nicht der Charakter des Fundamentalen, sondern die Möglichkeit, durch Nachprüfung einen intersubjektiven Konsens herzustellen bezüglich dessen, was sich da durch Emergenz ergeben hat.
 
 
Welche Eigenschaften genau infolge der Interaktion von zunächst nur einzeln existierenden Teilchen das dann zustandekommende neue Ganze haben wird, hängt ab von Art und Intensität der Interaktion. Hier zwei Beispiele:

 

• Wasserstoff und Sauerstoff sind zwei Gase, die erst bei sehr tiefen Temperaturen (bei –250 bzw. –180 Grad Celsius) flüssig werden. Vermischt man sie dann, kommt hoch explosives Knallgas zustande [1986 hat das zur Challanger-Katastrophe geführt: Wegen eines undichten Ventils konnten beide Flüssigkeiten sich vermischen.]
   
• Andererseits können sich Wasserstoff- und Sauerstoffatome aber auch zu H₂O, d.h. zu Wassermolekülen vereinigen — Wasser aber ist überhaupt nicht explosiv und bei ganz anderen Temperaturen flüssig.

 
Man erkennt: Die Eigenschaften von Quantensystemen, z.B. von Molekülen, werden bestimmt durch die Struktur ihrer Elektronenwolke. Nur der Eigenschaften dieser Wolke wegen verhalten sich Moleküle in Reaktion mit ihrer Umwelt wie eine Ganzheit, die völlig andere Eigenschaften hat, als irgend eines der Atome, die gemeinsam das Molekül bilden.
 
Bemerkenswert auch: Bei einem Molekül verhält sich nur seine Gesamtladung wie die Summe der Ladungen der beteiligten Atome. Sein chemisches Verhalten aber ist ein völlig anderes als das der einzelnen Atome.

 

• Wir sehen: Die Erkenntnisse der Quantentheorie legen uns ein Weltbild nahe, in dem — mindestens unter bestimmten Gegebenheiten — alles mit einander zusammenhängt und vieles tatsächlich erst dieses Zusammenhangs wegen existiert: Wechselwirkende Objekte können sich zu Ganzheiten mit völlig neuen Eigenschaften zusammenfinden und so auch einige oder gar alle ihrer Eigenschaften verlieren.

 
Quantentheorie hat auch die mathematische Struktur aufgedeckt, die jene neuen Ganzheiten dann haben können, und entsprechendes Transformationsverhalten der Materie, für welches es in der klassischen Physik kein Vorbild gibt.
 
 
Kurz:
 
Wo immer Objekte miteinander interagieren (zusammenwirken), entsteht Neues.
 
Erst dieses Phänomen macht Evolution möglich.

— hmsgnr035z

 
 
Nicht zuletzt — durch Naturwissenschaft aber (noch?) nicht durchschaubar — verbindet Emergenz die materielle Welt auch mit der Welt des Geistes:
 
Es kommt ständig zu spontaner Selbstorganisation einfacher Elemente und so auch zu komplexen Systemen, die vollig neue Strukturen aufweisen, und deren kollektive Eigenschaften und Fahigkeiten ganz anders sind als die der Teile, die sich da zusammenfanden. Die Strukturen, Eigenschaften und Fahigkeiten der Systeme lassen sich aber nur in einfachen Fällen (und höchstens noch auf chemischer Ebene) berechnen.
 
Emergenz ist in der Natur der Normalfall — keineswegs nur Ausnahme — und das auf allen Ebenen der Welt bis hinauf in die Ebene des Geistes und der menschlichen Gesellschaft. Unsere Welt hat sich Schritt für Schritt aus emergenten Systemen aufgebaut und durch sie immer reichhaltiger gemacht, vom Urknall bis in die Gegenwart, und sie entwickelt sich so auch standig weiter.
 
Lies mehr dazu in Günter Dedié: Die Kraft der Naturgesetze: Emergenz und kollektive Fähigkeiten von den Elementarteilchen bis zur menschlichen Gesellschaft (2015).