D i s k u s s i o n



 Beitrag 0-310
Naturalismus, Idealismus und Dualismus: Wie verhält sich Geist zu Materie?

 
 

 
Naturalismus, Idealismus und Dualismus

 
 
Josef Hohnerkamp charakterisiert sie kurz wie folgt:
     
  • Naturalisten glauben: Geist emergiert aus Materie (letzlich also aus Energieverteilung).
     
  • Idealisten sind der umgekehrten Meinung: Materie, so denken sie, ist eine Schöpfung des Geistes.
     
  • Dualisten sehen Geist und Materie als zwei unabhängige Entitäten.

ABER: Der Dualismus — zurückgehend auf Decartes — hat heute kaum noch Anhänger.
 
Am zahlreichsten scheinen heute die Naturalisten (siehe Holm Tetens: » Der Naturalismus: Das metaphysische Vorurteil unserer Zeit? «, 2013).
 
 
Bedenken sollte man:

Gebhard Greiter (2017):
 
Die Existenz zeitlos gültiger mathematischer Wahrheiten
 
und die Einsicht, dass Materie durch sie geformte Energieverteilung darstellt,
 
scheinen den Standpunkt der Idealisten zu stützen.

Noch völlig unklar ist:
 
Wie unabhängig voneinander existieren Geist und Energie?

 
 
Und was genau ist denn eigentlich Geist?
     
  • Haben wir darunter zu verstehen, was mathematische Wahrheiten garantiert und die Natur zwingt, ihnen zu gehorchen?
     
  • Oder sollten wir unter Geist wirklich nur den Teil in uns zu verstehen, der uns z.B. befähigt, mathematische Wahrheiten als solche zu erkennen?

Mindestens die Antwort auf die Frage » Wie unabhängig voneinander existieren Geist und Energie? « wird doch wohl davon abhängig sein, welche der beiden Definitionen wir zugrunde legen. Was also sollen wir unter Geist verstehen? Sind noch weitere Möglichkeiten denkbar, diesen Begriff zu definieren?
 



 

 Beitrag 0-309
Was man unter » Emergenz « versteht — und was sie, als Diener der Evolution, erschaffen kann

 
 

 
Beispiele für Emergenz

und für emergierende Eigenschaften

 
 
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.

 

 Beitrag 0-259
Dynamische Systeme, Emergenz und Chaos

 
 

 
Dynamische Systeme

und ihr nur wenig berechenbares Verhalten

 
 
Die zeitliche Dynamik komplexer — aus vielen Teilchen bestehender — Systeme wird durch Differential- und/oder Differenzengleichungen beschrieben, welche Potenzen, trigonometrische Funktionen und ähnliche Ausdrücke enthalten.
 
Ihre deswegen nicht-lineare Zeitdynamik kann zu neuen Ordnungsstrukturen ebenso wie zu Chaos führen.
 
Nicht-lineare Systeme können konservativ oder dissipativ sein.
     
  • Dissipativ nennt man das System, wenn es Energie oder menschliche Arbeit verbraucht und Wärme an seine Umgebung abgibt.
     
    Jedes Lebewesen ist Beispiel für ein dissipatives System, da es ständig Material und Energie mit seiner Umwelt austauscht und sich so nach Form und Struktur ändern wird.
     
  • Konservativ nennt man das System, wenn es in sich abgeschlossen (von seiner Umgebung getrennt) ist.
     
    Sämtliche idealisierten Systeme der klassischen Mechanik — in denen man Reibungsverluste ignoriert — sind konservative Systeme. Leibniz, Newton und Einstein gingen davon aus, dass ihr Verhalten im Prinzip voll deterministisch und mit beliebiger Genauigkeit berechenbar sei.
     
    Heute wissen wir, dass dem nicht so ist. Der Grund hierfür:
     
    In jedem System, in dem mehr als zwei Körper aufeinander einwirken, kann die Wirkung beliebig stark von den Anfangsbedingungen abhängig sein.
     
    Schon Ende des 19. Jahrhunderts war das Poincaré aufgefallen: Er bewies, dass das 3-Körper-Problem der Astronomie nicht integrierbar ist und zu völlig unvorhersehbaren, chaotischen Bahnen jener Körper führen kann.
     
    Doch erst die Rechenkapazitäten moderner Großcomputer haben die Grenzen prinzipieller Berechnbarkeit des Verhaltens von Mehrkörpersystemem in aller Deutlichkeit gezeigt. Die Unvorhersagbarkeit des Wetters auf längere Zeitdistanz ist gutes Beispiel hierfür: Schon ein winzig kleiner, auf der Wetterkarte unbeachtet gebliebener Wirbel kann chaotische Veränderungen der Großwetterlage auslösen (sog. Schmetterlingseffekt). Damit ist bewiesen:
     
    Die prinzipielle Eindeutigkeit der Lösungen mathematischer Gleichungen garantiert keine beliebig genaue Berechenbarkeit auf länger Zeitdistanz hinweg.
     
    Mit anderen Worten: Man weiß nie, wie kurz der Abstand hin zum nächsten Bifurkationspunkt noch ist, und man weiß auch nicht, ob sein Erreichen Emergenz oder stark chaotisches Verhalten zur Folge haben wird.

 
 
Was sind Bifurkationspunkte eines dynamischen Systems?

 
Die Dynamik eines dynamischen Systems kennt nur 2 Trends:
     
  • Übergang in eine Gleichgewichtslage (womit es zu Emergenz kommt) oder
     
  • Übergang zu chaotischem Verhalten.

Was aber passiert, wenn wir das System in Abhängigkeit eines Parameters betrachten?
     
  • Durch Variation des Parameters können Fixpunkte entstehen oder zerstört werden bzw. an Stabilität gewinnen oder verlieren.
     
    Solche Änderungen in der Dynamik werden als Bifurkationen bezeichnet.
     
    Die Parameterwerte unter denen es zu einer Bifurkation kommt, nennt man Bifurkationspunkte.

 
 
Wie es zu Emergenz kommt

 
Nichtlineare Entwicklung der Zustände dynamischer Systeme muss nicht immer zu Chaos, sondern kann auch zu Selbstorganisation neuer Formen und Strukturen führen.
 
Sie entstehen dadurch, dass gewisse äußere Kontrollparameter — Temperatur, Energiezufuhr — so lange verändert werden, bis der alte Zustand instabil wird und in einen neuen umschlägt. Solcher Phasenübergang lässt sich als Symmetriebrechung von Gleichgewichtszuständen verstehen. Bei kritischen Werten entstehen spontan makroskopische Ordnungsstrukturen, die die sich durch synergetische, kollektive Kooperation mikroskopischer Systemteilechen ergeben.
 
Die Entstehung neuer Ordnung ist also keineswegs unwahrscheinlich und rein zufällig, sondern findet unter bestimmten Nebenbedingungen gesetzmäßig statt.
     
  • Beispiel 1: Die Strömungsmuster in einem Fluss direkt hinter einem Hindernis (z.B. einem Brückenpfeiler):
     
    Wie sie aussehen ist abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit: Zunächst kann das Stömungsbild hinter dem Hindernis homogen sein. Erst wenn die Strömungsgeschwindigkeit zunimmt, kommt es zu Wirbelbildung. Es treten zunächst periodisch Bifurkationen auf, dann quasi-periodische Wirbelbildung, die schließlich in ein chaotisches Wirbelbild übergehen.
     
    Auf Mikroebene haben Wechselwirkungen der Wassermoleküle in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit zu den neuen makroskopischen Strömungsbildern geführt.
     
  • Beispiel 2: Der zu Laserlicht führende Phasenübergang:
     
    Es kommt spontan zur Koodinierung zunächst ungeordneter Photonen, sobald die äußere Energiezufuhr des Lasersystems einen bestimmten, recht hohen kritischen Wert erreicht hat.

Mehr dazu in: Klaus Sedlacek: Emergenz: Strukturen der Selbstorganisation in Natur und Technik, 2010, aus vielen Quellen Zusammenkopiertes, 192 Seiten.

 
 
Quelle: Klaus Mainzer: Zeit — von der Urzeit zur Computerzeit, Beck'sche Reihe (1995, 2011), S. 73-88.
 
Klaus Mainzer, Ordinarius für Wissenschaftstheorie an der Uni Augsburg, hat Mathematik, Physik und Philosophie studiert.


 

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