Zerstörungsfreie Materialprüfung
Berlin, 21.-23. Mai 2001 -Berichtsband 75-CD
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Chaosforschung - das interessanteste Forschungsgebiet, das es gegenwärtig gibt. Ich bin davon überzeugt, dass die Chaosforschung eine ähnliche Revolution in den Naturwissenschaften bewirken wird, wie es die Quantenmechanik getan hat.
| Gerd Binning |
| Nobelpreisträger für Physik |
Die statischen und dynamischen Phänomene der belebten und unbelebten Natur werden durch Myriaden von Prozessen gesteuert. Von der Antike bis Ende des 17. Jahrhunderts werden die meisten der beobachtbaren Naturphänomene der Domäne mystischer Gesetze oder der Domäne des Chaos zugerechnet. Fassbare Regeln und Gesetze werden für unmöglich gehalten und bekannte Gesetze scheinen nicht zu gelten.
Beginnend mit Keppler und Newton tritt eine fundamentale Wandlung und neue Entwicklung ein. Die Mathematik verbindet sich mit den Naturwissenschaften und erweist sich als erstaunlich erfolgreiche und produktive Sprache für ihre Gesetze und Regeln. Schrittweise lichtet sich das Chaos und es scheint nur eine Frage der Zeit, bis alle Naturphänomene gesetzmässig erfasst sein werden, bis mathematische Ordnung das mystische Chaos vollständig verdrängen kann. Von den grossen Fragen der Entstehung und der Eigenschaften des Cosmos bis hin zu den Fragen, wie die kleinsten Bausteine der Materie zusammenwirken, entstehen im 19. und 20. Jahrhundert geniale Theorien, die den Glauben an eine mathematische Hand hinter allen Phänomenen immer entschiedener festigt. Mit universellen Weltformeln lassen sich scheinbar die Myriaden unterschiedlicher Phänomene in wenige überschaubare Kategorien reduzieren.
Die universelle Gültigkeit dieses aus der unbelebten Natur stammenden Fahrplans für die endgültige Entmystifizierung der Natur und ihre schnell nachfolgende technische Unterwerfung scheint sich in den atemberaubenden Entdeckungen im Zusammenhang mit dem genetischen Code auch in der belebten Natur zu bestätigen. Die jüngsten Verheissungen der Gentechnologie liefern einen drastischen Beleg dafür, wie sich ein naturwissenschaftliches Weltbild umfassend anmasst, Gott in die Räder greifen zu können. Hörte man in den 1980er Jahren Prophezeiungen, wonach bald Wetter, Klima und Kriege mathematisch beherrschbar und zu unseren Gunsten manipulierbar sein werden, hören wir heute, dass Lebewesen entsprechend einer Wunschliste machbar sein sollen. Dieses Bild einer grenzenlosen Unterwerfung der Natur bedeutet nichts anderes als die vollständige Verdrängung des Chaos und des Zufalls aus der Natur. Es entspricht einem streng rationalen Weltbild, in dem mystische Vorstellungen über Naturphänomene und auf Religion basierende Erklärungen keinen Platz mehr haben. Es wird ermöglicht durch die übergreifende Rolle der Mathematik in allen Naturwissenschaften.
Die Chaostheorie setzt gegen dieses umfassende, ausschliessliche mathematische Weltbild einen Kontrapunkt. Die wesentlichen Entdeckungen der Chaostheorie zeigen ein anderes Bild von Natur, das in Harmonie mit den gesicherten mathematischen Errungenschaften zu sehen ist: Sie machen uns mit mathematischer Präzision und Gültigkeit klar, dass selbst dort, wo strenge Gesetze sogar ohne jeden Einfluss von Zufall wirken, die exakte Kenntnis dieser Gesetze uns dennoch nicht erlaubt, praktische Vorhersagen zu treffen. Allzuoft ist die Kenntnis der Gesetze für die Beurteilung der Zukunft kaum nützlicher als hätte man einfach gewürfelt. Dies heisst, dass das in der Tat immer feinmaschiger werdende Netz, das Natur in Mathematik abbildet und kodiert, so etwas wie prinzipielle schwarze Löcher hat und für immer behalten wird.
Einen weiteren Kontrapunkt setzt die Chaostheorie gegen das verbreitete Paradigma der Kernphysik, Molekularbiologie und Gentechnologie, dass das Ganze aus dem Verständnis der Teile erschlossen werden kann. Mit mathematischer Präzision belegt die Chaostheorie, dass das Ganze mehr ist als die Summe seiner Teile. Hierfür stehen Phänomene von Selbstorganisation in der belebten und unbelebten Natur, die nach universellen Gesetzen ablaufen.
Für Jahrhunderte galt in den Naturwissenschaften das Paradigma, daß eine zu findende Regel um so komplexer zu erwarten sei, je komplexer die Struktur oder das Muster des zu Grunde liegenden Phänomens ist. Diese Annahme ist durch den Erfolg im Bereich von Strukturen und Mustern geleitet und gewachsen, die durch Menschen konstruiert oder gegeben sind. Von Menschen hergestellte Strukturen erfordern Baupläne, deren Komplexität in der Regel dem Reichtum und der Komplexität der Struktur entspricht. In diesen Bauplänen wird jede Form von zufälligen Einflüssen systematisch ausgeschlossen. Ergebnisse der Chaostheorie hingegen zeigen, dass höchst komplexe Strukturen und Muster das Ergebnis sehr einfacher, geradezu primitiver Regeln sein können.
Eine erstaunliche Eigenschaft natürlicher Muster und Strukturen besteht schliesslich in der Tatsache, daß ihr Entstehungsprozess stets einer gehörigen Portion Zufall ausgesetzt ist. Und doch entstehen immer wieder die gleichen Muster und Strukturen in makelloser Regelmässigkeit und Stabilität, gerade so, dass es schwerfällt zu glauben, dass Zufall überhaupt präsent war. Erkenntnisse aus der Chaostheorie haben die Sicht der Dinge fundamental verändert. Es gibt eine Reihe neuer Ergebnisse, die auf die grundlegende sowie notwendige Rolle von Zufall in der bemerkenswerten Stabilität und Reproduzierbarkeit der Muster der Natur hinweisen.
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