brainlogs Alles hängt mit allem zusammen

Das Unfassbare erfassen? Komplexitätsforschung, Chaos und Ordnung....

von Monika Armand, 24. Juli 2008, 12:58

Es geht um das Problem, dass die Wissenschaft, wenn es um Systeme geht an ihre Grenzen stösst.  Sie wissen ja, es wird - nicht nur bei Scilogs - kräftig gestritten ob des Sinns oder Unsinns der Geisteswissenschaften, über die Reichweite der reinen Naturwissenschaften und über die (Un-)Möglichkeiten der wissenschaftlichen Erkundung von Religion und Religiosität.  Die Geisteswissenschaften wissen längst um die Nicht-Linearität ihrer Interessens- und Forschungsgebiete und auch die Naturwissenschaften erfahren zunehmend ihre Begrenzungen, wenn es um Systeme und komplexe Phänomene geht.....

Vieles ist längst erforscht, vieles kaum erforschbar und wirklich neue Erkenntnisse sind rar. Wissenschaftler kennen oft nur noch Teilbereiche ihres eigenen Wissenschaftsgebietes, die zunehmende Flut an Studien und Erkenntnissen zwingt immer mehr zu Spezialisierungen innerhalb der Diszipline. All das erschwert den Zugang zu komplexen Systemen . Die Komplexitätsforschung widmet sich diesem Themenbereich und hofft einen Zugang zum Verständnis der Komplexität zu erlangen.

Anlass meines Beitrages ist die heutige !!! Wiederholungssendung in 3Sat "Scobel" um 21 Uhr zur Komplexitätsforschung

Ich habe die erste Sendung gesehen, ich habe die Bücher "Der kreative Zufall" und "Komplexität" von Klaus Mainzer gelesen und bleibe sehr nachdenklich und auch ein wenig ratlos zurück. Nun handelt es sich ja um ein noch recht junges "Wissenschaftsgebiet" und so muss man hier wohl die Sache mit viel Geduld angehen......

Sehr kurz zusammengefasst begründet Klaus Mainzer die Notwendigkeit der Komplexitätsforschung so:
La Place ging davon aus, dass bei Kenntnis aller Naturgesetze auch alles vorausberechenbar wäre. Dieser Laplace'sche Geist trifft nur in einem kleinen "System" zu. In linearen Systemen habe ein kleiner Stoss eine kleine Wirkung und ein großer Stoss eine große Wirkung. Wenn nun mehr als zwei Körper in Interaktion treten, dann gibt es vielfältige Rückkoppelungen und dafür mehrere mathematische Gleichungen. Es entstehen also wechselseitige Abhängigkeiten, wechselseitige Wirkungsverhältnisse und Interaktionen, unterschiedliche Wirkungs- und Kombinationsmöglichkeiten, „Schmetterlingseffekte“ etc. etc. Daher müsse man in Systemen denken, da man selbst in einem System lebt……

Grundannahme der Komplexitätsforschung: Neue Ordnung entsteht aus dem Chaos über die Selbstorganisation.....
Laut Klaus Mainzer befasst sich die Komplexitätsforschung mit der Annahme, dass aus Chaos durch Selbstorganisation wieder eine neue Form von Ordnung entsteht. Weiter wird angenommen, man könne dieses Phänomen eines Tages durch komplizierte Berechnungen "mathematisch" erfassen......

Klaus Mainzer, von Haus aus Philosoph, Physiker und Mathematiker (Wikipedia-Info zu Klaus Mainzer), stellt in der Sendung "Komplexitätsforschung" engagiert und m.E. auch für Laien gut verständlich das junge Wissenschaftsgebiet vor. Ich will an dieser Stelle eine grobe Beschreibung versuchen:

Ein Beispiel aus der Chaosforschung
Gehen wir zu einem schönen Beispiel aus der Chaosforschung. "Wenn ein Schmetterling in Shanghai mit seinen Flügeln schlägt könnte damit im tausende Kilometer entfernten New York ein gewaltiger Wirbelsturm ausgelöst werden......" Ein verrückter Gedanke? Ja, nicht wahr, das klingt doch ziemlich abwegig! Der im Frühjahr verstorbene amerikanische Meteorologe Edward Lorenz entwickelte diesen Gedanken durch einen Zufall: Lesen Sie dazu den spannenden Beitrag in der Welt Online vom 18. April 2008: Chaostheorie: Ein Schmetterling kann Städte verwüsten
Wenn Sie dort durch die Bilder klicken, dann hinterlässt die Annahme des berühmt gewordenen "Schmetterlingeffektes" bleibende Eindrücke. Eine Überraschung zumindest für all jene, welche davon noch nicht gehört haben. [Hier habe ich gute Chancen, dass Sie diesen Teil meines Beitrages nicht so schnell vergessen werden, denn mit Überraschungen lernt unser Gehirn am besten ;-) ("Überraschung" interdisziplinär betrachtet.......Warum gibt es Dinge, welche wir uns nach einem einmaligen Ereignis auf Dauer merken können ?)]

Angesichts der großen Fülle an detaillierten Informationen zur Komplexitätsforschung im www werde ich an dieser Stelle nicht weiter laienhaft über Komplexitätsforschung referieren, sondern auf einige Links verweisen. Zunächst die Rubrik "Überblick". Hier finden sich allgemeine Informationen zur Komplexitätsforschung.


Dann folgen Links zu fachspezifischen Fragen. Hier mögen sich meine Leser ihr Fachgebiet herauspicken und, wenn Sie möchten vor oder nach der Scobel-Sendung die Kommentarfunktion für einen eigenen Beitrag zu ihrem Gebiet nutzen.......

Nachtrag vom 28.07.2008 

Wussten Sie, dass das Thema eigentlich ein "alter" Hut ist? Da bin ich doch heute bei www.spektrum.de auf einen Beitrag von John Horgan gestossen. Das Datum des Beitrages (01.09.1995!) hat mich ziemlich irritiert, denn er liest sich so, als ob er inhaltlich bereits über das, was in der Scobel-Sendung präsentiert wurde, hinausgeht.... Ja, ich stelle mir nach Lektüre des Artikels ernsthaft die Frage: Was ist nun in den letzten 13 Jahren passiert? In der Scobel-Sendung hatte ich den Eindruck bekommen, das Präsentierte sei ziemlich neu?? Ist das wirklich so oder haben die "Komplexologen", wie man die Komplexitätsforscher wohl auch nennt, gedankliches "Zirkeltraining", oder gar Rückschritte gemacht? Tritt die Komplexitätsforschung etwa auf der Stelle? Aber lesen Sie selbst. Ich hoffe, dass sich einige Leser finden, welche die Komplexitätsforschung und ihre Entwicklung während der letzten Jahre/Jahrzehnte interessiert verfolgt haben und uns hier etwas aufklären können.......

Zum Beitrag:"In aller Welt sind Forscher auf der Suche nach einer einheitlichen Theorie hochstrukturierter Systeme – vom menschlichen Gehirn über die Wirtschaft bis zu Computernetzen. Doch die anfängliche Euphorie ist einer gewissen Ernüchterung gewichen. " weiter hier:Wissenschaftstrends: Komplexität in der Krise

Nachtrag vom 10.08.2008

Therapie für Mathephobiker, Fraktale und Komplexität: 

Thilo Kuessner hat in seinem Mathlog Möbel für Mathe-Freaks vorgestellt, welche aus meiner Sicht der Beginn einer "visualisierten" Form von Komplexität sein könnten. Ein wahrer Augenschmaus ;-)

Insbesondere der sogenannte "Fraktalschrank" ist ein Beispiel "mathematischer Tischlerkunst"...

 
Links: Allgemeines zur Komplexitätsforschung:

Simona Struck empfiehlt: " Für das Grundsätzliche zu den Begriffen hier eine gute Quelle:"
Chaos und Ordnung "Welt des Komplexen ": Thermodynamik, Statistische Physik und Komplexitätstheorie

Erklärung: Was ist Komplexität?
http://www.complexity-research.com/start2.htm

Botschafter der Komplexität Das Santa-Fe-Institut in New Mexico

Mehr als das Ganze Komplexitätsforschung kurz gefaßt - Rezension FAZ (PDF-Datei)

Um aus der Sendung möglichst viel Gewinn zu ziehen, lohnt es sich die thematischen Übersichten bei 3 Sat aus der Sendung "Scobel" zur Komplexitätsforschung einzusehen oder noch besser, die wirklich auch sehr interessanten Beiträge der einzelnen Wissenschaftler in der zugehörigen Mediathek anzuhören.
15. Mai 2008 Komplexe Welt

Download eines Buches von Klaus Mainzer zum Thema
PDF-Download des Buches 'Komplexe Systeme und Nichtlineare Dynamik in Natur und Gesellschaft'


Kurze Überblicksartikel und PDF-Dateien zur Komplexitätsforschung:

Bei "brand eins": THEMA: Schwerpunkt 

  • 1-Einfach mehr durchwursteln"Wenn es der Führungskraft zu komplex wird, rettet sie sich mit einer Management-Methode. Leider, sagt der Bamberger Psychologe Dietrich Dörner. Er findet: Wer führen will, muss improvisieren können – und das Chaos für andere ordnen."
  • 2.Verführt durch Formeln"Die Mathematik soll die Komplexität beherrschbar machen. Aber sie ist dafür nur bedingt geeignet."
  • 3.Alles funktioniert "Der Geist, der Körper, die Welt. Man muss nur lernen, damit umzugehen.Dann hat man auch weniger Probleme mit Komplexität. Wir können nur jene Fragen entscheiden, die prinzipiell unentscheidbar sind. (Heinz von Foerster)"
  • 4.Weiter denken"Wie funktioniert das Gehirn? Ein kurzer Überblick über die Evolution unseres körpereigenen Computers, seine Funktionsweise und die Möglichkeiten der Selbstprogrammierung für eine bessere Zukunft."
  • 5.Wir - ORGANISATION Wir sind sechs Milliarden Menschen, und wir stehen alle miteinander in Verbindung, schon weil wir auf ein und demselben Planeten leben.


Weiterführende Links u.a. zu verschiedenen Themenbereichen der Komplexitätsforschung (darf gerne von meinen Lesern erweitert werden ;-))


Überblicksartikel zur Komplexitätsforschung in Unternehmensabläufen und öffentlichen Verwaltungen:
Von der Komplexitätsforschung profitieren Wie komplizierte Abläufe in Unternehmen und der öffentlichen Verwaltung optimiert werden können

Verwaltung als komplex-adaptives System (PDF-Datei ausführlicher)

Komplexitätsforschung in Unternehmen:
Was kann Komplexitätsforschung? Identifikation der zentralen Faktoren eines Systems

Überblick: Komplexitätsforschung in der Medizin. Kurze Beschreibung
Arbeitsbereiche
Placebos im Spiegel der Komplexitätsforschung

Überblick: Komplexitätsforschung und Klima
Komplexitätsforschung und Klima. Auch das Klima ist damit zugleich Theorie und Anwendung von Komplexitätsforschung in Reinkultur.

Medizin (Psychotherapie) - Mehrdimensionale Diagnose und Therapie psychotischer Erkrankungen aus Sicht der Komplexitätsforschung  (Power Point Datei)

Und hier habe ich sogar ein Link für die thematische Aufbereitung in den Religionswissenschaften gefunden:
Theorie und Konkretion in der ökumenischen Theologie - Google Buchsuche-ErgebnisseiteDietrich Ritschl 2003 LIT Verlag Berlin-Hamburg-Münster ca-print-lit_verlag ISBN3825866653


Biologie und Geometrie:


Chaosforschung:


Download eines Buches von Klaus Mainzer zum Thema
PDF-Download des Buches 'Komplexe Systeme und Nichtlineare Dynamik in Natur und Gesellschaft'

Literaturempfehlung:


KomplexitätSchöner kurzer Überblick zur gesamten Komplexitätsforschung:
Klaus Mainzer: Komplexität - W. Fink, 2008
Inhaltsangabe im PDF
Einführungskapitel im PDF 

 

Und für Leser, welche sich detaillierter mit der Komplexitätsforschung  auseinander setzen möchten, gibt es eine ausführliche Fassung im Buch:

Der kreative Zufall

Klaus Mainzer: Der kreative Zufall

Wie das Neue in die Welt kommt, C.H. Beck Verlag

Einleitung (pdf; 89.4 KB) und

Rezension Gehirn und Geist 9/2007

Complexity

Thinking in Complexity

482 p. 223 illus., Hardcover ISBN: 978-3-540-72227-4

Wie ich heute (21.08.) von Prof. Dr. Klaus Mainzer erfahren habe, ist das "Opus magnum" zu diesem Thema das Buch „Thinking in Complexity. The Computational Dynamics of Matter, Mind, and Mankind“ (Springer 1994, 5. erweiterte Auflage 2007). Dort findet sich auch einiges zur Rolle der Kybernetik und vieler anderer Ansätze und ihrer Beziehung zur Komplexitätsforschung. Ende des Jahres können wir auf Bayern-Alpha dazu eine Sendung über bzw. mit Prof. Dr. Mainzer sehen. 


(Damit Sie diese Seite nicht ständig verlassen müssen, sind die Links so gestaltet, dass in inhrem Browser jeweils ein neues Fenster bzw. Tab geöffnet wird....)

Wer sich mit diesem Thema ausführlicher befassen möchte, dem kann ich an dieser Stelle wärmstens empfehlen, die Kommentare samt Links zum Thema zu verfolgen. Ich möchte an dieser Stelle den Kommentierenden für ihr großes Engagement und ihre guten Beiträge danken, denn sie bringen manches Licht in das "Dunkel" der Komplexitätsforschung und werfen auch Fragen auf, welche die Komplexitätsforschung bis heute noch nicht beantwortet hat. Wer noch nicht genug hat, kann ja mal die von mir gesammelten Links inspizieren:  Chaostheorie, Kybernetik und alles was dazu gehört..... Sammlung zum aktuellen Beitrag im AHMAZ-Blog zur Komplexitätsforschung

Nachtrag vom 29.10.2008:

Christian Henner-Fehr hat kürzlich in seinem Blog sich Gedanken um eine wichtige Unterscheidung gemacht und damit eine bedeutsame Fragestellung aufgegriffen, welche eigentlich jeder Diskussion um Komplexität vorausgehen sollte ;-). Dies sei - dank Christian Henner-Fehr an dieser Stelle nachgeholt:

Was unterscheidet komplizierte und komplexe Aufgaben?

Es gibt ja Begriffe, die wir häufig verwenden, ohne so genau zu wissen, was damit eigentlich gemeint ist. Da haben wir zum Beispiel das Begriffspaar Effektivität (das Richtige tun) und Effizienz (etwas richtig tun).

Wie verhält es sich mit den beiden Adjektiven kompliziert und komplex? Andrew Smart hat auf seinem Blog zur systemischen IT einen Beitrag veröffentlicht, in dem er den Unterschied zwischen einer komplizierten und einer komplexen Aufgabe erklärt. Dabei bezieht er sich auf das Buch “Denkwerkzeuge der Höchstleister: Wie dynamikrobuste Unternehmen Marktdruck erzeugen” von Gerhard Wohland und Matthias Wiemeyer.

Deren Aussage sei, so Smart:

“Mit Wissen kann man komplizierte Aufgaben lösen, aber nur mit Können kann man komplexe Aufgaben lösen.”

Als Beispiel hält der Fussball her:

“Die Logistik einer Fußballmannschaft ist kompliziert, aber mit genügend Wissen über die Zusammenhänge lösbar. Die Durchführung des Spiel selbst ist komplex (weil hochdynamisch) und mit theoretischem Wissen über das Fußballspiel eben nicht lösbar. Dafür muß man es können.”

Das heißt, komplexe Situationen entstehen aus einer hohen Dynamik heraus und sind durch das entsprechende Können beherrschbar. Komplizierte Aufgaben hingegen bedürfen des entsprechenden Wissens, um gelöst zu werden.

weiter im Blog:Was unterscheidet komplizierte und komplexe Aufgaben?

 

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ALLWISSENDE MEDIEN: Der Schmetterling und das Chaos

Kommentare

  1. Thilo Links
    24.07.2008 | 13:50

    Hallo,

    mindestens 5 der Links funktionieren nicht (von denen, die ich probiert habe). Bei den anderen ist mir teilweise der Bezug zum Thema nicht ganz klar. Zum Beispiel scheint mir die Erklärung des Plazeboeffekts mittels Chaostheorie ziemlich weit hergeholt. (Gibt es dafür auch seriöse Quellen?)

    Eine ausgewogene, kenntnisreiche und trotzdem in weiten Teilen allgemein-verständliche Darstellung des Themas findet man im Wikipedia-Artikel http://de.wikipedia.org/wiki/Chaosforschung (besonders die letzten 3 Abschnitte).

  2. Michael Wald Fazit
    24.07.2008 | 14:53

    Die uns immer mehr bewußtwerdende Komplexität unserer Welten erhöht sich neben bei auch noch täglich.

    Dem entsprechend werden sich "Wissensarbeiter" massiv vernetzen.

    Und hier wird das Internet keine untergeordnete Rolle spielen...

  3. Martin Huhn Links
    24.07.2008 | 14:58

    Die Links müßten nun in Ordnung sein. Aber ich habe nicht alle ausprobiert. Ist etwas viel. :-)

  4. Mathias Wölfelschneider
    24.07.2008 | 15:50

    >Es geht um das Problem, dass die Wissenschaft, wenn es um Systeme geht an ihre Grenzen stösst.

    Na, jetzt dürfen Sie aber nicht die gesamte Systemtheorie und Kybernetik 2. Ordnung unterschlagen, die sich per se mit zirkulärer Kausalität und Selbstorganisation befasst. Wenn man erst einmal das „Gesetz der erforderlichen Vielfalt“ hinter sich gelassen hat, wird die Sache deutlich plausibler. Will sagen: Ich stimme Ihnen zu, was die Wichtigkeit dieser Themen für Wissenschaft und Praxis (auch: Klinik) angeht. Aber das Gedankengebäude, dass sie ansprechen, ist letztlich ein Teilgebiet der Systemtheorie und hat als solches bereits vielfältige Niederschläge in Beratung, Therapie, Forschung, Management.

  5. 24.07.2008 | 16:34

    In einem Beitrag in der Xing Gruppe Kybernetik hat die Tage Günter Müller-Czygan (HST Hydro-Systemtechnik GmbH) auf eine schöne Sache von Ihm aufmerksam gemacht.

    2005 machte er sich die Mühe ein Hörspiel zum Thema zu produzieren, welches jetzt kostenlos interessierten zur Verfügung gestellt wurde: Eine Geschichte über effektives Management von komplexen wasserwirtschaftlichen Projekten mit Hilfe der Systemtechnik .

    Herr Wölfelschneider, sind Sie schon zurück aus dem Urlaub?

  6. Mathias Wölfelschneider
    24.07.2008 | 17:00

    Zurück aus dem Urlaub (war nur 1 Woche, leider) und in der Arbeitswirklichkeit aufgeprallt, sozusagen. :)
    Danke für den Link, sieht spannend aus.

  7. 24.07.2008 | 18:17

    Liebe Frau Armand,
    man ist so schnell am kommentieren...

    Vielen Dank dass Sie sich des Themas annehmen.

    Jetzt muss ich meine Frau nur noch bezüglich des heutigen Abendprogramms gütig stimmen ;-).

    @Wölfelschneider
    Ich sehe ein großes Problem dem wir gegenüber stehen im Faktor "Zeit".

    Es wird oft in komplexen Systemen an Parametern geschraubt, gewartet, und wenn nicht gleich das Erhoffte Eintritt sofort wieder weiter verändert.

    Siehe auch Kulturzeit - Kontrolle (vom 16.3.05)

  8. Mathias Wölfelschneider
    24.07.2008 | 18:34

    Hmm. Wieviel Zeit braucht Veränderung? Wichtiges Thema auch in meinem Metier.

  9. Monika Armand Uupps....
    24.07.2008 | 20:47

    war nur mal ein paar Stunden weg und schon 8 Kommentare ;-)

    @ Martin Huhn
    Vielen Dank für die "Linkkorrekturen" während ich auf meinem "Geburtstagsausflug" in Osnabrück war ;-)

    @Mathias Wölfelschneider
    Eigentlich wollte ich hier die "Komplexitätsforschung" à la Klaus Mainzer nur vorgestellt haben. Ob Klaus Mainzer die Systemtheorie etc. unterschlägt, dazu kann ich im Moment leider auch nichts sagen. Vielleicht helfen zur Klärung die von mir "gesammelten" Links, die Infos zur Sendung und die Sendung selbst?Ich kenne die "Komplexitätsforschung" erst seit ich die Erstausstrahlung bei Scobel gesehen und dann die 2 Bücher von Klaus Mainzer gelesen habe....

    Ich muss auch ehrlich gestehen, dass ich mich vor einem Blogbeitrag gerne etwas intensiver mit der Komplexitätsforschung auseinander gesetzt hätte....Als ich im Scobel Newsletter von der Wiederholungssendung erfuhr, hatte ich mich dann spontan entschieden das Thema jetzt schon aufzugreifen, so dass einige auch die Sendung dazu sehen können.....

  10. 24.07.2008 | 22:10

    Dann vergleichen Sie mal den Beitrag von heute mit dem hier (fast 20 Jahre alt)

    Philosophie: Chaos (1/6)

  11. 24.07.2008 | 22:31

    und zum Geburtstag hier noch die anderen verfügbaren Teile:

    Philosophie: Chaos (2/6)
    Philosophie: Chaos (3/6)

    Das Thema ist halt nicht besonders neu.
    Deshalb wohl auch die Anmerkung von Herrn Wölfelschneider bezüglich Kybernetik und Systemtheorie ;-).

    Die Warnungen von Wissenschaftlern zum Thema Klimawandel sind ja ebenso nichts neues...

    Es braucht halt seine Zeit für eine breitere Wahrnehmung.

  12. Steffen Rehm Grenzen
    24.07.2008 | 23:19

    Liebe Frau Armand,

    sie haben ein gewichtiges Wort in den Ring geworfen, die Komplexität und ihre Nähe zum Chaotischen, Ungeordneten. Für Brainlogger wollen Sie damit ausdrücken, daß das Gehirn komplex ist und deshalb unter dem Gesichtspunkt „Komplexität“ besser verstanden werden kann.

    Zur genauen Bestimmung möchte ich ergänzend den Begriff „Grenze“ hervorheben als Voraussetzung für Komplexität. Nicht das völlig ungeordnete Chaos ist komplex, ebenso wenig die starre Ordnung, aber an den Grenzen zwischen Chaos und Ordnung herrscht vielfältige Komplexität.
    Mit der Perspektive der Komplexität wird die Grenze an sich zum Phänomen und gerät in den Mittelpunkt der Betrachtung.

    Wie wichtig der Begriff „Grenze“ zum Verständnis der Gehirntätigkeit ist, kann auf der materiellen Ebene in den den neuronalen Verbindungen beschrieben werden, die als Grenzen in flexibler Gestaltung die Grundlage für das Gedächtnis, die Sprache und das Denken bilden.

    Als Grenzbildungen erweisen sich sprachanalytisch auch die psychischen Grundfunktionen, das Unterscheiden und Entscheiden (Scheide=Grenze).
    Da taucht die Frage auf, ob die „freie“ Entscheidung, der „freie“ Wille, mit Hilfe der Komplexitätsforschung als ein Grenzproblem besser verstanden werden kann als bisher (von Singer, Roth usw.).

    Komplexitätsforschung ist darum bemüht, einfache Algorithmen zur Beschreibung von komplexen Organisationen zu finden.
    Ein Musterbeispiel ist die Mandelbrot-Menge, die als unendlich komplexe Grenzlinie erscheint, aber aus der Iteration eines sehr einfachen Algorithmus konstruiert wird.
    Das menschliche Gedächtnis ist nicht weniger komplex. Die Vorliebe der Natur für einfache Problemlösungen läßt aber vermuten, daß auch hinter dieser komplexen Organisation eine einfache Konstruktionsvorschrift, ein einfacher Algorithmus, gestaltend wirkt.

    Mit freundlichen Grüßen

    Steffen Rehm

  13. Thilo Komplexität = Chaos ?
    25.07.2008 | 01:57

    Eine Frage (an Herrn Rehm oder wer immer sich angesprochen fühlt):
    was genau versteht man eigentlich unter Komplexitätsforschung?
    Mit Chaostheorie kenne ich mich ein wenig aus: dort geht es im Wesentlichen darum, daß geringe Änderungen von Ausgangsbedingungen unter Umständen unvorhergesehene Folgen haben können. (Der berühmte Schmetterlingseffekt, der allerdings NUR eine Metapher ist. In Wirklichkeit ist das Wetter durchaus berechenbar, wenn auch nur bis zu 3 Wochen im voraus.) In populärwissenschaftlichen Texten wird Chaos oft in Zusammenhang mit Komplexität gebracht. Tatsächlich sind das aber 2 Paar Schuhe. Der im von M.Wald verlinkten Video gezeigte Lorenz-Attraktor beschreibt ein chaotisches Wetter-Modell mit nur 3 Variablen. (Eben nicht das Wetter, sondern nur ein extrem vereinfachtes Wetter-Modell.) Mit Komplexität hat das sicher nichts zu tun. Auch das im Beitrag erwähnte Mehrkörperproblem ist zunächst ein Beispiel für Chaos, nicht für Komplexität. Dagegen haben "wechselseitige Abhängigkeiten, wechselseitige Wirkungsverhältnisse und Interaktionen, unterschiedliche Wirkungs- und Kombinationsmöglichkeiten" nicht unbedingt etwas mit Chaos im wissenschaftlichen Sinn zu tun. Deshalb hier meine Bitte, erst einmal die Begriffe zu klären und nicht alles durcheinanderzuwerfen. Wenn man unter Komplexitätsforschung das versteht, was ich als Laie mal vermuten würde (eben das Studium komplexer Systeme mit vielen wechselseitigen Abhängigkeiten) hat das mit der Frage Laplace versus Schmetterlingseffekt nicht viel zu tun.

    Abgesehen davon fände ich es wirklich interessant, mal an ein paar Beispielen erklärt zu bekommen, was Komplexitätsforschung eigentlich macht. (Ich meine nicht so sehr, wo sie eingesetzt wird, sondern wie sie eigentlich arbeitet.) In der Presse liest man dazu immer nur Allgemeinplätze.

  14. Monika Armand @ Begriffsklärung, viele offene Fragen..
    25.07.2008 | 11:12

    "Deshalb hier meine Bitte, erst einmal die Begriffe zu klären und nicht alles durcheinanderzuwerfen."

    Danke Thilo für Deinen Vorschlag,denn das war eines der Punkte, warum ich den Eindruck habe, dass die Komplexitätsforschung à Klaus Mainzer eine noch recht unklare Geschichte ist.
    Das Grundproblem:
    Wechselwirkungen + entstehendes Chaos wenn mehr als 2 Teile zusammenwirken, d.h. eben keine linearen Beziehungen mehr vorhanden sind.....
    führe wieder zu einer neuen selbstorganisierten Ordnung und diese Ordnung gelte es zu erforschen..... so zumindest habe ich Klaus Mainzer verstanden.

    Wenn ich diese Beschreibung hernehme, dann entsteht für mich kein klares Bild, worin der Unterschied zwischen Chaos- und Komplexitätsforschung bestehen könnte?

    Im Wikipedia-Eintrag wird darauf hingewiesen, dass oft nicht zwischen Chaosforschung und Komplexität(sforschung) unterschieden werde. Nur: Ich habe nirgendwo dazu auch einen Versuch der Definition und Abgrenzung der Begriffe gefunden.

    Ob wir es hier schaffen könnten, was Klaus Mainzer vermutlich versäumt hat, d.h. diese Begriffe schärfer zu umreißen?

    @ Steffen Rehm
    Nur ne kleine Bitte, legen Sie mich bei diesem Thema nicht fest, was ich annehme oder glaube. Hier "glaube" ich erst mal gar nichts, für mich ist die Komplexitätsforschung, wie sie Klaus Mainzer vertrit, völlig "offen". Eben wie Thilo anmerkt, fehlen mir die klaren Beschreibungen und Umgrenzungen....... wie "erfassen" wir das Unfassbare oder lässt sich das Unfassbare überhaupt "erfassen"? Ich stelle mir hier eher lauter Fragen und suche nach Antworten.

  15. Michael Wald Zwischenton
    26.07.2008 | 11:05

    Ich habe mich noch nicht näher informiert was denn nun unter dem neuen? Begriff "Komplexitätsforschung" zu verstehen sei.

    Momentan vermute ich, man möchte einfach eine Abgrenzung schaffen, die aus meiner Sicht unnötig ist. Mir reicht der Begriff "Kybernetik" als Oberbegriff.

    Zitat:
    Das Wort "Kybernetik" stammt vom griechischen "kybernetes" ab, das so viel bedeutet wie Steuermann. 1949 schlug der österreichische Physiker Heinz von Foerster den Teilnehmern der Macy-Konferenzen mit allgemeiner Zustimmung vor, dieses Wort doch als Name für ihr neues Forschungsfeld zu wählen. Bis dahin hatten sie es – Heinz von Foerster fand, viel zu kompliziert - als „zirkulär-kausale und Rückkoppelungsmechanismen in biologischen und sozialen Systemen“ bezeichnet.
    Zitat ende

    Das Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik geht aktuell beispielsweise der Frage nach, wie sich der Mensch im Raum orientiert.

  16. Monika Armand Kybernetik + Chaos....
    26.07.2008 | 13:03

    @ Michael Wald
    Dazu hätte ich eine Frage....
    Inwieweit würde die Kybernetik denn die Selbstorganisation des Chaos erfassen?

  17. Steffen Rehm Algorithmische Komplexität
    26.07.2008 | 13:46

    Uff, ein riesiges Thema, wenn man bedenkt, daß das Universum voller komplexer Systeme ist.
    Historisch gesehen ist es erst durch die Rechenleistungen der Computer
    möglich geworden, vielschichtig ineinander verwobene Systeme in ihrem Verhalten mathematisch zu modellieren und daraus neue Erkenntnisse zu gewinnen.
    Die mathematischen Bemühungen um das Komplexe zielen auf die kürzeste Beschreibung komplexer Vorgänge, Stichwort: algorithmische Komplexität.
    Eine komprimierte Beschreibung komplexer Phänomene ergibt sich aus der Erkenntnis, daß komplexe Gebilde oft aus der ständigen Wiederholung (Iteration) einfacher Vorgänge entstehen. Beispiel: Die ganze Komplexität der Lebewesen entwickelt sich aus der ständig wiederholten Zellteilung (Mitose).
    Die folgenden beiden Zahlenreihen sollen den Unterschied zwischen irregulärem (chaotischem) und komplexem Verhalten deutlich machen:

    2,5,8, 16, 31,87,43,62,7, 55, 82,,...

    3,5,8,13,21,34,55,89, 144, 233, ...

    Während die erste Zahlenfolge ohne erkennbare Regel rein zufällig erscheint und ihre folgenden Zahlen nicht voraussehbar sind, ist die zweite Folge seit 800 Jahren als „Fibonacci-Zahlen“ bekannt. Jede weitere Folgezahl dieser Reihe kann einfach aus der Summe der beiden letzten Ergebnisse berechnet werden, die Formel für jede beliebige Zahl (n+1) in der weiteren Folge lautet:
    Z(n+1) = Z(n-1)+Zn
    Dieser einfache Algorithmus ist eine sehr kurze Vorschrift für die Darstellung einer unendlichen Zahlenreihe. Die kleine Vorschrift kann somit als die komprimierte Form der unendlichen Fibonacci-Zahlenreihe angesehen werden.

    Komplexität tritt als natürliche Erscheinung oft an Grenzen, Phasenübergängen und dergleichen auf. Z.B. treten in einer laminaren Strömung Turbulenzen an den Rändern auf. Die Grenzen des Wachstums (z.B. einer Kaninchenpopulation) bei begrenzten Ressourcen sind komplex, jedoch mit einer sehr einfachen Gleichung mathematisch simulierbar.

    Kybernetik behandelt die Steuerungstechnik der Rechenautomaten, läßt sich auch auf die Selbstregulation der Lebewesen übertragen. Komplexitätsforschung ist universeller (z.B. bei der Beschreibung von chemischen Reaktionen, Diffusionsgleichungen oder Phasenübergängen vom magnetischen zum unmagnetischen Eisen bei bestimmten Temperaturen ) .

    So weit für heute, auch ich habe meine Grenzen.

    S.R.

  18. Michael Wald Selbstorganisation (Autopoiesis)
    26.07.2008 | 14:25

    "Inwieweit würde die Kybernetik denn die Selbstorganisation des Chaos erfassen?".

    Die Chaostheorie hat sich aus der Kybernetik entwickelt.

    Wenn es um Selbstorganisation geht, lautet der Schlüsselbegriff Autopoiesis

    Dazu finden Sie Informationen bei Maturana & Varela z.B. im Buch Der Baum der Erkenntnis. Die biologischen Wurzeln des menschlichen Erkennens..

    Eine interessante Quelle zur Autopoiesis im Medienbereich (also eher mein Metier), finden Sie bei autopoietische-systeme.de.

    Eine aus meiner Sicht problematische Fragestellung in diesem Zusammenhang sehe ich in dem definieren von System, Subsystem und Umwelt. Hier habe ich so meine Schwierigkeiten, Politik, Wirtschaft, Wissenschaft, Religion ect. als autopoietische Systeme zu denken. Diese Betrachtung finden Sie in der Systemtheorie nach Luhmann.

    Noch ein wichtiger Begriff ist die Strukturelle Kopplung, welche meine Bedenken wohl zerstreuen soll.

    Hier scheint mir der Strukturfunktionalismus von Talcot Parsons eher aufschluss zu geben.

    Ein wirklich "schönes" Buch hat Gerd Geken geschrieben:
    Manager ... Die Helden des Chaos.

    Im Buch befand sich ein Einleger mit folgendem Text:
    (Achtung "New Age" ;-))

    Adhocracy
    Ad-hoc-Struktur anstelle einer Hierarchie.

    Affekt-Logik
    Bewußte Steuerung der Gefühle in der Form, daß die Gedanken
    dadurch besser werden.

    Ashbys Gesetz
    Um eine Komplexität managen zu wollen, muß man mindestens
    ganauso komplex sein.

    Autopoisse
    Selbst-Herstellung eines Systems durch zyklische und gegenseitige
    Produktion der Komponenten des Systems.

    Chaos
    "Die vorhersagbare Unvorhersehbarkeit".
    Chaos ist auch eine Ordnung, allerdings eine "höhere Ordnung"
    ...eine Ordnung für nichtlineare Dynamik.

    Chaosmos
    Ein Universum, das sich permanent selbst erzeugt durch seine Chaotik.

    Drifts
    Eine reale Abweichung von der bisherigen Richtung

    Effekte der 3. Art
    Das sind Phänomene, die zwar Ergebnis eines Handelns sind, aber nicht
    als eines Handelns, das auf den realistischen Zweck abzielt.

    Euro-Taoismus
    Dieser Begriff stammt von Peter Sloterdijk und besagt:
    Das Modell des Fließens ersetzt das Modell der Geschichte.

    Expandet Self
    Selbst-Konzept, das etwas zu tun hat mit der Identität.

    Inclusive Fitness
    Hierhinter verbirgt sich der Mythos einer Evolution,
    die sich ihrer Evolution immer mehr bewußt wird.

    Indirekte Effekte
    Sogenannte Effekte der zweiten und dritten Art (Kreativität)
    können nicht direkt angesteuert werden.

    Intelligenz der 2. Ordnung
    Die Intelligenz der 2. Ordnung konzentriert sich auf das Imaginäre,
    also auf Erfindungen.

    Kairos
    Kairos sind die Eigenzeit von Prozessen oder die sogenannten internen Zeiten.

    Kinetik
    Selbst-Beschleunigung.

    Komputation
    Zusammenführung: Vernetzung.
    Blindelemente sind nur noch Bausteine für das Aufbauen
    von innovativen Ein-Bildungen.

    Kontingenz
    Eigen-Geschichtlichkeit

    Leading Edge
    Die Stelle, an der permanent die Evolution stimmuliert und gemanagt wird.

    Lineare Kausalität
    Wenn zwischen Ursache und Wirkung eine direkte Beziehung vorliegt,
    spricht man von linearer Kausalität.

    Mentoring
    Das Wachstum der Mitarbeiter fördern

    Meta-Bewußtsein
    Das sind Gehirn-Programme, die konsequent auf das Unbekannte ausgerichtet sind.

    Nicht-Linearität
    Nicht-linear heißt ein System, wenn es auf die Eingabe (Änderung, Störung, Fluktuation)
    anders als direkt proportional reagiert. Im Management sind praktisch alle Vorgänge
    nicht-linear.

    Optionalismus
    Dies ist eine neue Gesellschaftsform die besonders evolutions-fit ist.
    Sie ist in der Lage, ihren Grad an Unterschiede zu vergrößern

    Perturbation
    Erschütterung; Selbst-Verletzung. Dies sind die Störungen und Verletzungen,
    durch die Transformation möglich wird.

    Pfade
    Die unlogischen Pfade sind eigendynamische Domänen außerhalb der
    Makro-Organisation.

    Punctuasted-Evolution
    Das sind punktuelle Sprünge in unlogischen Möglichkeiten.

    Selbstreferenziell
    Selbstreferenziell werden Systeme genannt, die die Zustände ihrer
    Komponenten verändern.

    Shifts
    Veränderungs-Impuls für die Drifts.

    Simuli-Kultur
    Aus den Menschen werden mentale Nomaden. Sie sind immer auf der Suche
    nach den inneren Bildern...das Innere wird wichtiger als das außere.

    Sozial-Energie
    Sie ist nicht sichtbar, und oft ist sie so gut wie garnicht da. Sie kann man nicht
    anordnen, nicht rational einführen, weder per Befehl noch per Strategie.
    Sozial-Energie ist immer autopoietisch, das heißt selbsterzeugend und selbst-verstärkend.
    Sie ist das Ergebnis des Glaubens an sie.

    Soziale Domäne
    Man kann nach dem Vorbild des menschlichen Gehirns eine doppelte Organisation
    aufbauen. Die linke Gehirn-Hemisphäre gilt als Vorbild für Formung und Verfestigung.
    Die rechte Gehirn-Hemisphäre steht für Veränderung und Auflösung.
    Die soziale Domäne, die im Sinne der Micro-Organisation operiert, bildet sozusagen
    die rechte Seite des Gehirns.

    Strange-Attractors
    Das Hin- und Herpendeln zwischen vorwärts und rückwärts. Es handelt sich um
    einen Begriff aus der Chaos-Forschung.

    Struktuelle Kopplung
    Der Begriff bedeutet: Man kann Komplexität nie elitär von oben beherrschen.
    Und man kann Komplexität nie vollständig beschreiben und erkennen.
    Also muss man alles tun, um in der Eigendynamik komplexer Strömungen
    und Felder intergriert zu bleiben.

    Syn-referentiell
    Das ist die Steuerung eines Prozesses. Gleichzeitig und gemeinsame
    Eigen-Geschichtlichkeit (Kontingenz).

  19. 26.07.2008 | 14:32

    Ein wirklich "schönes" Buch hat Gerd Geken geschrieben:

    Da fehlt ein "r".
    Gerd Gerken heisst der gute ...

  20. Michael Wald @Steffen Rehm
    26.07.2008 | 15:53

    "Kybernetik behandelt die Steuerungstechnik der Rechenautomaten, läßt sich auch auf die Selbstregulation der Lebewesen übertragen"

    Wenn schon reduzieren, dann bevorzuge ich folgende Aussage:
    Kybernetik ist die Wissenschaft von der Funktion komplexer Systeme.

    Nur dachte man anfangs (Macy-Konferenzen) man könne die gesamte Weltgemeinschaft "steuern" (sozial Utopie). In seinem Film Das Netz zeigt Lutz Dammbeck dass wir der "Kybernetik" letztlich sogar das Internet zu verdanken haben. Hier stellt sich mir nun die Frage, in wie weit wir uns nicht doch in einer weltumspannenden, selbstreferenziellen Transformation befinden die durch eine massive Vernetzung beschleunigt wird. Peter Russel hat das 1983 in seinem Film Global Brain "gesponnen".

  21. Simona Struck Selbstorganisation @ Michael Wald
    27.07.2008 | 18:28

    Ich habe mir die Scobel-Sendung angeschaut. Da wurde ja viel über Selbstorganisation gesprochen, aber hat es eine Erklärung dazu gegeben, wie oder wodurch sie entsteht? Das Ergebnis eines Selbstorganisationsprozesses, wie (wenn ich das richtig verstanden habe) z.B. ein Kristall stellt ja einen Zustand höchster Ordnung dar.
    Aber es wurde mehrmals betont, dass im Ausgangssystem nur „dumme Teilchen“ vorhanden sind. Wie ist es physikalisch zu erklären, dass diese kleinen Dummies sich dann plötzlich so schön selbst organisieren können?

    (WIKIPEDIA: Selbstorganisation ist eine Form der Organisation, bei der die formgebenden beschränkenden Einflüsse von den Elementen des sich organisierenden Systems selbst ausgehen.)

    Sie schreiben weiter oben „Wenn es um Selbstorganisation geht, lautet der Schlüsselbegriff Autopoiesis“. Hat die was damit – also z.B.mit der Kristallbildung – zu tun?

    Schöne Grüße
    Simona

  22. Michael Wald @Simona Struck
    27.07.2008 | 19:45

    Spontan fällt mir zu Ihrer berechtigten Frage ein Satz von Wittgenstein ein:

    "In der Logik ist nichts zufällig:
    Wenn das Ding im Sachverhalt vorkommen kann, so muss die Möglichkeit des Sachverhaltes im Ding bereits präjudiziert sein".

  23. Monika Armand @ Diskussion
    27.07.2008 | 20:32

    Vielen Dank für Ihre Beiträge und Ihr Engagement. Ich wünsche mir, dass es Lesern genau so geht wie mir, denn:

    Ich stelle - angesichts unserer Diskussion - fest, dass ich mit dem Gedanken, dass die Komplexitätsforschung eine noch sehr unfertige und unausgegorene Sache ist, nicht alleine bin und dass die Komplexitätsforschung ein noch sehr junges und nicht klar umrissenes Wissenschaftsgebiet ist, welches mehr Fragen aufwirft, als Antworten zur Verfügung stehen.....

  24. Monika Armand @ Steffen Rehm
    27.07.2008 | 20:33

    Lieber Herr Rehm, herzlichen Dank für Ihr Engagment und die Zeit, welche Sie hier investieren ;-)

    Zu Ihrem Kommentar vom 24.07.2008 - 23:19:

    Sie schreiben,"Nicht das völlig ungeordnete Chaos ist komplex, ebenso wenig die starre Ordnung, aber an den Grenzen zwischen Chaos und Ordnung herrscht vielfältige Komplexität."
    Mein Frage dazu:
    Warum meinen Sie, sei das "völlig ungeordnete Chaos" nicht komplex? Ich hätte vielmehr das Gegenteil angenommen?
    Selbst eine starre Ordnung kann aus meiner Sicht komplex im Sinne von "kompliziert" sein. Ich vermute mal, dass hinter Ihrer Feststellung möglicherweise eine völlig andere "Begriffsvorstellung" steht ? Der Begriff "Komplexität" scheint ziemlich unscharf zu sein, was vielleicht bereits im Vorfeld ursächlich für etwaige "Verstehensschwierigkeiten" sein könnte.....

    Klaus Mainzer liefert zum Begriff m.E. leider unbefriedigende Antworten. Denn er nutzt die Worte "Komplexität" und "komplex" in völlig verschiedenen Zusammenhängen. In seinem Büchlein "Komplexität" findet sich zum Begriff im Anhang eine "mathematische" und eine "informationstechnische" Definition, wobei sowohl Verb als auch Nomen in seinen Beschreibungen über die beiden von ihm "definierten" Dimensionen (mathematisch + informationstechnisch) hinausgehen:

    Komplexität (Zitat aus Klaus Mainzer "Komplexität")
    "In der Informatik bezieht sich K. auf den Aufwand von Zeit, Beschreibung und Größe des Computerprogramms zur Berechnung einer Funktion bzw. eines Problems.[..]...In der Physik bezieht sich K. auf dynamische Systeme, deren Attraktoren von der einfachen geometrischen Struktur eines Fixpunkts bis zur komplexen Struktur eines Chaosattraktors...[..]..."

    Nun mach ichs wie in der Feuerzangenbowle und stelle mich mal ganz dumm ;-))

    Ihre schöne Erklärung (eine solche hätte ich mir in den Büchern von Klaus Mainzer gewünscht ;-)) vom 26.07. um 13:46 bezieht sich vermutlich auf die "mathematische Komplexitätsdefinition", oder? Dann hätten wir noch viele andere Vorstellungen von "Komplexität" übrig....hmm...oder denke ich hier zu sehr "um die Ecke", oder bin ich hier in einer "begriffliche Verwirrung" gefangen?

  25. Monika Armand @ Simona Struck
    27.07.2008 | 20:40

    "Da wurde ja viel über Selbstorganisation gesprochen, aber hat es eine Erklärung dazu gegeben, wie oder wodurch sie entsteht?"

    Ja, ich habe genau denselben Eindruck. Alle Feststellungen dazu bleiben sehr allgemein. Immer wird nur gesagt, dass in einem nichtlinearen System aus dem Chaos eine "Selbstorganisation" entstünde. Wie das nun aber vor sich gehen soll, scheint genau das zu sein, was die Komplexitätsforschung ergründen will?

    Solange dies aber nicht erforscht ist, ist das Phänomen der "Selbstorganisation" eine "beobachtbare", aber unbewiesene Sache????

    So verstehe ich zumindest im Moment die Komplexitätsforschung......

  26. Monika Armand @ Michael Wald
    27.07.2008 | 20:45

    zu Wittgensteins Aussage:
    "In der Logik ist nichts zufällig:
    Wenn das Ding im Sachverhalt vorkommen kann, so muss die Möglichkeit des Sachverhaltes im Ding bereits präjudiziert sein".

    Damit steckten wir im Moment im Münchhausen Trilemma von Albert fest?
    Forschung

  27. Monika Armand @ Michael Wald
    27.07.2008 | 20:54

    Ihr Kommentar vom 26.07., 15:53

    Kann die Kybernetik auch chaotische komplexe Systeme erfassen? Ich denke, eher nicht, oder?

    Ich stelle mal folgende von mir gedachte "vorläufige" Definition zur Diskussion:
    "Die Kybernetik kann komplexe Systeme erfassen, welche erfassbar sind, während die Komplexitätsforschung sich mit komplexen Systemen befasst, welche chaotisch werden und sich völlig neu organisieren. Das heißt es geht um verschiedene "Formen" komplexer Systeme. ????

  28. 27.07.2008 | 22:15

    "Die Kybernetik kann komplexe Systeme erfassen, welche erfassbar sind, während die Komplexitätsforschung sich mit komplexen Systemen befasst, welche chaotisch werden und sich völlig neu organisieren. Das heißt es geht um verschiedene "Formen" komplexer Systeme. ????"

    Meinen Sie damit, die Komplexitätsforschung wolle etwas erfassen, was nicht erfassbar ist?

    Ich würde sagen, es geht grundsätzlich nicht um verschiedene Formen von Komplexität, sondern um das Prinzip.

    Im übrigen vermute ich, dass ein Psychoanalytiker je nach Schule nicht erst drei Menschen als Voraussetzung für Komplexität ansehen wird.

  29. Monika Armand @ Michael Wald
    28.07.2008 | 08:32

    M.A.: "Die Kybernetik kann komplexe Systeme erfassen, welche erfassbar sind, während die Komplexitätsforschung sich mit komplexen Systemen befasst, welche chaotisch werden und sich völlig neu organisieren. Das heißt es geht um verschiedene "Formen" komplexer Systeme. ????"

    M.W.: Meinen Sie damit, die Komplexitätsforschung wolle etwas erfassen, was nicht erfassbar ist?
    Ich würde sagen, es geht grundsätzlich nicht um verschiedene Formen von Komplexität, sondern um das Prinzip.

    Oh, ich glaube jetzt haben Sie mich missverstanden. Vielleicht müsste ich vorab fragen, was Sie unter "Komplexität" verstehen ???

    Denn die "Kybernetik" ist bei Klaus Mainzer offenbar kein Thema... Ich erkläre mir das so, dass die Kybernetik eine Methode ist, welche komplexe Verhältnisse bis zu einer gewissen Grenze erfassen kann. Werden Systeme chaotisch - und darum geht es Klaus Mainzer bei seiner Vorstellung von Komplexitätsforschung - , kann auch Kybernetik nicht mehr weiter helfen.

    Klaus Mainzer bietet aber auch noch keinen konkreten Ansatz, wie das entstehende Chaos und sein Übergang in eine angebliche Selbstorganisation erfasst werden könnte....

    Weil genau dieser Punkt in der Komplexitätsforschung noch offen ist, hatte ich den Beitrag bewusst mit "Das Unfassbare erfassen" tituliert....

  30. Simona Struck @ Michael Wald
    28.07.2008 | 11:35

    Das war ja nicht sonderlich hilfreich. Wenn die Wittgenstein-Aussage hier was nützen soll, dann kann sie doch nur bedeuten, dass in den kleinen "dummen Teilchen" wie sie in der Sendung genannt wurden, eigentlich doch ganz besondere Fähigkeiten stecken - oder?

    @ Monica Armand
    Für das Grundsätzliche zu den Begriffen
    hier eine gute Quelle: Chaos und Ordnung "Welt des Komplexen ": Thermodynamik, Statistische Physik und Komplexitätstheorie

  31. Monika Armand @ Simona Struck - Quellenangabe
    28.07.2008 | 13:40

    Vielen Dank für das Link. Die Seite vermittelt auch Laien kurz und bündig das, was wohl derzeit unter "Komplexitätsforschung" zu verstehen ist. Ich werde daher diesen Linkverweis noch einmal direkt im Beitrag unterbringen ;-)

  32. Steffen Rehm Chaos
    28.07.2008 | 16:24

    Liebe Frau Armand,

    beim Ziehen der Lottozahlen, beim Würfeln und beim Werfen einer Münze sind die Ergebnisse von keiner Wissenschaft voraussagbar, weil keine Regeln zu ihrer Berechnung bekannt sind. Regellosigkeit läßt sich nicht erfassen und nicht beschreiben, da hat die Wissenschaft eine unüberwindliche Grenze.

    Komplexität ist wahrlich ein komplexer, also vielschichtiger Begriff, den jeder so nach Gusto benutzt und keiner klar definieren will.
    Die schärfste Begrenzung des Begriffs darf man von den Mathematikern und Informationstheoretikern erhoffen, die z.B. um eine Maßeinheit für Komplexität bemüht sind.
    Tatsächlich steckt alles noch in den Kinderschuhen, die Computer existieren ja erst seit ein paar Jahrzehnten. Die sind heute nämlich ein Werkzeug, mit dem Komplexität gemessen werden kann: Die zeitliche Länge eines Programms wird in der Informationstheorie als der Maßstab für dessen Komplexität gesehen.
    Eine alternative Formulierung für diese Maßeinheit ist als „logische Tiefe“ gebräuchlich.

    Als universelle Erzeuger von ausgeprägter Komplexität sind in der Mathematik die nichtlinearen Gleichungen ins Zentrum der Aufmerksamkeit geraten.
    Mit diesen Gleichungen kann (durch Visualisierung am Computermodell) gezeigt werden, wie äußerst komplexe, auch „chaotische“ Strukturen durch die Wiederholung sehr einfacher, nichtlinearerAlgorithmen erzeugt werden können.
    Dabei kann rechnerisch nachgewiesen werden, wie sehr geringe Unterschiede in den Anfangsbedingungen oft zu großen Unterschieden in den Ergebnissen führen können.

    Es ist also die spezielle Sprache der Mathematik, in der seit wenigen Jahren über Komplexität intensiv nachgedacht wird. Die Verbindung zur Physik, Chemie, Soziologie, Hirnforschung, Meteorologie usw. erhält die „Komplexitätsforschung“ hauptsächlich durch die Untersuchungen von Grenzphänomenen: Konzentrationsgefälle, Phasenübergänge, das komplexe Universum ist voller komplexer Gestalten und Vorgänge, die mit meinem Lieblingswort als „Grenzen“ beschrieben werden können.

    Ein Beispiel für eine völlig irrationale mathematische Grenze, die aus der Iteration einer einfachen Vorschrift entsteht, kann in den von mir bereits vorgestellten Fibonacci- Zahlen entdeckt werden. Meine Preisfrage an die Leser: Welcher prominente, irrationale Grenzwert hält sich in dieser einfach herzustellenden Zahlenreihe verborgen: 3,5,8,13,21,34,55, 89, 144...???

    Wer die Lösung hat, bekommt hitzefrei .

    Noch zur Begriffsklärung: Kybernetik ist eine Wissenschaft (die es auch mit komplexen Systemen und mathematischen Beschreibungen zu tun hat).
    Komplexität ist eine Eigenschaft von Dingen oder Vorgängen, die für uns am einfachsten in der Form ihrer Erzeugungsalgorithmen erfassbar ist.

    Es bleibt uns gar nichts anderes übrig, wir müssen uns ein wenig mit der Mathematik anfreunden, ihren Wert als „stenographische“ oder „komprimierte“ Beschreibungsform der Welt begreifen.
    Dann versteht man auch das „Apfelmännchen“, die „Krönung des Komplexen“, als das Ergebnis einer extrem einfachen Formel, nicht größer als der Fibonacci-Algorithmus. Diese von B. Mandelbrot entdeckte Formel erzeugt eine geschlossene Grenzlinie von äußerster Komplexität, in der jeder Teil mit allen anderen in Verbindung steht (AHMAZ) !
    Es lohnt sich, da etwas tiefer einzudringen, die komplexen Grenzen des Wissens kräftig zu erweitern.

    S.R.

  33. Peter Bützer Ein sehr guter Brainlog!
    28.07.2008 | 17:40

    Liebe Frau Armand
    Da haben Sie sehr gut, fundiert und breit abgestützt interessante Informationen geliefert. Ich habe Neues entdeckt.
    Die Kybernetik, so wie sie von Wiener verstanden wird, kann die Chaostheorie und die Komplexitätsforschung erfassen. Die nichtlinearen Systeme können erstens zu Gleichgewichtszuständen, regelmässigen Oszillationen oder zu chaotischen Ergebnissen führen - entscheidend sind nicht nur die qualitativen, sondern auch quantitative Unterschiede (andere Grössen der Parameter). Als direkte Anwendung kennt man heute mit den Computern die numerischen Simulationen dieser komplexen Systeme.
    Die Frage, welche grundsätzlichen Voraussetzungen vorhanden sein müssen, damit regelmässige Muster in Physik,
    Chemie oder Biologie auftreten sind:
    1. ein Antrieb, 2. eine Verstärkung und 3. eine negative Rückkopplung. So können Schneekristalle regelmässig wachsen und unser Herz erhält den Takt von oszillatorischen Zellen.

    Mit den besten Grüssen
    Peter Bützer

  34. Monika Armand @ Steffen Rehm
    28.07.2008 | 17:47

    Und wieder vielen Dank für Ihre aktuelle transparente Erläuterung ;-)

    "Es bleibt uns gar nichts anderes übrig, wir müssen uns ein wenig mit der Mathematik anfreunden, ihren Wert als „stenographische“ oder „komprimierte“ Beschreibungsform der Welt begreifen."
    und
    Die schärfste Begrenzung des Begriffs darf man von den Mathematikern und Informationstheoretikern erhoffen, die z.B. um eine Maßeinheit für Komplexität bemüht sind.

    Das leuchtet ein und ich vermute mal, dass dadurch etliche Phänomene erfasst werden können, welche auch physikalisch bzw. mathematisch erfassbaren Naturgesetzen unterworfen sind? Zudem erscheint es mir in diesen Zusammenhängen als überaus sinnvoll.

    Schwieriger scheint die Sache zu werden, wenn es um komplexe biologische Sachverhalte oder gar um pädagogisch-psychologische Komplexitäten geht. Da ja schon "einfache" Fragen in der päd.-psych. Forschung zu umfangreichen Forschungsdesigns führen können glaube ich, dass hier die Komplexitätsforschung letztendlich wiederum "reduktionistisch" wirkt. Darüber scheinen sich aber auch die "Komplexologen" zu streiten.....

    so dass man in diesem Falle dann wohl bei Ihrer ersten, allgemeinen Feststellung landen wird:
    "Regellosigkeit läßt sich nicht erfassen und nicht beschreiben, da hat die Wissenschaft eine unüberwindliche Grenze."

    Gerade in der päd.-psych.Forschung sind r=.20 Korrelationen die Regel. Daraus lassen sich kaum starre Regeln, sondern vielmehr "Wenn-Dann-Beziehungen" in großer Vielfalt ableiten. Denkbar wäre, dass für einen Einzelfall evtl. eine "Regel" aufgestellt werden kann, jedoch diese "Regel" bei jedem Individuum wieder völlig anders ausfällt....

  35. Michael Wald Begriff Komplexitätsforschung
    28.07.2008 | 18:15

    Mir ist heute aufgefallen, dass Fredmund Malik (wurde in dem Beitrag auch kurz erwähnt) den Begriff Komplexitätsforschung nun auch explizit kommuniziert.

    Auf der Startseite liest man heute:

    "Das Meistern von Komplexität. Relevanzfilter dafür ist das malik management system® von Fredmund Malik – das Ergebnis aus rund 60 Jahren Komplexitätsforschung, Kybernetik und Management-Kybernetik."

    Das bestärkt mich in der Annahme, dass wir es hier einfach mit einem neuen Begriff zu tun haben (alter Wein in neue Schläuche?).

    Vielleicht damit der aufkommende? "Hype" einen eigenen Namen hat.

    @Simona Struck
    "Wenn die Wittgenstein-Aussage hier was nützen soll, dann kann sie doch nur bedeuten, dass in den kleinen "dummen Teilchen" wie sie in der Sendung genannt wurden, eigentlich doch ganz besondere Fähigkeiten stecken - oder?"

    Ich vermute mal ja.

    @Monika Armand
    Erinnern Sie sich noch an meinen ersten Kommentar in Ihrem neuen blog hier?

    "Es ist schon erstaunlich, mit welch unterschiedlichen Begriffen dieser Themenkomplex belegt ist. Sie nennen es AHMAZ, andere Begriffe sind wohl Chaostheorie, Kybernetik, Systemtheorie, Holismus, Vernetztes Denken u.v.m..
    Ich nenne es gerne "Konzentration auf das Ganze" ;-)."

    Ich hatte wohl die Komplexitätsforschung unterschlagen. Aber mit diesem Beitrag haben Sie die Liste der Begriffe ja erweitert ;-).

  36. Monika Armand @ Peter Bützer @ Alle
    28.07.2008 | 19:59

    Lieber Herr Professor Bützer,
    Ihr Lob geht runter wie Öl, vielen Dank ;-)

    Und Ihre Webseite ist ein Besuch wert, insbesondere für (bio-)chemisch interessierte und kundige Leser. Ihre DefinitionWissenschaftlichkeit? Wie geht man vor? zu den Voraussetzungen von Wissenschaftlichkeit in den Naturwissenschaften würde ich gerne für eine Gegenüberstellung zur Frage der Wissenschaftlichkeit in den "Geisteswissenschaften" - (wenn ich darf selbstverständlich mit Urheberkennzeichnung;-) - übernehmen...

    Gehe ich richtig in der Annahme, dass
    "1. ein Antrieb, 2. eine Verstärkung und 3. eine negative Rückkopplung. eine notwendige Voraussetzung für kybernetische Modelle in der (Bio-)Chemie sind?

    Ist die Wikipedia-Definition zur Kybernetik korrekt
    "Das verbindende Konzept dieser zunächst als unzusammenhängend erscheinenden Elemente ist der Begriff der Navigation, die dynamischen, selbstregulierenden Systemen dazu dient, ein Gleichgewicht aufrechtzuerhalten und ein vorgegebenes oder immanentes Ziel zu erreichen."

    Sie schreiben: "Die Kybernetik, so wie sie von Wiener verstanden wird, kann die Chaostheorie und die Komplexitätsforschung erfassen.
    Und wie können wir dann die unterschiedlichen Begriffe definieren? Ich hänge hier immer noch in einem Abgrenzungsproblem???

    @ Alle
    Frage an meine Leser + Kommentarschreiber ;-):
    Was meinen Sie? Handelt es sich bei den Begriffen "Kybernetik, Chaostheorie und Komplexitätstheorie" etwa

    a) um gebräuchliche Tautologien (Sprache) oder können diese Begriffe klar voneinander unterschieden werden?
    b) Oder ist Kybernetik der Überbegriff, dann folgt die Komplexitätstheorie und dann die Chaostheorie
    c) Oder werden die Begriffe - je nach Autor - in verschiedenen Denkzusammenhängen verwendet?
    c) Oder ist mein Wunsch nach klarer begrifflicher Trennung aufgrund des verwirrenden bisherigen Sprachgebrauchs nicht (mehr) leistbar?

    Im Wikipedia-Artikel zur Chaosforschung wird diese mit der Komplexitätsforschung gleichgesetzt......

    Lässt sich diese babylonische Sprachverwirrung auflösen? Vielleicht ist dies gar Absicht, lassen sich doch so aus einer Sache gleich drei Forschungsfelder samt Wissenschaftsförderungen eröffnen, oder schlicht einen schönen Nimbus mit Faszination am "Geheimnisvollen" nicht leicht Verständlichen rund um die Forschung komplexer Systeme aufbauen???

  37. Monika Armand @ Michael Wald
    28.07.2008 | 20:39

    Ich frage mich ob die "Beschreibung" von Fredmund Malik eher seinen kommerziellen Interessen, als einer wissenschaftlichen Aufrichtigkeit geschuldet ist? ;-)

    Ich war auf seiner Webseite nicht sehr erfolgreich bei der Suche nach näheren Informationen. Bei "kommerziell" orientierten Webseiten habe ich immer erhebliche Vorbehalte. Da wird schnell aus einer Fliege ein Elefant gemacht oder umgekehrt ;-))))

  38. Peter Bützer Oszillatorische oder rhythmische Systeme
    28.07.2008 | 21:26

    Die Bedingungen: 1 Antrieb, 2.Verstärkung und 3. neg. Rückkopplung gelten nur für oszillatorische Systeme als minimalste Voraussetzungen. Oszillationen sind jedoch die Brücke zu der Chaostheorie und in dieser Diskussion daher von Interesse.

    Es existieren noch viel andere kybernetische Systeme, welche andere als diese drei Bedingungen erfüllen müssen.

    Wenn die Systemtheorie oder Komplexitätsforschung heute ein Problem hat, dann ist es das, mit zu vielen freien Parametern zu arbeiten. Es gibt da eine prägnante Aussage: "Mit 4 freien Parametern lässt sich jeder Elefant simulieren, mit 5 auch noch die Biegung des Rüssels." Solche komplexe Modelle ohne reale Parameter sind dann sicher nicht mehr wissenschaftlich, sondern Spielereien.

  39. 28.07.2008 | 21:48

    Ja, Malik hat kommerzielle Interessen.
    Ich will auch keine Werbung für Ihn machen ;-). Mehr über Ihn erfahren Sie u.a. hier.

    Dass eine solche Wissenschaft besonderes Interesse auch beim Militär weckt liegt wohl auf der Hand. Siehe auch 1948: Die Kunst der Kybernetik

    Definition
    Heinz von Foerster sagte einmal:
    "Das ist das Faszinierende der Kybernetik: Man fragt ein paar Leute nach einer Definition - und erfährt sehr wenig über Kybernetik, aber eine Menge über den Definierenden, sein Spezialgebiet, seinen Bezug zur Welt, seine Lust mit Metaphern zu spielen, seine Begeisterung für das Management, sein Interesse an Kommunikations- oder Nachrichtentheorien. Ich lerne auf diese Weise meine Freunde Stafford Beer, Warren McCulloch, Norbert Wiener und Gordon Pask noch etwas genauer kennen. Das ist doch herrlich."
    Quelle: Wir sehen nicht, daß wir nicht sehen

    Eine interessante Quelle zu diesem Themenkomplex finden Sie auch hier (sehr umfangreich)
    Endo Management

  40. Peter Bützer Kristallbildung @Simona Struck
    29.07.2008 | 07:57

    Die Frage nach der Kristallbildung trifft den Kern der Systemdynamik, Kybernetik und Komplexität im Kern - der Emergenz. Der Satz von Wittgenstein:

    "In der Logik ist nichts zufällig:
    Wenn das Ding im Sachverhalt vorkommen kann, so muss die Möglichkeit des Sachverhaltes im Ding bereits präjudiziert sein" , ist heute in der letzten Konsequenz überholt, weil es z.B. ein ganzes System braucht, um beispielsweise die Nervenimpulse für den Herzschlag zu erzeugen. Keiner der Teile dieses Systems alleine hat die geringste Möglichkeit zu pulsieren. Erst alle Teile des Systems zusammen zeigen die neue Eigenschaft. Der Schillerglanz von blauen Käfern kann chemisch nicht extrahiert werden - er ist durch ein System von Strukturen verursacht, von denen jedes einzelne Teilchen keine Farbe und erst recht keinen Schillerglanz zeigt.
    Komplexitätsforschung, hier im chemisch--physikalisch-biologischen Sinne, hat das spannende Ziel hinter diese Phänomene von ganzen, nicht weiter reduzierbaren Systemen zu blicken.

  41. Peter Bützer Wissenschaftlichkeit , Gegenüberstellung
    29.07.2008 | 08:58

    Liebe Frau Armand
    Verwenden Sie bitte diesen Link:
    PDF-Datei: Wissenschaftlichkeit

    Mit besten Grüssen
    Peter Bützer

    Super, das eine war schon vortrefflich, aber das hier ist top! Eine so schöne Darstellung zur Wissenschaftlichkeit habe ich bislang noch nicht zu sehen gekriegt....... ;-))) DANKE!
  42. Monika Armand @ Peter Bützer: Oszillatorische Systeme
    29.07.2008 | 16:46

    Lieber Herr Bützer, vielen Dank für das schöne Beispiel...was mich zu einer weiteren Recherche animiert hat...Ich wollte wissen,was man sich überhaupt unter "Oszillation" vorzustellen hat. Mein Ergebnis:

    Oszillation

    Oszillation 2

    = Schwingung, Schaukeln. In der Soziologie ist Oszillation die Bezeichnung für feststellbare Abweichungen oder Schwankungen -innerhalb eines umgrenzten Bereichs -, um eine häufige Aussage herum.
    Oszillation 3 

    In der Meteorologie bezeichnet Oszillation" die komplexe Wechselbeziehung zwischen Ozean und Atmosphärein der Wirtschaft die Auf- und Abwärtsbewegung der Kurse, in der Psychologie die Leistungsschwankungen einer Person. Die Teilchenphysik wiederum versteht unter Oszillation die Transformation eines Neutrinos in einen anderen Typ während seiner Bewegung durch Raum oder Materie.


    Vielleicht lassen sich hier noch weitere Beispiele aus anderen Wissenschaftsgebieten zu oszillatorischen Systemen finden??

  43. Monika Armand @ Michael Wald
    29.07.2008 | 17:05

    Vielen Dank für Ihre hochinteressanten Links....sind alle sehr empfehlenswert ;-)

    Ich denke man könnte wohl einzig mit diesem Thema mehr als ein Wissenschaftlerleben verbringen und vermutlich würde man dann immer noch oder erst recht sich Sokrates' Worten anschließen: Ich weiß, dass ich nichts weiß......

  44. Michael Wald Unschärfe
    29.07.2008 | 18:37

    Vielleicht hilft uns ja irgendwie die Fuzzy-Logik?
    Das ist eine Frage wohl eher an die Mathematiker hier. Ich hab da nur eine vielleicht intuitive Vermutung.

    Interessant in diesem Zusammenhang ist ja die grundsätzliche Problematik von Begriffen in verschiedenen Kontexten.
    Passend zum Thema hier ist u.a. noch der Begriff Entropie.
    Da hat dann auch ein Prof. Lesch so seine Bedenken.

  45. 29.07.2008 | 18:40

    Im Link auf die PDF-Datei: Wissenschaftlichkeit ist ein http zu viel...

    Vielen Dank für Ihren Hinweis - ist bereits korrigiert ;-) M.A.
  46. Steffen Rehm Die "Goldene Grenze"
    29.07.2008 | 22:16

    Hab ichs mir doch gedacht, daß meine Preisfrage ohne Antwort bleibt.
    Die Beschäftigung mit Zahlen wird oft als Unbequemlichkeit übergangen.
    Hier die Lösung des Rätsels:

    Mit der einfachen Fibonacci-Zahlenfolge, bei der jede Zahl die Summe ihrer beiden Vorgänger ist, stößt man auf eine „goldene“ Grenze, wenn man daraus eine beliebige Zahl (n) durch ihre vorausgegangene Zahl (n-1) teilt. Je höher der Ausgangswert von n ist, desto näher kommt das Zahlenverhältnis an die Zahl Phi (1,618033988...) heran, die als der „Goldene Schnitt“ schon seit dem Altertum bekannt ist als das Teilungsverhältnis einer Strecke, bei dem der kleinere zum größeren Teil sich verhält wie der größere Teil zur ganzen Strecke.

    Dieser „Goldene Schnitt“ spielt eine wichtige Rolle in der Architektur und Kunst, also der menschlichen Ästhetik. Er läßt sich aber auch in der Biologie entdecken, z.B. in der Anzahl der Blütenblätter und ihrem Winkel zueinander.

    Der „Goldene Schnitt“ ist eine irrationale Zahl, kann nicht als Bruch ganzer Zahlen geschrieben werden, und deshalb kann jedes Teilungsverhältnis der Fibonacci-Zahlenfolge nur eine Annäherung an die irrationale Zahl Phi sein, die mit höheren Werten von n zunimmt. Phi ist der unerreichbare Grenzwert dieser Reihe.

    Bemerkenswert ist bei diesen Teilungsverhältnissen, daß ihre Werte immer abwechselnd höher oder tiefer als Phi sind, also um dessen Wert oszillieren.

    Zahlenbeispiele:
    Phi=1,618033988....
    5/3=1,666667
    8/5=1,600000
    13/8=1,625000
    21/13=1,615385
    34/21=1,619048

    So kann man im Bereich der Zahlen auf irrationale Grenzen stoßen und die Entstehung ihrer Komplexität (in diesem Fall Oszillationen) verstehbar machen.

    S.R.

  47. Michael Wald Mathematik
    29.07.2008 | 23:23

    @SR
    Ich habe ja großen Respekt vor Mathematikern! Aber irgend was hat mir den Zugang mal verleidet.

    Zum Thema Architektur, Kunst und Mathematik find ich diesen Artikel bemerkenswert: Moschee-Baumeister waren westlichen Mathematikern 500 Jahre voraus

  48. Monika Armand @ Michael Wald - Mathephobie ;-)
    30.07.2008 | 11:03

    Oh ja, da geht es mir ganz ähnlich. Allerdings muss ich gestehen, dass mich Herrn Rehms Ausführungen neugierig machen und mich auch wieder etwas mit der Mathematik versöhnen....womöglich verlieren wir Mathephobiker irgendwann den Anschluss an wissenschaftliche Diskussionen....

    ...zumindest komme ich anhand der hier gemachten Erläuterungen zu dieser noch "zaghaften Einsicht"......

    Hier eine hübsche Sache für uns Mathephobiker:
    Jahr der Mathematik Mathe ist überall! MS Wissenschaft unterwegs auf Deutschlands Flüssen

    und Thilo Kuessners Beitrag zum Pokerspiel macht auch neugierig:
    Aus für Online-Poker?

  49. Werner Große @ Armand
    30.07.2008 | 16:16

    Liebe Frau Armand,
    da haben Sie ja eine sehr lebendige, um nicht zu sagen komplexe Diskussion losgetreten.
    Ich schaue wohl aus einem anderen Blickwinkel auf das Thema, deshalb habe ich es in meinem Blog aufgegriffen. (siehe wissenslogs "Der Schmetterling und das Chaos").

  50. Monika Armand @ Werner Große
    31.07.2008 | 12:12

    Lieber Herr Große, vielen Dank für Ihren Hinweis auf Ihren Beitrag:
    Der Schmetterling und das Chaos

    Da bedauere ich doch sehr, dass - angesichts meiner geringen informationstheoretischen Kenntnisse - ich Ihrem Blickwinkel nur in Ansätzen folgen kann ;-)

szmtag