Struktur statt Detail


Emergenzforschung – das ist eine neue Richtung, die Welt wissenschaftlich zu untersuchen. Ihr geht es nicht mehr ums Detail, um die exakte Beschreibung der einzelnen Bausteine dieser Welt. Auch wenn wir diese bis heute nicht gänzlich durchdringen und in großen physikalischen Laboratorien wie dem CERN in Genf immer noch mit extremem Aufwand daran gearbeitet wird, ist dieser methodische Ansatz für Erwin Frey, selbst gelernter theoretischer Physiker, zwar weiterhin sinnvoll, aber irgendwie doch „old school“, Wissenschaft aus dem 20. Jahrhundert eben. So hält Frey die Suche nach der Weltformel schlicht für Schnee von gestern. Im neuen Jahrtausend war es Zeit, dass sich die Wissenschaft mit unserem zwar schon entwickelten, aber längst nicht perfekten Wissen der Bausteine dieser Welt, nun anderen, den übergeordneten Fragen zuwendet – nämlich: der Vorgehensweise in der Natur. Wie lässt sie aus den einzelnen „Legosteinen“ Planeten entstehen, und wie können sich aus den gleichen Bausteinen sogar Lebewesen entwickeln?

All diese Fragen lassen sich nicht beantworten, wenn man nur die Einzelbausteine der Natur untersucht. Sie sind zwar die Grundlage, das schon. Aber Emergenz ist das, was sie zu immer größeren Strukturen treibt: ihr Funktionsprinzip. Die Analogie macht es deutlich: Einen laufenden Elektromotor kann man auch nicht in seiner Funktionsweise erfassen, wenn man nur seine Einzelteile betrachtet. Dynamo, Zahnräder und Kabel … all das bildet lose auf dem Boden liegend keinen Motor. Erst dann, wenn man versteht, wie diese Einzelteile zusammengesetzt werden, bekommt man den Motor zum Laufen. Die Art und Weise, wie also die einzelnen Bestandteile funktional zusammenwirken, das ist das, wonach Frey mit seiner Forschungsgruppe sucht. Und dafür ist es erst einmal nicht erforderlich zu wissen, wie diese Einzelteile entstanden sind. Forschung dieser Art ist also der Versuch des Menschen, exakt erfassbare Teile der Entwicklungsgeschichte unserer Welt zu aufzudecken. Für deren Erforschung muss man auf die Welt ganz anders blicken als die Physiker seit Galilei oder Newton es getan haben. Der Faustsche Geist, verstehen zu wollen, was die Welt im Innersten zusammenhängt, das hat auch Frey zur Physik gebracht, heute hat er diesen Gedanken aber nach eigenem Bekunden längst hinter sich gelassen – ein Schritt, den er als die gravierendste Veränderung in seinem Leben als Wissenschaftler nennt: die Erkenntnis, dass wir mit der Erforschung des Details nichts darüber verstehen können, wie die Welt zu dem geworden ist, was sie ist.

Wie also bilden sich Strukturen universaler Größenordnung, und was treibt die Evolution an? Die Emergenzforschung hat mit dem Erkennen von Mustern und deren Entwicklungssystematik zu tun, sie versucht, Ordnung ins scheinbare Chaos der Welt zu bringen und deren Komplexität für das menschliche Verständnis auf ein beherrschbares Maß zu reduzieren. Abstraktion ist daher ein Schlüsselwort für Frey. Sie erlaubt es, die Welt auf einer Art Metaebene – in den Grenzen menschlicher Erkenntnis – von draußen oder von oben, aber jedenfalls nicht bis ganz nach innen drin zu betrachten. Frey selbst befasst sich mit der Mikroebene des Kosmos, er will verstehen, wie Leben entsteht, beispielsweise wie Zellen „wissen“, wie sie sich teilen müssen, damit ein genau identisches Replikat ihrer selbst entsteht. Die Selbstorganisation der lebenden Materie ist faszinierend und bis heute geheimnisvoll, da wir sie als Wesen dieser Welt mit Bewusstsein erleben und daher gern die Messlatte menschlicher Wahrnehmung anzulegen versuchen. Aber der Mensch funktioniert zu größten Teilen ohne Bewusstsein, vieles läuft in uns ganz von selbst ab. Auch wir sind zuerst einmal von dieser Selbstorganisation der Materie bestimmt. Unsere Sensoren operieren weitgehend auf unbewusster Ebene. Wir sehen und orientieren uns dadurch im Raum – und halten dies für das „Maß der Dinge“. Aber auch ein Blinder findet sich in vertrautem Umfeld problemlos zurecht. Der Zelle stehen keine Augen und keine Ohren, ja, überhaupt keine menschlichen Sinne zur Verfügung, aber auch sie hat Sensoren, Sensoren ganz anderer Art , die die Evolution viel früher hervor gebracht hat und die ihr die für sie relevanten Informationen übermitteln können: Es sind die in ihr schwimmenden Proteine, die an Zellwände stoßen und dann umkehren. Durch das „Auslesen“ der räumlich-zeitlichen Bewegungsmuster der zahllosen Proteine entsteht ein fragiles, sich laufend änderndes Bewegungsmuster, das aber dennoch die räumliche Zellmitte für deren Teilung genau und vor allem auch stabil definiert.

Die theoretischen Modelle, mit denen Frey die Welt im Kleinsten erfasst, sollen möglichst breit anwendbar sein, also nicht nur im Mikrokosmos funktionieren, sondern auch erklären können, wie sich in der Makrowelt Ameisenhaufen oder Flugformationen von Vögeln bilden – oder zuletzt und allgemein gesprochen: wie Evolution funktioniert. Das scheint ein weiter Wurf, aber längst noch nicht so weit, wie Frey mit Kollegen schon denkt. Astrophysiker arbeiten derzeit an Simulationen, wie sich das Universum aus dem Urknall gebildet hat. Auch sie müssen dafür Funktionsmodelle entwickeln, die im universalen Maßstab ganz anders definiert sind als im Mikrokosmos. Dennoch: Es könnte sein, das hinter den Funktionsprinzipien der Galaxis und denen der Evolution ein Zusammenhang besteht. Könnte es sogar sein, dass hinter all dem ein großes, allumfassendes Prinzip existiert – über alle Größenskalen hinweg? Dafür braucht es ein ganzes Exzellenzcluster der beiden großen Münchner Universitäten, das den Namen Origins trägt und das Frey mit Kollegen aus der Astrophysik jetzt aufbaut. Noch steht in den Sternen, was am Ende dieser Forschungen steht.

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Ich habe viele Jahre journalistisch im Bereich Wissenschaft und Technologie gearbeitet, später dann mit meiner kleinen Beratungsfirma als Medienexpertin. 2010 erfüllte ich mir meinen großen Traum und gründete den Spartensender HYPERRAUM.TV, für den ich eine medienrechtliche Rundfunklizenz erteilt bekam. Seither mache ich als One-Woman-Show mit meinem „alternativen TV-Sender“ gewollt nicht massentaugliches Fernseh-Programm. Als gelernte Wissenschaftshistorikern habe ich mich gänzlich der Zukunft verschrieben: Denn die Vergangenheit können wir nur erkennen, die Zukunft aber ist für uns gestaltbar. Wir sollten versuchen, nicht blind in sie hinein zu stolpern!

18 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Sehr weit ist die Emergenzforschung jedenfalls noch nicht was sich gut am Stand der Hirnforschung ablesen lässt: trotz sehr vielen Einzelkenntnissen über das Hirn gibt es auch heute noch kein tieferes Verständnis der Prozesse die dort ablaufen und was ihr Zweck und ihre Stellung im Gesamtorganismus ist. Dabei sind Gehirnleistungen wie Bewusstsein zweifellos ein Ergebnis von Emergenz. Niemand erwartet aber noch, dass etwa das milliardenschwere Human Brain Project (1 EU-Milliarde für 10 Jahre Forschung) etwas Substanzielles über Denk- oder gar Bewusstseinsprozesse hervorbringt.
    Eine zentrale Frage in der Emergenzforschung wird wohl die nach allgemeinen Mustern in komplexen Systemen sein. Muster, die sowohl bei der Entwicklung des Hirns wie auch von Galaxien zu beobachten sind. Vielleicht braucht es ja in der Emergenzforschung weniger Physiker oder Techniker, sondern Mathematiker und eine Emergenzmathematik.

  2. Dennoch: Es könnte sein, das hinter den Funktionsprinzipien der Galaxis und denen der Evolution ein Zusammenhang besteht. Könnte es sogar sein, dass hinter all dem ein großes, allumfassendes Prinzip existiert – über alle Größenskalen hinweg?

    Klingt gut.

    Die Naturwissenschaft, die skeptizistische hat ja gewonnen, nichts Schlechtes daran, es wird ja (dankenswerterweise) nicht mehr verifiziert, sondern die (empirische) Falsifikation naturwissenschaftlicher Theoretisierung gesucht, macht ja ein wenig in “Klein, klein”.
    Auch sehr gut, wie der Schreiber dieser Zeilen findet, anders geht es womöglich für den Weltteilnehmer, der nicht Weltbetreiber ist, nicht Weltbetreiber dieser Welt, wohl nicht, die szientifische Methode besticht mit einer großen Schönheit, wie Dr. Webbaer findet.

    Was dahinter steckt, darüber kann und soll aus Sicht des Teilnehmers dieser Welt gerne spekuliert werden, im Meta, wobei auch derart geforscht werden kann, mit dediziert-dezidiertem Anspruch, sog. letzte Fragen meinend.
    Dr. W findet bspw. die Tegmark-Hypothese, die allerdings i.p. SciFi vor Tegmark entwickelt worden ist, interessant, weil per se unfalsifizierbar und insofern womöglich perfekte Metaphysik darstellend, die sogenannte MUH.

    Ansonsten, wer es ein wenig schlichter haben will, i.p. mögliche Metaphysik des Weltteilnehmers, sei auf Fichte verwiesen, der in etwa so zu formulieren verstand :

    Etwas ist, es ist, weil es ist, und es ist so, wie es ist, weil es so ist, wie es ist.

    (Klingt womöglich einigen lächerlich, ist so, von Fichte unabhängig, auch vom Schreibär dieser Zeilen entwickelt worden, um dann erst später auf das diesbezügliche Fichte-Zitat gestoßen zu sein, abär es hat einen gewissen Charme und ist wohl auch schlicht korrekt mögliche letztliche Sichten des Weltteilnehmers beschreibend.)

    MFG + guten Morgen!
    Dr. Webbaer

  3. Niemand erwartet aber noch, dass etwa das milliardenschwere Human Brain Project (1 EU-Milliarde für 10 Jahre Forschung) etwas Substanzielles über Denk- oder gar Bewusstseinsprozesse hervorbringt.

    Doch, doch, Herr Holzherr, diese Möglichkeit wird von Dr. W nicht ausgeschlossen, er “erwartet” sich hier etwas.
    Bspw. das Bewusstsein berührend, das genau dann entsteht, wenn eine Instanz versteht zu leben (und dies auch derart kommuniziert, hier unterscheiden sich Tier und Mensch, Dr. W ist ja Humanist).

    An sich sind ‘Denk- oder gar Bewusstseinsprozesse’ mittlerweile, der Aufklärung sei an dieser Stelle gedankt, wie auch “alten Griechen” ganz gut verstanden, wie Dr. W findet.
    Dies hängt auch mittlerweile mit der von den hier gemeinten “Trockennasenprimaten” erworbenen Sprachlichkeit zusammen, dieses Verstehen, Dr. W interessiert sich demzufolge auch insbesondere für hier vorkommende Linguisten (Dr. Anatol Stefanowitsch ausgenommen, oder bevorzugt im Negativen einschließend).

    MFG + schöne Mittwoche noch,
    Dr. Webbaer

  4. *
    <a href=https://de.wikipedia.org/wiki/Johann_Gottlieb_Fichte, also Johann Gottlieb Fichte war schon, aus diesseitiger Sicht, ein “steifer Bursche” und großartiger Philosoph.

    Dr. W mag hier Wesensähnlichkeit, auch im Output, nicht verkennen, Dr. W verfügt auch über deutschen Ursprung, er selbst sieht sich allerdings als besser an, auch weil er nicht x-istisch ist.

    Es gibt immer bessere, gerade auch oder gerade die Besten der Besten der Besten, sehen dies ein.

    MFG
    Dr. Webbaer

  5. *
    Fichte, also Johann Gottlieb Fichte war schon, aus diesseitiger Sicht, ein “steifer Bursche” und großartiger Philosoph.

    Dr. W mag hier Wesensähnlichkeit, auch im Output, nicht verkennen, Dr. W verfügt auch über deutschen Ursprung, er selbst sieht sich allerdings als besser an, auch weil er nicht x-istisch ist.

    Es gibt immer bessere, gerade auch oder gerade die Besten der Besten der Besten, sehen dies ein.

    MFG
    Dr. Webbaer

    PS :
    On zweiter Version sieht’s hofffntlich besser aus.

  6. Mir fällt bei all dem die Domino-Theorie ein. Der Mensch könnte zum Schöpfer neuer Welten werden, wenn er die Energie, die im Urknall gebündelt war, annähernd selbst herstellen könnte. Was aus diesem “Urknall” folgte, wäre eigentlich nur die logische Konsequenz der Abläufe von Naturgesetzen(Dominos): Aus dem Urknall entwickeln sich Atome; Gravitation sorgt für Stern-Galaxien und Planetenentstehungen; Planeten schaffen Bedingungen für Leben; Evolution schafft Individuen mit hochentwickelten Nervensystemen(Gehirnmasse)….und somit Bewusstsein. Dieses Bewusstsein schafft wiederum einen neuen “Urknall”,was ein ewiger Kreislauf sein könnte….

  7. Wenn ich mir all die Kommentare so anschaue, dann muss ich festhalten, dass Erwin Frey zwar Emergenzforscher, aber offenbar doch ein ziemlich bodenständiger Typ ist. Für einen Trockenschwimmer halte ich ihn gerade nicht. Die gibt es unter den Emergenzforschern freilich auch. Frey will die Mechanismen in der Zelle verstehen – bis zur Hirnforschung ist’s da nicht nur evolutionär, sondern auch wissenschaftstheoretisch noch ein ziemlich weiter Weg. Insofern hat die Hirnforschung, das sei hier kurz erwähnt, jedenfalls mit meiner Story hier nichts zu tun, und auch im neuen Exzellenz-Cluster Origins wird es nicht enthalten sein, soweit ich das mitbekommen habe. Dass sich im lukrativen “Wissenschaftsmarkt” der Hirnforschung einige Trockenschwimmer besonders gut etabliert haben – naja, that’s life! Wo das Geld liegt, da sind auch die Scharlatane nicht weit …

  8. Zitat Susanne Päch: “Dass sich im lukrativen “Wissenschaftsmarkt” der Hirnforschung einige Trockenschwimmer besonders gut etabliert haben – naja, that’s life! Wo das Geld liegt, da sind auch die Scharlatane nicht weit …
    .
    Wie wahr. 🙁 Das können sogar auch Fachlaien aus der Öffentlichkeit merken.

  9. Hallo Frau Päch,

    Danke für den anregenden Beitrag! Sie schreiben:

    Die Emergenzforschung hat mit dem Erkennen von Mustern und deren Entwicklungssystematik zu tun, sie versucht, Ordnung ins scheinbare Chaos der Welt zu bringen und deren Komplexität für das menschliche Verständnis auf ein beherrschbares Maß zu reduzieren.

    .
    Mir scheint, das ist nicht so ganz das, was Herr Frey im Interview dazu gesagt hat. Hat er Ihren Text abgesegnet?

    So wie ich ihn verstanden habe versucht die Emergenzforschung nicht, „Ordnung ins scheinbare Chaos der Welt zu bringen“, sondern versucht zu erklären, wie Ordnung (aus Chaos?) entstehen kann.

    Hat Frey für den Wissenschaftsbereich der Grundlagenforschung wirklich den Begriff „old school“ gebraucht?

    Den Ausdruck „aktive Materie“ (kommt nur im Video vor) finde ich irgendwie pfiffig. Er passt gut ins naturalistische Konzept. Wenn ein lebender Organismus letztlich bloß „aktive Materie“ ist, dann ist dessen Tötung nicht mehr als die Inaktivierung von Materie. Und aus Ordnung wird wieder Chaos.

  10. Hallo Balanus (darf man das so sagen?), kurz beantwortet:

    1. Alle meine Texte lasse ich vom Experten prüfen. Herr Frey hat meinen Text gesehen und nichts an dieser Formulierung beanstandet, sondern eher im Gegenteil, fand sich da gut wieder.
    2. Sie haben natürlich recht, dass beide Formulierungen bezüglich Chaos und Ordnung etwas anderes sind und Frey wissenschaftlich vor allem den Aspekt betrachtet, wie Ordnung aus dem Chaos hervorgeht. Aber im Grunde genommen ist das dann ja ein Vorgang, der schon auch als Handlungsbeschreibung gesehen werden kann, und insofern doch auch “Ordnung ins Chaos” bringt … oder? Mir ging es dabei vor allem darum auszudrücken, dass er als theoretischer Modellierer mit seiner Musterbildungs-Expertise Projekt-beteiligten Biologen Anregungen gibt, wonach man in chaotischen Strukturen suchen soll.
    3. Manches findet sich genauer erst im 2. Teil des Gesprächs (unter anderem die Thematik Entropie versus Emergenz). Das fand ich persönlich besonders spannend. Diesen Teil werde ich am Wochenende live geben – vielleicht schauen/hören Sie wieder rein, ist wirklich recht interessant, wenn man an so exotischen, etwas wissenschaftsphilosophisch angehauchten Themen Spaß hat. Da spricht er zwar nicht von “old school”, das ist dann schon meine freie Interpretation seiner Worte, aber weit weg davon war er nicht!

  11. Frey sagt, wir suchen nach einem grundlegenden Naturverständnis und Sie schreiben, Astrophysiker arbeiten derzeit an Simulationen, wie sich das Universum aus dem Urknall gebildet hat.
    Egal, was man an Daten in einen Computer eingibt, Verständnis liefert der nicht!!!
    Hier hilft nur eine geballte Ladung Intuition, die aber wiederum nicht durch zementierte Dogmen (z.B. Urknall) ausgebremst werden darf.
    Und meine Intuition sagt mir, man mache sich an erster Stelle mal klar, woraus das Universum eigentlich besteht (kleiner Tipp!!!).
    Das könnte vieles richten. Begriffen???

  12. @Funktionalistiker
    Simulationen sind als wissenschaftliche Methode – und damit auch zum Erkenntnisgewinn – inzwischen etabliert. An dieser Stelle kein Bezug zu den Simulationen von Frey oder auch aus der Astronomie, sondern eines, das aus der Spieltheorie kommt und – zugegebenermaßen ganz abstrakt – die Entwicklung der Welt anhand von vorgegebenen Gesetzmäßigkeiten untersucht. Auf der Suche nach den einfachsten Möglichkeiten hat sich der Mathematiker Stephen Wolfram die zweidimensionalen zellularen Automaten ausgesucht. Die zugrunde gelegte Welt besteht aus einer Verteilung von Elementen entlang einer Geraden. Jedem Element ist eine variable Kennzahl zugeordnet. Die ablaufende Entwicklung äußert sich durch Änderung der Kennzahl und den Übergang zur nächsten Zeile. Dies geschieht nach einem „Weltgesetz“, das ganzzahlig Änderungen den Kennzahlen vorschreibt.

    Bringt man die Prozesse zum Laufen, ändert sich „Zeitquant“ für „Zeitquant“ die eindimensionale Welt in Abhängigkeit der vorgegebenen Gesetzmäßigkeiten. Darin lässt sich beispielsweise auch die Rolle des Zufalls untersuchen. Das bringt Erkenntnisse, die wir ohne Computer nicht erzielen können. Insofern hat das physikalische Experiment im Labor eine Erweiterung in Strukturen und Dimensionen erhalten, die wir in der Realität nicht testen können, und die ohne das virtuelle Experiment aufgrund ihrer Komplexität nicht fassbar wären. Wenn das keine Erkenntnis bringt? Abschließend möchte ich allerdings der Kritik der „zementierten Dogmen“ zustimmen. Das Beharrungsvermögen des Menschen ist allerdings evolutionär begründbar und hat halt leider in der Wissenschaft – oder sagen wir allgemein für den „menschlichen Erkenntnisgewinn im Leben“ – eine bremsende Wirkung.
    Ich schicke jetzt gleich den zweiten Teil des Gesprächs mit Frey in die Welt …

  13. @Funktionalistiker

    Egal, was man an Daten in einen Computer eingibt, Verständnis liefert der nicht!!!
    Hier hilft nur eine geballte Ladung Intuition, die aber wiederum nicht durch zementierte Dogmen (z.B. Urknall) ausgebremst werden darf.

    D. h., das Mehrkörperproblem, bei dem ich mir immer (und offenbar zu Unrecht) eingebildet habe, dass das nur durch eine Simulation lösbar sei, ist in Wirklichkeit ausschließlich mit Intuition zu lösen?

    Und der Urknall ein Dogma? Dann waren wohl die ganzen Belege, die die Kosmologie für den Urknall angeschleppt hat (und anhand denen sie überhaupt zu dieser Schlussfolgerung gelangt ist), wohl nur Schall und Rauch, oder?

    Aber Sie können sicherlich mit Hilfe Ihrer Intuition messerscharf belegen, warum diese Belege keine waren und wie das Universum wirklich entstanden ist.

  14. Ein Paar Zitate aus meiner weltbewegenden Arbeit.
    ———————–
    Dem physikalischen Raum wohnt eine schwingungsfähige Stofflichkeit inne.
    *
    Konstante Schwingungsfähigkeit dieses Mediums (-physikalischen Raumes)ist
    die einzige physikalische Eigenschaft in der materiellen Welt.
    Alle anderen Eigenschaften ergeben sich aus der geometrischen Gesetzmäßigkeit der Dynamik der schwingenden Muster.
    —–
    Es gibt kein einziges physikalisches Gesetz

    Das dynamische Aussehen der Materieteilchen, (Schwingungsmuster, Materiefelder) bzw. dessen Entwicklungsprozess unterliegen keiner materiellen Gesetzmäßigkeit, sondern der geometrischen.
    ——————-

    Sein oder Werden?
    Was in der physischen Welt als „Sein“ erscheint, ist in Wirklichkeit ewiges „Werden“(Entstehen und Vergehen)

    Ein Elektron z.b. wird als existierende feste Materie wahrgenommen, weil es sich im Ruhezustand1.235*10 ²° Mal pro Sekunde reproduziert, in dem es entsprechend seiner Ruhefrequenz mit dem Rest des Universums in Wechselwirkung tritt.
    ——————-

    Größter Irrtum der Naturwissenschaft

    Mit Bekanntwerden der unbestreitbaren Feststellung, dass die vier elementaren und unveränderbaren (invarianten) Eigenschaften
    d.h.
    Spin, Ruheenergie, innere Parität und elektromagnetische Ladung eines Materieteilchens seine dynamische stoffliche Struktur (schwingendes Muster)
    beschreiben, wird sich alles, was über die Zufälligkeit, Wahrscheinlichkeit, Unerkennbarkeit und Unanschaulichkeit der physikalischen Wechselwirkungen geschrieben wurde als absolut haltlose, widersinnige und wahnhafte Vorstellungen herausstellen, die auf falsche Vorstellung von der Existenzweise der materiellen Welt zurückzuführen sind.
    —————————————————————–
    Ursprung des physikalischen Seins

    Der Grund für die Wahrnehmbarkeit des physikalischen Seins im Bewusstsein
    ist weder Raum noch Zeit, noch Materie, sondern die Bewegung der Materie, die mathematisch abstrahiert als
    Energie-Impulsstrom
    beschrieben wird, der mit konstanter Geschwindigkeit (Lichtgeschwindigkeit) fließt und sich im physikalischen Sein als messbaren und zählbaren physikalischen Größen manifestiert, die
    Wellenlänge und Frequenz
    genannt werden.
    ***
    Ohne Schwingung (Bewegung) der Materie wären
    Raum, Zeit und Materie
    bzw. das materielle Sein nicht wahrnehmbar.
    ———————————–
    Materielle Existenz

    Existenz der Materie tritt durch die ewige Wiederholung der
    Bewegungsform (4 pi Periodizität), aus der das jeweilige schwingende Muster hervorgeht.
    *

    Entstehungsprozess der Materieteilchen ist der Vorgang, dessen ewige Wiederholung die physikalische Existenz der Materie ausmacht und als Spin des Teilchens bekannt ist.
    ————————————————–

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