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Kausalität

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Der flatterhafte Falter der Chaosphysik – Anmerkungen zum Schmetterlingseffekt

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 36/9, 304 (1998).

Der Weg der neuzeitlichen Physik ist mit Effekten gepflastert: der Doppler-, der Compton-, der Barkhausen- , der Mößbauer-, der Faraday- Effekt und neuerdings der Schmetterlingseffekt. Dieser unterscheidet sich von jenen nicht nur dadurch, daß er keinem großen Physiker, sondern einem kleinen empfindlichen Tier zugeordnet wird. Außerdem entzieht er sich der physikalischen Bestimmung und steht für das, was wir trotz der Kleinheit nicht zu beherrschen vermögen. Damit ist er nicht nur auf die Naturwissenschaften beschränkt. Man kann sogar umgekehrt feststellen, daß der Schmetterlingseffekt in der einen oder anderen Variante lange bevor er im Rahmen der Nichtlinearen Physik wissenschaftlich salonfähig wurde, in den verschiedensten Bereichen, der Philosophie, der Literatur usw. diskutiert wurde.

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Kausalität – die Verpflichtung, einen vollständigen Satz zu bilden

KausalitätrvSchlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 35/3, 120 (1997)

Der Determinismus hat viele Facetten. Eine dieser Facetten ist die pragmatische Ansicht, lediglich ein Ordnung stiftendes Moment des Denkens darzustellen, dem nicht notwendig eine Entsprechung in der Realität zukommt: Es gibt kaum einen Vorgang, den wir hinnehmen könnten, ohne nicht sofort nach der Ursache zu suchen. Wenn wir keine finden, erfinden wir sie. Konrad Lorenz sieht darin die Gefahr, die auf diese Weise in einfachen Lebenszusammenhängen gefundenen Regeln auch auf komplizierte Fälle anzuwenden, indem alles in lineare Kausalketten gepreßt wird. In diese Gefahr können Gans und Kamel nicht geraten. “Den reinen Unsinn zu glauben, ist ein Privileg des Menschen“.( Konrad Lorenz).

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..wer prophezeit die Späße der Menschen? (1 u. 2)

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 35/1, 40 (1997) und 35/2, 80 (1997).

Den Vorstellungen der klassischen Physik liegt die Überzeugung zugrunde, daß die Zukunft durch die Gegenwart festgelegt sei und man daher durch eine sorgfältig Analyse der Gegenwart die Zukunft vorhersagen könnte. Obwohl darin in der Regel nicht mehr als eine theoretische Möglichkeit gesehen wurde, muß in der unbegrenzten Vorhersagbarkeit ein wesentliches Merkmal des neuzeitlichen naturwissenschaftlichen Weltbildes gesehen werden.

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…das Neue aus Vergangenem besonnen sich zu deuten

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 34/12, 453 (1996).

Eine der wesentlichen Aspekte deterministischen Denkens ist der Wunsch, das Geschehen der Welt vorherzusagen. Vorhersage als Zukunftsdeutung hat heute einen unseriösen Beigeschmack. Der aufgeklärte Mensch glaubt offiziell nicht an die großen Prophezeiungen. Dennoch stehen Astrologie und Wahrsagerei auch heute noch oder wieder hoch im Kurs. Die davon ausgehenden suggestiven Wirkungen führen nicht selten zu sich selbst erfüllenden Prophezeiungen.

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Das rechnende Denken geht am Faden von Grund und Folge

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 34/11, 414 (1996).

„Daß die Erde um die Sonne läuft und daß wenn man eine Schreibfeder kippt diese Spitze mir ins Auge fliegt, ist alles ein Gesetz“(Georg Christoph Lichtenberg). In einer kausal organisierten Welt läuft alles nach Gesetzen ab, die das Größte mit dem Kleinsten, das Erhabenste mit dem Banalsten
verbinden. . Gesetze müssen von irgend jemand erlassen worden sein, und ihre Einhaltung muß überwacht werden. Das gilt nach der Vorstellung der Vorsokratiker sowohl für das Verhalten der Menschen wie auch der übrigen Welt. „Die Sonne wird ihre Maße nicht überschreiten, wenn aber doch, dann werden Erinnyen, der Dike Helferinnen, sie zu fassen wissen“ (Dike ist die ‚Unerbittliche‘ die „Richterin derer, die das göttliche Gesetz nicht erfüllen“).

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Ich fühle, daß ich frei bin…

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 34/10, 372-373 (1996).

vogelfrei_dsc02946rvSofern man den Determinismus akzeptiert, leugnet man die Willensfreiheit. Diese Problem war schon den alten Griechen bewußt: „Wenn unsere Triebe vom Fatum bestimmt sind und dieses sie zuweilen hindert und zuweilen nicht, so ist es klar, daß alles vom Fatum abhängt, einschließlich dessen, was anscheinend in unserer Hand steht…Wenn nämlich, wie sie behaupten, jedesmal, wenn dieselben Umstände vorwalten, alles genau in der gleichen Weise verlaufen muß und nicht einmal so und einmal anders, weil es von Ewigkeit an schon so bestimmt war, dann muß der innere Trieb des Lebewesens notwendig und unbedingt in der gleichen Weise reagieren, wenn dieselben Umstände vorliegen. Wo aber bleibt unsere Willensfreiheit, wenn der Trieb mit Notwendigkeit reagiert? „…

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Die Welt – eine gut geölte Maschine

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 34/9, 335 (1996).

Der freie Blick in die Unendlichkeit des Himmels offenbart den Menschen ein regelmäßig wiederkehrendes, mit präziser Gleichförmigkeit ablaufendes Geschehen. Auf den Himmel kann man sich verlassen. Der Gedanke, daß auch die Vorgänge auf der Erde, ja, das eigene Leben wider allen Augenschein auf ähnliche Weise determiniert, die Welt also in ihrer Gesamtheit als eine Maschine, ein Mechanismus anzusehen seien, hat die Menschen von jeher fasziniert. Schon Plato vergleicht das Weltganze mit einer riesigen Spindel und spinnt die Analogie mutig fort: Wenn die Seelen ihr Lebenslos wählen ist das Schicksal des Weltganzen und des einzelnen eng miteinander verbunden, eben wie der Spinnfaden und die Spindel. Diese Metapher bezieht sich sowohl auf die Funktion wie auf die Form. Der wulstige Spulenring setzt sich aus den Scheiben der Planetenbahnen, der Fixsternbahnen und der Mondbahn zusammen. Mitten durch die Scheiben zieht sich Plato zufolge die Weltachse hindurch, die sich wie eine Spindel „im Schoße der Notwendigkeit (ananke) dreht“. Daran ist dann das Lebenslos, der Lebensfaden des einzelnen Individuums festgebunden.

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…weiß man denn jemals, wohin man geht?

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 34/7,8, 278 (1996).

Als König Ödipus das ihm aus einer Prophezeiung zugeflossene Wissen um sein Schicksal ausnutzen wollte, um eben diesem Schicksal zu entgehen, erfüllte er es erst recht. Ödipus konnte seinem Schicksal nicht entgehen, weil ihm nur zustieß, „was ihm das Schicksal bestimmt und die mächtigen Spinnerinnen ihm bei seiner Geburt in den werdenden Faden gesponnen“ hatten (Homer). Voraussicht bietet demnach keine Möglichkeit, den Gang der Weltzu beeinflussen: „Was nämlich jeder voraussieht lange genug, dennoch geschieht es am End: Blödsinn, der nimmer zu löschende jetzt Schicksal genannt“. Zu diesem Schluß kommt Max Frisch in seinem Stück . Biedermann und die Brandstifter. (Spinnrad)

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Der Mensch – ein Ursachenbär

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 34/6, 238 (1996).

„Der Determinismus ist die einzige Weise, sich die Welt vorzustellen. Und der Indeterminismus die einzige Weise, in ihr zu existieren“. In dieser Aussage Paul Valérys spiegelt sich das Grundproblem der wissenschaftlichen, philosophischen und literarischen Erfassung der Welt. Seit Menschen über das Sein und Werden nachdenken, verfangen sie sich in die Fallstricke des Determinismus: Soll dieses Nachdenken einen Sinn haben, muß es folgerichtig, kausal, determiniert sein, „am Faden von Grund und Folge“ (Wilhelm Dilthey) ablaufen…

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Zeit als Abfolge

Sonnenuhr001.jpgSchlichting, H. Joachim. In: Physik in der Schule 33/12 (1995).

Die Totalität des Seins zu erfahren ist unmöglich.
Daher ist uns alles schrittweise gegeben.
 Jorg Luis Borges

Wie kam es zur Zeit? Mit der Etablierung von Gerichten verbanden sich die Erfindung der Schrift, die Kategorie der Wahrheit, der Zeugenschaft, des Gedächtnisses, der Kausalität und des Beweises, Ideen der Neutralität und einer hierarchisch legitimierten Urteilskraft. Als entscheidend erwies sich indes die unvermeidbare Konzeption einer neuen Zeit; einer linearen Zeitordnung, die sich von der Wahrnehmung zyklischer Zeiten unmerklich abzusondern begann…die neolithische Revolution ereignete sich als irreversibler Sturz in die Zeit (Thomas H. Macho).
Auf diese Weise geht man nach Paul Valéry „zur Sukzession über – und der Determinismus ist bereits eine Konzeption der Raum – Zeit, in der das Antezedens und das Consequenz gleichsam simultane Teile eines Ganzen sind. Die Zeit ist in jedem Kausationsdenken eine echte Dimension des Raums, eine Linie“.
Linien haben eine Länge. Die Länge wird durch überschaubare Einheiten eines Längenabschnitts, z.B. durch Schritte erschlossen:
Er ist eine Meile Wegs bei mir geblieben (die durch den Raum ausgedrückte Zeit als Hintereinandersetzen von Schritten) (Georg Christoph Lichtenberg).
Statt einer Wiederholung von Schritten können diese Einheiten auch durch andere sich wiederholende Vorgänge z.B. Schwingungen realisiert werden:
Wo sich ein Körper bewegt, da ist Raum und Zeit, das simpelste empfindene Geschöpf in dieser Welt wäre also das Winkel und Zeiten messende. Unser Hören und vielleicht auch unser Sehen besteht schon in einem Zählen von Schwingungen (Georg Christoph Lichtenberg)
Die kleinste sinnliche Einheit der Zeit sind Augenblicke. Ach Gott, das Leben ist lang, aber die Zeit ist kurz, sie hat nichts als Augenblicke – Alle Uhren gehen sehr (wobei er eine herauzog und sie ansah, und der sieben übereinnander stehende Weiser unten rückten, liefen und oben pfeilschnell flogen) (Jean Paul).
Ist Zeit Bewegung? „Zeit ist weder Bewegung noch ohne Bewegung…Zeit ist das Abzählbare an der Bewegung“ (Aristoteles).
Die Augenblicke werden linear hintereinander angeordnet, besser noch, sie werden wie Perlen auf eine Kette gezogen, denn sie sind nicht unabhängig voneinander, sondern untrennbar miteinander verknüpft. Diese Verknüpfung wird durch die Dinge der Welt vermittelt, so daß „die Augenblicke losgelöst von den Dingen nichts sind, und daß sie nur in der successiven Ordnung der Dinge selbst ihren Bestand haben“ (Leibniz). Das heißt aber, daß die Zeit in das Geschehen im Palast der Welt eingewoben erscheint:
Du hörst die Zeit verstreichen: ein Rauschen wie vom Wind. Der Wind bläst durch die Flure des Palastes, oder im Innern deines Ohrs. Könige tragen keine Uhren. Man geht davon aus, daß sie es sind, die das Fließen der Zeit regieren, Unterwerfung unter die Regeln eines mechanischen Apparats wäre unvereinbar mit der königlichen Majestät. Die monotone Abfolge der Minuten droht dich zu begraben wie eine langsame Sanddüne. Aber du weißt, wie du ihr entgehst: Du brauchst nur die Ohren zu spitzen und die Geräusche des Palastes unterscheiden lernen… Der Palast ist eine Uhr: Ihre tönenden Ziffern folgen dem Lauf der Sonne, unsichtbare… (Italo Calvino).
Wären wir nicht mit diesem Geschehen sinnlich verbunden, wäre alles gleichartig, so würde man die Zeit nicht bemerken, „denn aus dir selber sagt kein Organ und kein Sinn“ etwas über den Ablauf der Zeit etwas aus. Vielleicht reflektiert die Zeit lediglich die Bewegung unseres Bewußtsein, das sich unaufhörlich „aus einem Zustand in einen anderen (bewegt), und dies ist die Zeit: die Abfolge“ (Jorge Luis Borges).
Oder wird uns der Eindruck von Zeit nur durch Bewegung schlechthin vermittelt?
Wir gehen, gehen, – wie lange schon? Wie weit? das steht dahin. Nichts ändert sich bei unserem Schritt, dort ist wie hier, vorhin wie jetzt und dann, in ungemessener Monotonie des Raumes ertrinkt die Zeit, Bewegung von Punkt zu Punkt ist keine Bewegung mehr, wenn Einerleiheit regiert, und wo Bewegung nicht mehr Bewegung ist, ist keine Zeit (Thomas Mann).
Vor dem Entstehen der Welt, man sagt auch, „vor der Zeit“, war man noch unabhängig von der Zeit: …wie schön es damals in jener Leere war, Geraden und Kurven zu ziehen, den genauen Punkt zu bestimmen, das Fadenkreuz zwischen Zeit und Raum, aus dem das Ereignis aufsprießen würde, unverkennbar im Glanz seines Leuchtens – während jetzt die Ereignisse pausenlos niederprasseln wie eine Zementlawine, in Kolumnen eins nach dem andern verpackt, getrennt durch schwarze und inkongruente Schlagzeilen, die man auf vielerlei Weise lesen kann, die aber im Grunde unlesbar sind, ein Brei von Ereignissen ohne Form noch Richtung, der jeden rationalen Gedanken verschüttet begräbt und erstickt  (Italo Calvino).
Uhren strukturieren den Ablauf der Zeit. Uhren müssen jedoch von Zeit zu Zeit aufgezogen werden. Wie ist es mit dem Urbild der Uhr, dem zeitlichen Ablauf in der Natur?
Gott, der unsere Sonnenuhren aufzieht (Georg Christoph Lichtenberg).
Wie ist es ohne Uhr? Er opfert die Uhr und entgeht der Zukunft (Elias Canetti).

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Physik zwischen Zufall und Notwendigkeit

Schlichting, H. Joachim. In: Praxis der Naturwissenschaften – Physik 42/1, 35 (1993).

„Wir müssen glauben, daß alles in der Welt eine Ursache habe, so wie die Spinne ihr Netz spinnt, um Fliegen zu fangen. Sie tut dieses, ehe sie weiß, daß es Fliegen in der Welt gibt“ [1, S.181]. Wie kommt es zu einem solchen Glauben? Darauf gibt es offenbar keine eindeutige Antwort. Im Anschluß an David Hume geht man davon aus, daß das Denken in Ursache- Wirkungs- Kategorien, das sogenannte kausale Denken, auf Erfahrung beruht: In dem Maße, wie der Mensch aufgrund wiederkehrender Ereignisse, eine zeitliche Abfolge in den Tatsachen der Welt erfährt und sich daran gewöhnt, gewinnt er die Überzeugung, daß zeitlich spätere Ereignisse von zeitlich früheren Ereignissen verursacht bzw. hervorgerufen werden. Indem diese Sehweise auf alle Vorgänge verallgemeinert wird, gewinnt die Welt eine kausale Struktur. „Wäre da der geringste Verdacht, daß der Lauf der Natur sich ändern könnte und daß die Vergangenheit nicht Regel für die Zukunft wäre, so würde alle Erfahrung nutzlos und könnte zu keinerlei Folgerungen oder Schlüssen führen“. Demgegenüber wird nach Imanuel Kant die durchgängige kausale Verknüpfung der Erscheinungen als denknotwendig angesehen. Die Welt erscheint „a priori“ kausal organisiert: „Alle Veränderungengeschehen nach dem Gesetze der Verknüpfung der Ursache und Wirkung“, und: „Alles, was geschieht, setzt voraus, worauf es nach einer Regel folgt“ …

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