Folien 2 - Complexity-Research

Komplexität und Entscheidung Guido Strunk 2007MechanikAB C DELineales System1Teufelskreis / Engelskreisverhält sichentsprechendappellierend:"Hilf mir, nimm mich andie Hand, laß mich nichtallein!"bedürftig-Abhängigerfühlt sichdadurchelend, allein,im Stichgelassen;nicht geliebtbelästigt;ängstlich, ausgesaugtzuwerdenfühlt sichdadurchsich distanzierenderPartnerverweigert den "kleinenFinger":"Laß mich in Ruh, damitmußt du selbst fertigwerden!"verhält sichentsprechend2KybernetikverkleinernIst-WertvergrößernIst-Wert zu großVergleichIst-Wert zu kleinSoll-Wert31

Komplexität und Entscheidung Guido Strunk 2007PotentiallandschaftAttraktorattraktives Systemverhalten4Verhulst-Systemx=rx(1 −xn+1 n n).5Schmetterlingseffekt10,80,6x0,40,200 5 10 15 2 0 2 5 3 0nStartwerte: 0,234 und 0,23662

Komplexität und Entscheidung Guido Strunk 2007Lorenz-Attraktor7Feigenbaum-SzenarioBifurkationspunkt: 1 2 r∞2,8 4,0r < 1: Aussterben1 < r < 3: Homöostase, Regelkreisverhalten3 < r < 3,449490...: zyklisch mit Periode 23,449490... < r < 3,544090...: zyklisch mit Periode 43,544090... < r < 3,568759...: zyklisch mit Periode 8... zyklisch mit Periode 16... zyklisch mit Periode 32... zyklisch mit Periode 64r > 3,569946... Periode ∞ (aperiodisch)8Potentiallandschaft in der Bifurkation93

Komplexität und Entscheidung Guido Strunk 2007Voraussetzungen für Chaos Feedback (Nichtlinealität) Gemischtes Feedback (positiv und negativ) Mindestens 3 interagierende Variablen (Verhulst ist eineseltene Ausnahmen) Mindestens eine Wechselwirkungsbeziehung ist nichtlinear(Nichtlinearität) Genügend hoher Energiedurchfluss (energetischgeschlossene Systeme zeigen immer nur Fixpunktverhalten)(Dissipation) Vorsicht: auch ein chaosfähiges System ist nicht immer und injedem Fall chaotisch10Bedeutung von Chaos Selbstorganisation: Ausbildung komplexer Ordnung Chaos bedeutet die gigantische Verstärkung kleinsterUnterschiede (inputsensibel) Chaos ist flexibel und damit „lernfähig“ Beim Menschen bedeutet Chaotizität häufig körperliche undgeistige „Gesundheit“ Bei technischen Geräten stört häufig die fehlendePrognostizierbarkeit Chaotische Systeme sind nicht-triviale Maschinen Chaos verletzt die Kausalität11Vergangenheit – Gegenwart – ZukunftVergangenheit Gegenwart ZukunftFakten-DokumenteMöglichkeiten124

Komplexität und Entscheidung Guido Strunk 2007Muster des Lebendigen13Fraktale14Koch-KurveKurve155

Komplexität und Entscheidung Guido Strunk 2007Wie lang ist die Grenze GB16FraktaleDimensionalität vongeometrischen Figuren:StreckeQuadratN= εDε: Verkleinerungsfaktor desVergleichskörpersD: DimensionalitätN: Anzahl der VergleichskörperWürfel17Dimensionalität der Koch-KurveKurveN= εDε: 3D: Dimensionalität ??N: 4D =D4 = 3log 4 = D log3log 4 = 1,2618log3186

Komplexität und Entscheidung Guido Strunk 2007C1 cm entspricht 22 kmDie Grenze ÖsterreichsWie viele Zündhölzerpassen zwischen Wien und Innsbruck?Wie viele Zündhölzer könnenentlang der Grenze einmalum ganz Österreich herum gelegt werden?97 km19Fraktale Dimension1.000 Punkte im Phasenraum führen zu 1.000.000 ZirkellängenEin chaotischer Akttraktor hat eine Dimension, die keine ganze Zahl ist.Er ist daher ein Fraktal!Je höher die Dimension, desto komplexer ist das System!20Neisser WahrnehmungszyklusWirkliche Weltpotentiell verfügbareInformationverändertWirklichegegenwärtigeUmweltverfügbareInformationwählt ausverändertwählt ausKognitive SchemaKarteder Weltund ihrerMöglichkeitenleitetErkundungBewegungundHandlungleitet21Es folgte die LV auf der Kinder-Uni.7

Komplexität und Entscheidung Guido Strunk 2007Autopoiese I Maturana (1982, Erkennen: Die Organisation undVerkörperung von Wirklichkeit);Maturana und Varela (1987, Der Baum derErkenntnis) VerhaltenVerhalten wird am Modell einer biologischen Zelleals unabhängig von der Umwelt beschrieben.Lebende Systeme werden als autonome Einheitenaufgefasst, die folgende Verhaltensweisen zeigen: Produzieren von Bestandteilen Transformation von Bestandteilen Destruktion von Bestandteilen46Autopoiese II Das Verhalten autopoietischer Systeme verfolgtdas immanente Ziel beständiger Regeneration,Aufrechterhaltung und Hervorbringung ihrerFunktion. Biologisch gesehen ist das das einzige Zielautopoietischer Systeme. Sie sind ansonsten ZielundZwecklos.47Autopoiese IIISystem-Umwelt-Verhältnis offen für unspezifische Einflüsse, wieMaterie, Energie, Umweltreize. Umwelt ist all das, was das Systemverhalten nichtdeterminiert (vorausgesetzt, Materie, Energie undUmweltreize sind ausreichend vorhanden).488

Komplexität und Entscheidung Guido Strunk 2007Autopoiese IVBesondere Eigenschaften Strukturdeterminiertheit Autonomie operationale Geschlossenheit Zwecklosigkeit (verfolgen kein anderes Ziel als ihreeigene Aufrechterhaltung)49Autopoiese und KognitionAus der biologischen Perspektive erscheint dasNervensystem in sich operational geschlossen. Alleim weitesten Sinne kognitiven Operationen finden inihm – und nur in ihm – statt. Nervenimpulse könnensich immer nur auf Nervenimpulse beziehen.Aufbauend auf diesen Kernannahmen lässt sich dieKognitionstheorie Maturanas (1982) in vier Thesenzusammenfassen:50Autopoiese und Kognition Strukturdeterminiertheit. MenschlichesErkennen ist ein biologisches Phänomen, dasnicht durch die Objekte der Außenwelt, sonderndurch die Struktur des erkennenden Organismusdeterminiert wird. Operationale Schließung. Menschen haben einoperational und funktional geschlossenesNervensystem, das nicht zwischen internen undexternen Auslösern differenziert; daher sindWahrnehmung und Illusion, innerer und äußererReiz im Prinzip ununterscheidbar.519

Komplexität und Entscheidung Guido Strunk 2007Autopoiese und Kognition Subjektgebundene Erkenntnis. MenschlicheErkenntnis resultiert aus „privaten“ Erfahrungen,ist als Leistung des Organismus grundsätzlichsubjektgebunden und damit unübertragbar.„Private Erfahrungen“ können jedochkommuniziert werden.52Autopoiese und Kognition Strukturelle Ähnlichkeit als Voraussetzung fürKommunikation. Der Gehalt kommunizierterErkenntnisse richtet sich nach der biologischenStruktur des Adressaten. Das heißt, dass derkommunikative Austausch von Erfahrungen beimAdressaten die Fähigkeit voraussetzt, dieseErfahrungen zumindest prinzipiell, das heißtkognitiv und auch emotionell, „nachvollziehen“ zukönnen. Da in einer Kommunikation nämlichzumindest zwei autonome Systeme aufeinandertreffen, ist eine gewisse so genannte „strukturelleÄhnlichkeit“ der beiden Systeme für das Gelingender Kommunikation grundsätzlich unerlässlich.5310