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Ulf Skirke Technologie und Selbstorganisation Zum Problem eines zukunftsfähigen Fortschrittsbegriffs

2.1 Selbstorganisation - Ansatz für einen wissenschaftlich-technischen Paradigmawechsel?

Vor dem Hintergrund der Krise des Industriesystems, insbesondere durch die ökologische Krise gekennzeichnet, führte der bisherige Untersuchungsgang auf eine kritische Analyse des wissenschaftlich-technischen Fortschrittsbegriffs, deren Ergebnis in neue Anforderungen an das zu verändernde Technik- und Wissenschaftsideal einmündete und der traditionellen naturwissenschaftlichen Forschungspraxis sowie derzeitiger Technologieentwicklung gegenübergestellt wurde. Dabei hatte sich herausgestellt, daß die Industriedynamik nicht allein durch die Erfassung des technischen Kontextes bestimmt werden kann, sondern nur unter Einbeziehung des diesem zugrunde liegenden Naturwissenschaftsparadigmas. Die Forderung nach einer "gegenstandsgemäßeren" oder "ganzheitlicheren" Naturwissenschaft berührt zwar die internen Belange naturwissenschaftlichen Denkens und Handelns, muß diesem aber solange "äußerlich" erscheinen, wie sich die neuen Paradigmata nicht ansatzweise im bestehenden Wissenschaftsbetrieb selbst nachweisen und konkretisieren lassen. Von daher ist die Frage zu beantworten, ob die interne naturwissenschaftliche Forschungspraxis nicht bereits eigene Ansätze für Veränderungen des Wissenschaftsideals der experimentellen Randbedingungen sowie des Forschungsprogramms vorweisen kann. Ferner wäre zu fragen, ob ein solch möglicher Wechsel des Paradigmas neue praktische Optionen für ein anderes Naturverständnis sowie eine andere Technikentwicklung eröffnet. Im folgenden soll diesen Fragen im Kontext der "Selbstorganisations"-Forschung nachgegangen werden, um mögliche Kongruenzen zwischen einem alternativen Forschrittsmodell und Konsequenzen aus eben diesem Selbstorganisations-"Paradigma" auszuloten. [S.57] "Selbstorganisation" steht dabei häufig als Synonym für andere Begrifflichkeiten wie z.B. "Chaos" oder "komplexe Systeme" und soll hier zweckmäßigerweise an eine Vielzahl von Literaturhinweisen anknüpfend übernommen werden. In diesem Zusammenhang sind demnach zu nennen: "Strukturbildung und Symmetriebrechung, Störung und Fluktuation, dynamische und dissipative Systeme, Chaos und Fraktale, Nichtlinearität und Vernetzung, Systemdenken und Systemtheorie, Mustererkennung und neuronale Netzwerke, Selbstreferenz und Komplexität, Kybernetik und Autopoiese, Information und Synergetik" (vgl. Kratky 1990 S. 4). In grober Näherung läßt sich die Entwicklung dieser Forschungsbegriffe und Theorieansätze in zwei Phasen beschreiben:⁵³ Selbstorganisationsforschung spielt sich zunächst in einem Randbereich der Physik, Chemie und Biologie ab und gewinnt dabei lediglich interne Bedeutung, ohne eine Verbindung zur gesellschaftlich geführten Kritik der Industriezivilisation aufzuweisen. In der zweiten Phase schließlich - beginnend in den 80er Jahren - tritt allmählich ein Bezug bzw. eine Durchdringung von gesellschaftspolitischen wissenschafts- und technologiekritischen Fragen mit Auswertungen und Konsequenzen aus der Selbstorganisationsforschung deutlicher zutage. Im Zeitraum der Phase 1 stellt das theorie- und experimentleitende Forschungsmotiv der Physik die Weiterentwicklung und Integration von Relativitätstheorie und Quantenmechanik dar, deren Paradigmata eine vollständige naturwissenschaftliche Umwälzung der klassischen Mechanik im kosmischen und mikrokosmischen Bereich bedeuteten. Eine weitere Umwälzung der klassisch- mechanischen Vorstellung vollzog sich parallel dazu im "Mesokosmos", d.h. dem Phänomenbereich der normalerweise auch dem Alltagsbewußtsein erfahrungsmäßig zugänglich ist, indem im Grenzgebiet Physik/Chemie/Biologie nichtlineare Rückkopplungsphänomene und unerwartet komplexes Verhalten auftraten, das das Verständnis von Natur einschneidend verändern sollte. Dabei muß erwähnt werden, daß die meisten dieser neuartigen komplexen Ordnungsphänomene keinem gezielten Forschungsprogramm entsprangen, sondern als spezifische Neuheiten im Randbereich klassischer Naturwissenschaftspraxis spontan auftraten.⁵⁴ Die aufgetretenen natürlichen Phänomene, nach denen Materie unter bestimmten Bedingungen ohne Fremdsteuerung quasi von selbst in komplexe Ordnungszustände übergeht (vgl. G. Roth in: Dress u.a. 1986, S. 153 ff.), lösten ihrerseits eine Vielzahl von naturwissenschaftlichen Untersuchungen, wissenschaftstheoretische Überlegungen, aber auch gesellschaftspolitische Deutungen aus. Die umfassenste Übersicht zur Geschichte der Selbstorganisationsforschung stellen die Arbeiten von Pas- [S.58] lack/Knost (1990) sowie von Krohn/Küppers/Paslack (1988) dar. Die zweite Phase der Entwicklung, insbesondere in den 80er Jahren, ist dadurch gekennzeichnet, daß Selbstorganisationsforschung sowie gesellschaftliche Problemstellungen sich gegenseitig durchdringen und vor dem Hintergrund der tiefgreifenden Krise industrieller Zivilisation zu einem "Umkippen des Weltbildes" (Kratky S. 12), zum sog. Selbstorganisationsparadigma führen, das eine qualitativ neuartige Betrachtungsweise der Natur und des Verhältnisses von Gesellschaft und Natur erlaubt. So sieht beispielsweise Bernd-Olaf Küppers (1988) die Ursache der gegenwärtigen ökologischen Krise darin, daß "durch menschliches Handeln das Wirkungsgefüge der belebten Natur in seinen Grundlagen verletzt wird" (S. 15) und von daher die Notwendigkeit besteht, die komplexen Phänomene und ihre Interdependenzen, die Natur und Gesellschaft gemeinsam betreffen, eingehend zu erforschen. "Diese existenziellen Rahmenbedingungen sind es, die das Phänomen der Komplexität gegenwärtig zu einem der bedeutendsten Aspekte naturwissenschaftlicher Forschung machen. Darüber hinaus scheint sich in der Erforschung des Komplexen eine neuartige Synthese von Natur und Geisteswissenschaften anzukündigen, die in den kommenden Jahren unser wissenschaftliches Weltbild entscheidend verändern dürfte" (S. 15 ff.). Ebenso sei auf die Arbeiten von Ebeling/Engel/Herzel (1990) verwiesen, in denen u.a. versucht wird, die Zeitstruktur der Evolution als Prozeß der Selbstorganisation zu analysieren, um daraus naturverträglichere Modelle für Technik und Wissenschaft ableiten zu können, da sie der Überzeugung sind, "daß unsere Epoche einen Wendepunkt in der Weltgeschichte darstellt, an dem schwerwiegende Entscheidungen fallen, die den zukünftigen Gang der Evolution betreffen" (S. 182). Als weiteres Beispiel ließe sich die Untersuchung von Bak/Chen (1991) nennen, die sich mit der Katastrophendynamik großer interaktiver Systeme befaßt und dabei eine holistische Theorie der "Selbstorganisierten Kritizität" zum Ergebnis hat. Als mögliches Anwendungsbeispiel wird dabei folgende Frage thematisiert: "Hat vielleicht im Verlauf der Menschheitsgeschichte das unablässige Streben von Völkern und gesellschaftlichen Gruppen, sich in friedlichem Wettbewerb, wie auch gewaltsam, einen möglichst großen Anteil an den begrenzten irdischen Ressourcen zu sichern, die Welt in einem kritischen Zustand gebracht, indem sich Konflikte und soziale Unruhen lawinenartig ausbreiten können?" (S. 71). Ob es sich bei der Selbstorganisationstheorie allerdings um eine "Revolution des wissenschaftlichen Weltbildes" (Prigogine 1986), einen "Paradigmawechsel" (Eilenberger 1990, Kratky 1990) oder lediglich um ein neues "Forschungsprogramm" (Klüver 1990) handelt, wird in Natur- und Sozialwissenschaften unterschiedlich beurteilt. Sicher scheint jedoch, daß die Dynamik der Selbstorganisationsforschung noch [S.59] längst nicht abgeschlossen und ihre Anwendungsmöglichkeiten nicht erschöpft sind, vor allem im Kontext technologischer Entwicklungen. Denn wenn die Annahme berechtigt ist, "zum ersten Mal die komplexen Strukturen der Realität mit mathematischer Exaktheit beschreiben zu können ... dann bedeutet - Selbstorganisation - eine Überwindung der Alternative zwischen physikalischem Reduktionismus und biologischem Holismus" (Paslack/Knost S. 8). Auch in früheren Jahrhunderten hatte bereits das spekulativ naturphilosophische Denken Vorstellungen und Begriffe über Komplexität, Evolution und Selbstorganisation der Natur entwickelt⁵⁵ und wurde in naturwissenschaftlichen Ansätzen Ende des 19. und zu Beginn des 20 Jahrhunderts weitergeführt, scheiterte jedoch an begrifflichen, mathematischen und experimentellen Defiziten. Erst elektronische Datenverarbeitung und computergestützte numerische Rechenverfahren ermöglichten der Selbstorganisationstheorie eine nichtspekulative Forschungsgrundlage: "Daß hier Forschung mit den Mitteln des Experiments und der Mathematik möglich geworden ist, ist vermutlich der entscheidende revolutionäre Impuls" (Krohn/Küppers/Paslack S. 443). Vor diesem Hintergrund lassen sich zumindest sieben voneinander unabhängige "Urkonzepte" der Selbstorganisation nennen, die als Grundlage einer vor allem in den letzten Jahren beschleunigten Weiterentwicklung anzusehen sind (vgl. Paslack/Knost S. 13 ff.). 1. Die systemtheoretische Kybernetik (von Foerster) 2. Die Theorie dissipativer Strukturen (Prigogine) 3. Die Synergetik (Haken) 4. Autokatalytische Hyperzyklen und biomolekulare Evolution (Eigen, B.O. Küppers) 5. Das Autopoiesekonzept (Maturana, Varela) 6. Elastische Ökosysteme (Holling) 7. Chaos und Fraktalität (Lorenz, Mandelbrot) Folgende Momente, die den "Gestaltwechsel" (T.S. Kuhn) der Selbstorganisationstheorie gegenüber klassischen Modellen kennzeichnen, sind hervorzuheben: Zum einen werden Irregularitäten, wie z.B. Ungleichgewichtsprozesse, die früher als anomale und individuelle Randphänomene betrachtet wurden, zunehmend ins Zentrum naturwissenschaftlicher Forschung gerückt und zum Normalfall; zum zweiten wird Komplexität durch nichtlineare Rückkopplungen und Ursache- [S.60] Wirkungskreisläufe empirisch und mathematisch modellierbar; zum dritten dominieren im Umweltbezug Selbststeuerung und Selbstreferenz gegenüber "Fremdorganisation"; zum vierten werden die Prinzipien zur Deutung materieller Strukturen, wie z.B. Identität sowie "glatte" Raum- und Zeitdimensionen vielfach durch Selbstähnlichkeit, gebrochene Raum- und Zeitdimensionen sowie Symmetriebrechung ersetzt; schließlich werden zum fünften im Bereich (deterministischer) chaotischer Dynamik die Möglichkeit der Prognose in neuartiger Weise eingeschränkt und Kausalitätsbeziehungen auf eine neue Grundlage gestellt. Tabellarisch läßt sich die Gegenüberstellung des "klassischen" und des Selbstorganisationsansatzes wie folgt darstellen: (s. Tabelle).⁵⁶

"klassisch"	"Selbstorganisation"
1. Systembegriff
Analytisch definierte, zentralistisch organisierte, geschlossene Systeme mit vorgegebener Hierarchie im statistischen und thermodynamischen Gleichgewicht, mit einfachen Elementen.	Realistisch definierte, polyzentrisch organisierte, offene Systeme mit selbsterzeugter Hierarchie im dynamischen Gleichgewicht, fern ab vom thermodynamischen Gleichgewicht, mit komplexen Elementen.
2. Umweltbegriff
Umwelt strukturiert Systeme, Regelung extern.	Systeme strukturieren Umwelt, Regelung intern.
3. Randbedingungen
Randbedingungen sind beliebig, sie gehören zur Umwelt.	Randbedingungen sind wichtig, sie gehören zum System.
4. Dynamik
Trajektorie; thermodynamischer Gleichgewichtszustand; Reversibilität.	Prozeß; thermodynamisches Nicht-Gleichgewicht; Irreversibilität.
5. Kausalität
Linearität.	Zirkularität.
6. Zeitbegriff
Skalare, universelle Zeit.	Zeitoperator, Systemzeit.
7. Gesetzesbegriff
Ordnung als determinierte Struktur.	Ordnung durch Strukturierung.

[S.61] Im folgenden Untersuchungsgang wird näher zu klären sein, inwieweit mit diesen neuen Phänomenen und Prinzipien tatsächlich "eine neue Modellierung der Wirklichkeit" (Krohn/Küppers/Paslack S. 492) ermöglicht wird, und insbesondere die gesellschaftlich vorgetragene "allgemeine(n) Kritik an Wissenschaft und Technologie" (ebenda S. 457) zu konstruktiven Alternativvorschlägen auf Basis der Selbstorganisationsforschung weitergeführt werden kann. Dabei muß sich zeigen, ob sich aus einer detaillierten Untersuchung der o.g. Selbstorganisationsforschungszweige Konsequenzen und Weiterentwicklungen ergeben, die Auswege aus der technologischen Krise aufzeigen helfen. Immerhin deutet sich in der jüngsten Entwicklung dieser Forschungsgebiete ab, daß neben Globalisierungs- und Universalisierungsansätzen anwendungsorientierte Spezialprobleme angegangen werden, ⁵⁷ die konkrete Anhaltspunkte für ein neues wissenschaftlich- technisches Fortschrittsmodell liefern könnten. Der Technologie kommt in diesem Zusammenhang eine doppelte Schlüsselrolle zu, nämlich erstens im allgemeinen als zentrale Nahtstelle zwischen den Bereichen Gesellschaft, Natur und Wissenschaft sowie zweitens im besonderen als Prüfstein für die wissenschaftliche Tragweite und den praktischen gesellschaftlichen Nutzen des Selbstorganisationsansatzes. Denn vor dem Hintergrund der krisenhaft zugespitzten Komplexität zwischen Natur und Gesellschaft wird zunehmend unabweisbar, daß "zum einen ... der technologische Charakter neuzeitlicher Wissenschaft immer deutlicher hervortritt und zum anderen, daß umgekehrt die Einsicht in das selbstbezügliche 'Wesen' der Natur, in ihren hohen Rückkopplungsgrad und ihre Nichtlinearität erst im Kontext der Technologiefolgen- Dimension voll greifbar wird" (Zimmerli, 1990, S. 390). Dabei ist genau zu prüfen, ob es nicht nur von Interesse ist, "die physikalischen und mathematischen Elemente einmal zusammenzutragen, mit denen der Zugang zum Verständnis unserer immer komplexer werdenden Welt möglich wird" (Seifritz 1987, S. 2), sondern auch existenziell geboten ist, Erkenntnisse der Selbstorganisations- und Chaosforschung auszuwerten und anzuwenden, "weil es für die Erhaltung der Menschheit ... eben der Innovation und des Evolvierens bedarf" (S. 165). Diese neu gewonnenen Erkenntnisse und Hilfsmittel zur Erklärung der Krise des derzeitigen industriellen Zivilisationsmodells würden dann nicht nur Möglichkeiten für eine neue Fortschrittsdynamik des Überlebens, sondern auch umgekehrt die Einsicht erlauben, "daß Phasenübergänge möglich, ja wahrscheinlich sind, daß also die Menschheit - oder Teile davon - aus dem Evolutionskorridor herausfallen können und der Objektbereich Mensch-Technik-Umwelt in einen neuen Systemzustand übergeht, worin der Mensch und damit auch die Technik im herkömmlichen Sinn nicht mehr vorkommt", denn "evolutionsgeschichtlich steht [S.62] die Menschheit heute an einer Bifurkation (Verzweigungsstelle): Sie hat sich zu entscheiden zwischen fundamentalistischen Verkürzungen des Perzeptionshorizonts und der Anstrengung des Begriffs (Hegel). Es könnte nämlich sein, daß der auf Mikroebene gültige Satz von Descartes (cogito ergo sum) auf gesellschaftlicher Ebene umkehrbar ist (non cogitamus ergo non sumus)" (Fritsch in: Seifritz, a.a.O., Vorwort).

54 - So beispielsweise bei der Untersuchung von Turbulenzen, chemischen Uhren, Benard-Zellen oder "Lorenz- Gleichungen" etc.

55 - Die Spanne reicht von Heraklit und Aristoteles über Leibniz und Kant zu Schelling und Hegel (vgl. Paslack/Knost S. 8 ff. sowie Krohn/Küppers/Paslack S. 442 ff.)

56 - Die Tabelle ist entnommen aus: Krohn/Küppers/Paslack S. 459 ff.

57 - Es sei hier beispielsweise auf Ergebnisse und Forschungsprogramme im Bereich menschliche Wahrnehmung, künstliche Intelligenz oder aber der Optoelektronik etc. verwiesen.