Ein denken in vernetzten Systemen fällt uns allen schwer.
Um dies zu erreichen müssten wir vielleicht auch mehr mit der rechten Hirnhälfte denken, die mehr dafür geeignet ist.
Alle Vorgänge in der Natur sind nichtlinear. Meistens lassen sich einzelne Probleme auch nur durch Regelkreise oder lineare oder nichtlineare Differentialgleichungssysteme darstellen.
Dietrich Dörner hat in seinem Buch "Die Logik des Misslingens" aufgezeigt, wie man am besten komplexe Probleme löst. Und zwar gingen die Menschen, die die komplexen Aufgaben am besten lösten wie folgt vor:
- Am Anfang besorgten sich diese Menschen viele Informationen und werteten diese systematisch aus. Detailprobleme wurden nicht außer acht gelassen.
- Selbst bei größeren Simulationsspielen wurden nur kleine Eingriffe vollzogen und dann gewartet, wie das System reagiert. Dabei wurden erneut viele Informationen gesammelt und ausgewertet.
- Die Personen kamen mit wenigen Eingriffen in das System aus.
Meist lassen sich die Systeme in der Natur durch Regelsysteme in einem Modell abbilden. Fast alle Systeme in der Natur sind Regelsysteme mit negativer Rückkopplung. Das heißt, dass die Ausgangsgröße sich selbst wieder beeinflusst und zwar mit einer abschwächenden Wirkung, so dass das System sich selbst stabilisiert.
Regelungssysteme mit positiver Rückkopplung sind dagegen instabil, weil die Ausgangsgröße durch positive Rückkoppelung vergrößert wird, und sich so immer wieder vergrößert.
Die Vorgänge in der Natur lassen sich auch als Netzwerk darstellen. Solch ein Netzwerk ist ziemlich stabil, auch wenn einzelne Netzpunkte wegfallen. Fallen jedoch immer mehr Netzpunkte weg, kann es schließlich zur Zerstörung des ganzen Netzes kommen, was sich allerdings nicht vorausberechnen lässt. Genauso ist das mit der Natur. Immer mehr Tiere und Pflanzen sterben aus. Immer mehr Gifte und Emissionen werden in die Natur eingeleitet. Bis jetzt ist das System noch stabil. In Zukunft könnte das Aussterben einer Art jedoch eine Katastrophe auslösen. Genauso könnte die Zunahme einer Emission das ganze System zerstören.
Bekannte dynamische Vorgänge sind:
- der Einschwingvorgang bei Schwingungssystemen
- Räuber-Beute Modelle
- einfache Regelungen
um nur einige zu nennen.
Dynamische Systeme verhalten sich in der Regel aber nicht so linear wie z.B. ein einfacher Schwinger. Nimmt man z.B. ein Doppelpendel, dann lässt sich das Verhalten nicht genau voraussagen, da das System immer wieder an Punkte gelangt, in denen es entweder in die eine oder die andere Richtung ausschlägt. Das Wetter z.B. ist ein chaotisches System. Es gibt immer wieder Zustände, die sich nicht vorausberechnen lassen, weil es an diesen Attraktoren verschiedene Möglichkeiten gibt, wie sich das Wetter weiter entwickeln kann.
Beispiele für Chaotisches verhalten:
Mandelbrotmengen
Wetter
Strömungen (turbulente)
Doppelpendel und -schwinger
Heute noch werden in der Umwelttechnik sogenannte End-of-the-pipe-Technologien angewendet, die nur an ein System angehängt werden und so die Produkte verteuern (Filter an Kraftwerk). Zukünftig muß der Umweltschutz aber in das System integriert werden, damit die Dienstleistungen erschwinglich bleiben, und die Umwelt fast ganz entlastet wird. Zum Beispiel wird es statt großen Kondensationskraftwerken eine dezentrale Energieversorgung auf der Basis regenerativer Energien geben. Statt eines Rasenmähers wird es eine Blumenwiese und das Mieten eines Grasschneidenden Bediensteten für zweimal im Jahr geben.
Professor Vester hat ein Sensitivitätsmodell mit Computerunterstützung entwickelt, dass es erlaubt, komplexe Probleme mit Systemen zu lösen. Biologische Systeme sind Selbstregulierend und auch Fehlertolerant. Wir Menschen machen meist Fehler im Umgang mit kybernetischen System, weil wir kausal nach Ursache und Wirkung denken. Er hat 9 Arbeitsschritte mit dem Computerprogramm Sensitivitätsmodell Frederic Vester herausgearbeitet:
- Systembeschreibung
- Erfassung der Einflußgrößen
- Prüfung der Systemrelevanz
- Hinterfragung der Wechselwirkungen
- Bestimmung der Rolle im System
- Untersuchung der Gesamtvernetzung
- Kybernetik einzelner Szenarien
- Wenn-dann-Prognosen und Policy-Tests
- Systembewertung und Strategie
Des weiteren gibt es acht Grundregeln bei biokybernetischen Systemen:
1. Negative Rückkopplung muss über positive Rückkopplung dominieren
2. Die Systemfunktion muss von quantitativen Wachstum unabhängig sein
3. Das System muss funktionsorientiert und nicht produktorientiert arbeiten
4. Nutzung vorhandener Kräfte nach dem Jiu-Jitsu-Prinzip statt Bekämpfung nach der Boxermethode
5. Mehrfachnutzung von Produkten, Funktionen und Organisationsstrukturen
6. Recycling: Nutzung von Kreisprozessen zur Abfall- und Abwasserverwertung
7. Symbiose. Gegenseitige Nutzung von Verschiedenartigkeit durch Kopplung und Austausch
8. Biologisches Design von Produkten, Verfahren und Organisationsformen durch Feedback-Planung
Ohne die Hilfe eines Computerprogrammes ist die Simulation des Systems aber nicht möglich. Man muß die Komplexität des Systems auch auf ungefähr 40 Variablen reduzieren, damit das System nicht zu unübersichtlich wird.
Links:
Vernetzt-denken.de (kommerziell)
Studiengruppe Biologie und Umwelt Frederic Vester
Erstellt am 26.11.1997, Version vom 21.10.2017, Johannes Fangmeyer