Vom rätselhaften Rhythmus der Natur
Seit längerer Zeit beobachten Forscher die Existenz spontaner Ordnung im Universum. Nach den Gesetzen der Thermodynamik wäre das Gegenteil zu erwarten, unausweichlich müsste die Natur in einen Zustand größerer Unordnung (Entropie) entarten. Dennoch sind wir von
geordneten Strukturen umgeben. Dieses Rätsel beschäftigt die Naturwissenschaften. Wie entsteht…mehrVom rätselhaften Rhythmus der Natur
Seit längerer Zeit beobachten Forscher die Existenz spontaner Ordnung im Universum. Nach den Gesetzen der Thermodynamik wäre das Gegenteil zu erwarten, unausweichlich müsste die Natur in einen Zustand größerer Unordnung (Entropie) entarten. Dennoch sind wir von geordneten Strukturen umgeben. Dieses Rätsel beschäftigt die Naturwissenschaften. Wie entsteht Ordnung?
Es gibt Ordnung im Raum (z.B. Aufbau von Eiskristallen) und auch Ordnung in der Zeit (z.B. Verhalten eines Fischschwarms). Die Ordnung in der Zeit wird Synchronismus genannt. Bei dieser Ordnung kann man bewusste Ordnung (z.B. eine Ballettvorführung) von unbewusster Ordnung (z.B. Aufbau von Zellen) unterscheiden. Bei bewusster Ordnung unterstellen wir Planung und Intelligenz. Wie kann unbewusste Ordnung erklärt werden?
Steven Strogatz erläutert im ersten Teil seines Buches Synchronismus in der belebten und im zweiten Teil in der unbelebten Natur. Im dritten Teil berichtet er über aktuelle Forschungen zum Thema.
Schon vor fast hundert Jahren wunderten sich Forscher über das synchrone Blinken von riesigen Versammlungen von Glühwürmchen. Viele Erklärungen wurden diskutiert, bis das Geheimnis entdeckt wurde: Die Glühwürmchen organisieren sich selbst. Das flächendeckende gemeinsame Leuchten entsteht durch wechselseitige Signalgebung. Jedes Glühwürmchen verfügt über einen Oszillator, dessen Zeittakt sich automatisch an das Blinken der Artgenossen anpasst.
Das Synchronisationsbestreben ist eine weltweit verbreitete Tendenz, erkennbar nicht nur bei Atomen oder Planeten, sondern auch bei Tieren und Menschen. Es gibt auch Negativbeispiele: Bei der Epilepsie feuern Millionen von Hirnzellen im Gleichschritt, was zu rhythmischen Krämpfen führt.
Nachdenklich stimmt das Beispiel mit den sich gegenseitig synchronisierenden Pendeluhren. Hatten die Forscher einmal erkannt, wie der Gleichklang der Uhren aus den Gesetzen der Mathematik und Physik erwächst, wurden die Erkenntnisse in der Technik genutzt.
Strogatz liefert naturwissenschaftliche Erklärungen – soweit das heute möglich ist - für ein rätselhaftes Phänomen. Die Ausführungen sind unterhaltsam und machen neugierig. Es handelt sich um eine populärwissenschaftliche Aufbereitung universeller Gesetzmäßigkeiten.
