Philosophie der Naturwissenschaften

Wissenschaftliches Weltbild und philosophische Probleme der Naturwissenschaft

Interdisziplinäre Prinzipien in der Formierung der naturwissenschaftlichen Weltsicht (Systemhaftigkeit und Selbstorganisation)

Das Prinzip der Selbstorganisation bei der Formierung der naturwissenschaftlichen Weltsicht stützt sich auf zwei Grundannahmen der Synergetik:

1. Die Welt besteht aus offenen Systemen unterschiedlicher Größenordnungen, deren Entwicklung nach einem einheitlichen Algorithmus mit zwei Phasen verläuft: einer linearen und einer nichtlinearen.

Die lineare Phase stellt eine gerichtete Veränderung dar, die einer klaren Gesetzmäßigkeit folgt. Sie lässt sich exakt berechnen, und auf dieser Grundlage können Prognosen über künftige Zustände des Systems erstellt werden. Die nichtlineare Phase hingegen ist ein Krisenzustand, der nur Wahrscheinlichkeitsprognosen für eine Vielzahl möglicher künftiger Zustände erlaubt.

Ordnung entsteht durch Fluktuationen, Stabilität durch Instabilitäten. Der chaotische Zustand enthält Unbestimmtheit, die durch die Begriffe Information und Entropie präzisiert wird. Als grundlegend für die Beschreibung natürlicher Prozesse gilt das Prinzip der Wahrscheinlichkeit.

2. Die Evolution der Strukturebenen der Materie wird durch die fundamentale Fähigkeit der Materie zur Selbstorganisation bestimmt. Dabei wird klar zwischen Gleichgewicht und Ungleichgewicht sowie zwischen Gleichgewichts- und Ungleichgewichtsstrukturen unterschieden.

Aus synergetischer Sicht überwiegen in der Natur offene Systeme, die Stoff, Energie und Information mit der Umwelt austauschen; absolut geschlossene Systeme gibt es nicht. In der unbelebten Natur kann die Dissipation und Umwandlung von Energie durch ein System zu geordneten Strukturen führen. In der belebten Natur ermöglicht der Austausch von Stoff, Energie und Information mit der Umwelt die Evolution der Systeme vom Einfachen zum Komplexen und die Entfaltung des Wachstumsprogramms eines Organismus aus der Keimzelle.

Betont wird die Relativität von Mikro- und Makroebenen eines sich selbst organisierenden Systems. Die Wechselbeziehung dieser Ebenen spielt eine entscheidende Rolle in der Evolution des Systems. Die Entstehung von Ordnung wird gedeutet als Entstehung kollektiver Makrobewegungen (und neuer makroskopischer Freiheitsgrade) aus den chaotischen Bewegungen der Mikroebene, deren Transformation in eine neue Ordnung mündet. Daraus entwickelte sich die Idee einer theoretischen Darstellung der evolutionsgeschichtlichen Entwicklung der Welt als Einheit – vom Urknall über die Bildung chemischer Elemente, Sterne und Planeten bis hin zu komplexen organischen Verbindungen, Zellen, Ökosystemen der belebten Natur und schließlich zum Menschen und zur Gesellschaft.

Von entscheidender Bedeutung für die Entstehung des modernen Weltbildes war die Lehre von W. I. Wernadski über die Biosphäre. Ein zentrales Element dieser Lehre ist die Auffassung der lebendigen Materie als eines einheitlichen Systems aller pflanzlichen und tierischen Organismen des Planeten, eines natürlichen Bestandteils der Erdkruste neben Mineralien und Gesteinen. Nach dem systemisch-biokosmischen Prinzip Wernadskis ist die lebendige Natur der Erde als ganzheitliches System zu betrachten, das mit den stofflich-energetischen Prozessen interagiert, die in der Erde, in der erdnahen sowie in der fernen kosmischen Umgebung ablaufen. Eine solche Verallgemeinerung, die neue funktionale Systeme in Form von Austauschzyklen (Biogeozönosen) einführte, ermöglichte es, die Einheit der Biosphäre in ihren inneren und äußeren Wechselbeziehungen zu betrachten.

Eine weltanschauliche Erweiterung der Biosphärenlehre bildet das systemisch-genetische Prinzip, das die Realität verborgener systemischer Bedingungen betont, die die Dynamik eines sich selbst organisierenden Systems gesetzmäßig steuern, und ihre Rolle bei der Entstehung neuer Ordnungen hervorhebt. Der Lebensraum, der die Makroebene des Systems bildet, ist durch die Einheit systemischer Bedingungen bestimmt, die aus Sicht der Elemente des Systems (der Mikroebene) als apriorische Beschränkungen erscheinen. Die Veränderung systemischer Makrobedingungen erweist sich als Evolutionsfaktor, der die potenzielle Lebensnorm des Systems verändert und eine grundlegende Umstrukturierung hervorruft. Die neue Struktur und ihre neuen Eigenschaften scheinen keine sichtbaren Gründe zu haben. Dieses Auftreten spezifischer Eigenschaften einer neuen Ganzheit wird als emergente Evolution bezeichnet (ein anschauliches Beispiel ist das Prinzip des Kaleidoskops). In demselben Sinne entwickeln sich Vorstellungen über Systemdeterminierung in der modernen Biologie.

Die systemische Methodologie bildet die Grundlage verschiedener Forschungsstrategien. Im modernen post-nichtklassischen Naturverständnis ist das systemisch-genetische Prinzip in den wissenschaftlich-weltanschaulichen Positionen des emergenten Materialismus (der den Physikalismus bei der Erklärung des Menschen und seines Bewusstseins ablehnt), des Systemogenese-Ansatzes (oder der Soziogenetik) sowie des universalen Evolutionismus vertreten. Ihre gemeinsame philosophische Basis bildet das Prinzip der Makrodeterminierung, das die Gleichberechtigung zweier Arten von Kausalität behauptet: der strukturellen (etwa mechanischen) und der funktionalen. Das traditionelle Schema, nach dem das Ganze durch seine Strukturelemente (deren Natur und Wechselwirkungen) bestimmt wird, wird durch eine recht strikte Determinierung „von oben“ ergänzt – durch die Qualität, die auf einer höheren Komplexitätsstufe des Systems entsteht. Somit erweist sich die Dynamik komplexer, hierarchisch organisierter Ganzheiten als doppelt determiniert: strukturell („von unten nach oben“) und funktional („von oben nach unten“). Anschaulich erklärt wird das Wesen der Makrodeterminierung durch die Analogie zu einem Computerprogramm, das die Bilder auf dem Bildschirm erzeugt, ohne dabei die physikalische Grundlage der Prozesse im System zu beeinflussen.

Im Rahmen des Makrodeterminismus verbreitet sich die Idee einer informationellen (funktionalen) Kausalität, die durch die Wechselwirkung von Körpern und Strukturen bestimmt ist. Diese Kausalität hat einen systemischen, codierten Charakter und verwirklicht sich durch das Auslösen hierarchisch aufgebauter Handlungsprogramme. Ein anschauliches Beispiel hierfür ist der genetische Code sowie die Existenz instinktiver Verhaltensprogramme, die im Verlauf der Phylogenese herausgebildet wurden.

Die interdisziplinären Prinzipien der Systemhaftigkeit und der Selbstorganisation bilden das konzeptionelle Fundament für die Ausbildung einer weltanschaulichen Position des globalen Evolutionismus, die den universellen Charakter der Evolution im Universum bekräftigt.