Nichtlinearität
Sie ist nicht, sondern sie geschieht
Cramer und Kämpfer (1991, S. 1).
Was sind nichtlineare Dynamiken?
Systeme bilden mit dem Faktor Zeit
eine untrennbare Einheit - die Prozesse von Systemen bleiben dabei über
einen gewissen Zeitraum stabil oder verändern sich. Eine rein statische
Beschreibung ohne die Berücksichtigung dieser Dynamik kann einem System
nicht gerecht werden.
Für das Verständnis von komplexen dynamischen Systemen ist die Analyse
dieser Verlaufsformen, zum Beispiel anhand von Zeitreihen oder dynamischer
Modellierung, unerlässlich.
An der dynamischen Entwicklung eines aus dem vernetzten Zusammenwirken von
Elementen bestehenden Systems sind lineare Beziehungen nur äußerst selten
beteiligt.
Deshalb sind lineare Beziehungen zwischen den Elementen eines Systems der
Form y = ax + b, die nur proportionale Zusammenhänge abbilden, nicht
ausreichend, um das System zu beschreiben.
Durch den Einbezug nichtlinearer Dynamiken lassen sich jedoch verschiedene,
zum Teil hoch komplexe raum-zeitliche Ordnungsmuster, die so genannten
Attraktoren des Systems verstehen. Chaos tritt nur in Systemen mit
nichtlinearen Beziehungen zwischen den Elementen auf.
Die Dynamische Modellierung beschränkt sich also nicht nur auf eine
Momentaufnahme, sondern erlaubt es, das Verhalten des Systems bei
unterschiedlichen Parameterwerten zu beobachten. Dabei können über einen
Zeitraum hinweg verschiedene Szenarien durchgespielt werden - wie verändert
sich das Gesamtsystem im Zeitablauf, wenn man einen Parameter ändert?
Weitere Seiten zum Thema
Abbildung: Rössler-Attraktor
Die Abbildung zeigt einen Ausschnitt aus dem Rössler-Attraktor. Dabei
handelt es sich um die Darstellung eines recht einfachen mathematischen
Systems, welches trotz seiner Einfachheit zu Chaos fähig ist. D.h. für
dieses System ist es trotz Kenntnis der mathematischen Gleichungen nicht
möglich eine langfristige Vorhersage zu machen.
Der Chemiker Erwin Rössler hat Chaos mit einem Knetvorgang verglichen, mit
dem auch eine Bäckerin, ein Bäcker den Brotteig durchknetet. Der Teigklumpen
wird auf der Arbeitsplatte zunächst auseinander gedrückt oder gewalzt. Was
gerade noch dicht beisammen war, wird auseinandergetrieben. Danach wird der
Teig zusammengefaltet und wieder zu einem Klumpen vereint, bevor er erneut
ausgewalzt und wieder zusammengelegt wird.
(Mehr dazu: Strunk, G. & Schiepek G. (2014) Therapeutisches
Chaos)