Mittwoch, 29. April 2009

Grenzen als Voraussetzung für die Selbstorganisation

Lieber Michael,

Danke für Deine weiterführenden Zeilen. Während die Realität in unseren Tagen scheinbar an den oberen und unteren Grenzen des Universums gesucht wird, will ich heute versuchen einige Gedanken zur „selbstorganisierten“ Belebung unserer Erde aus dem Wasser bzw. aus dem Wassermolekül abzuleiten. „Aqua vitam donat“ oder Wasser schenkt Leben ist mittelbar und unmittelbar mit diesem Molekül und seinen Eigenschaften verknüpft. Wasser als wichtigstes energiedissipatives Medium dient als Transport-, Reaktions- und Kühlmittel. Drei verschiedene zyklische energiedissipative Eigenschaften weist dieses Medium auf, nämlich 1.) bei Erwärmung zu verdunsten, 2.) an Phasengrenzflächen Potentiale durch erhöhte Ladungstrennung auszubilden und damit chemische Reaktionen zu ermöglichen bzw. zu beschleunigen und 3.) in lebenden Zellen durch Wasserspaltung und der Synthese von Kohlehydraten den Energiespeicher für den Betrieb von Lebensprozessen durch Verbrennung von Wasserstoff zu Wasser unter Sauerstoffaufnahme unter Abgabe von Energie und Kohlendioxid vorzuhalten.
Wir wissen, dass bei einer Temperatur von c. 300°K jedes Molekül in ständiger Bewegung (Schwingung) und trotzdem Wasser fast überall ständig in flüssiger Form vorhanden ist.

Bereits reines Wasser ist durch die Dissoziationseigenschaften und die Bildung von Wasserstoffbrücken in räumlich und zeitlich variable, begrenzte Aggregate - in Cluster – gegliedert. Diese Struktureigenschaft hat die Dichteanomalie des Wassers zur Folge. Eine Erwärmung des Wassers von 0°C auf 4°C führt zu einer Volumenskontraktion, einer Strukturverbesserung bzw. einer Entopieabsenkung.

Eine weitere wichtige Eigenschaft des Wassers ist seine Fähigkeit Salze aufzulösen und Ionen als Ladungsträger zu bilden. Durch eine Zuordnung einer bestimmten Menge Wassermoleküle zu jedem Ion innerhalb eines nur einzelne Ionen enthaltende Konzentrationsbereichs wird die Ordnung und die Zusammenhänglichkeit (die Kohärenz) der gebildeten Ionen-Lösung erhöht. Dies drückt sich in einer Gefrierpunktserniedrigung und einer Siedepunktserhöhung aus. Der flüssige Phasenbereich wird dadurch ausgedehnt, eine weitere Volumenkontraktion findet statt, die Temperatur sinkt ab, die Schwingungs-eigenschaften werden verbessert und die Stabilität der Wasser–Ionencluster erhöht. Durch die Ionenanteile in der Lösung werden auch neben den durch die Polarität des Wassers bereits gegebenen (para)magnetischen Eigenschaften auch die elektrischen Eigenschaften verstärkt sodass die Wasser-Ionencluster auch mit elektromagnetischen Feldern wechselwirken.

An Phasengrenzflächen müsste eine ursprünglich harmonische Bewegung des Wassermoleküls durch eine andere harmonische Bewegung nämlich des umgebenden Mediums überlagert und die Schwingungszustände dahingehend moduliert werden, dass die Auslenkungen der Wassermoleküle vom Mittelwert teils stärker, teils geringer sind als im unmodulierten Zustand. Diese Auslenkungen sind die Energiepotentiale (pH-wert) die Reaktionen des Wassers mit anderen Molekülen steuern.
Die Auslenkungen des Wassermoleküls jedoch bestimmen Raum-Zeit gesteuert, das pH bzw. die jeweilige Reaktivität des Wassers. Durch eine gesteuerte harmonische Zuführung von Energiepulsen müsste unser Wassermolekül dahingehend aufgeschaukelt werden können, dass in mehreren Stufen das pH abgesenkt wird und so die Stabilitätskriterien für das Wasser erreicht und überschritten werden und das Wassermolekül unter Bildung von Wasserstoff im status nascendi zerfällt. Bei solchen Bedingungen ist anzunehmen, dass auch Kohlendioxid aus Bikarbonationen gebildet und sich unter Absenkung der Energiedichte nur instabile Kohlehydratradikale bilden, die unter Abgabe von Energie Glukose bilden und in Folge weiter zu Zellulose bzw. Stärke (Polysaccaride) polymerisiert werden können. Bei solchen Reaktionen würde natürlich die Allokation der Reaktanden sowie der Abtransport der Reaktionsprodukte an Stellen mit minimaler Energiedichte innerhalb von stehenden Wellenfeldern bei jeder Reaktion erfolgen können. Die Reaktionszentren bzw. der stetige entropieabsenkende Metabolismus könnten dabei von Strukturmolekülen (mit der Funktion aperiodischer Kristalle) in einem -/+dynamischen, störungsfreien Raum (Hilbert Raum) so gesteuert werden, dass Entropieminima als Domänen mit minimiertem Zufallsanteilen (maximal stabile, geschlossene interne Kreisläufe) entstehen müssten.
Dabei werden die Reaktionsprodukte dynamisch so lange gebildet und an energiearmen Stellen abgelagert bis ein chemisches Gleichgewicht die Bildungsrate gleich der Zerfallsrate werden lässt und damit exakte räumliche und zeitliche Bedingungen erfüllt würden.

Die Rolle des Wassers wäre dabei das dissipative Medium analog zu seiner Rolle bei der Sanddünenbildung an den Stränden des Meeres. Stetig anrollende Wellen dissipieren ihre Energie in Wechselwirkung mit dem darunter liegenden Sand, heben die einzelnen Sandkörner durch den entstehenden Auftrieb aus dem Sandgefüge, sortieren dabei den Sand indem sie ihn beschleunigen bis die Gravitationskraft den Auftrieb überwiegt und die größeren Sandkörner etwas früher als die kleineren Sandkörner wieder abgelagert werden Auf diese Art werden die Wellenschlagsmarken (Rippelmarken) gebildet mit der Eigenschaft die obersten Sandkörner öfter auszutauschen als die bereits gebildeten stabileren (dissipativen) Strukturen.

Diese Musterbildung (Strukturbildung) wird solange die Energie strukturiert in Form von (Sonnen)Pulsen vorhanden ist immer stattfinden müssen. Störungen führen zwangsläufig zur Evolution eines Muster geprägten Feldes indem immer an Phasengrenzflächen selbst bei völlig gleichen Temperaturen chemische und mechanische Potentiale in Form von Modulationsunterschieden (pH-Unterschieden) vorhanden sind und Reaktionen ablaufen können. Jeder Fluss entwickelt sich zu einer maximal stabilen Struktur indem die Geschwindigkeit der transportierten Stoffe im Verhältnis zur Wassergeschwindigkeit allmählich maximal abgesenkt wird. D.h. der „Lebensprozess“ eines Flusses führt einerseits zu immer stabileren Verhältnissen wobei durch ständige „Störeinflüsse“ durch kurzwelligere (teilweise auch Lebens)Prozesse im Einzugsgebiet sich immer wieder neue Varianten der sich ständig verbessernden Energiedissipation an Oberflächen und Phasengrenzflächen mit besser geschlossener Kreislaufführung ausbilden.

Wir haben nun gesehen, dass sich unter dem stetigen Einfluss von mehr oder weniger stabilen Energiepulsen eine sich stabilisierende dissipative Struktur an weiter zunehmenden Phasengrenzflächen ausbildet. Daraus resultieren mehr geschlossene und kreisgeführte stoffliche Strukturen, die die Energieflüsse absenken und der „entropischen Unordnung“ engegenwirken, sodass auch eine ständigen Zunahme der Entropie relativiert werden muss. Das Universum muss also nicht notwendigerweise als grenzenlose Entropiemüllhalde dienen.

Die prägendste Eigenschaft unseres von der Erde aus beobachtbaren Universums ist also die Dynamik durch Wechselwirkung in Rückkopplung von Wasser zur übrigen Materie. Die philosophische Frage die sich stellt ist meines Erachtens noch immer die Frage ob wir außerhalb des beobachteten Raums eine Stetigkeit voraussetzen dürfen, die wir innerhalb unseres Raums praktisch nie beobachten.
Ob sich aus dem Beobachtbaren mittels einer Mathematik mit meist zirkulärer Beweisstruktur der Weg zur Realität physikalischer Gesetzmäßigkeiten ableiten lässt wie dies z.B. in Roger Penrose´s Buch „The road to reality.- A complete guide to the laws of the universe.“ behauptet wird, scheint unsicher.

Über die Betrachtung des Wassers und des Wassermoleküls über dessen Verteilung im Universum wir weder räumlich noch zeitlich sehr wenig wissen, außer, dass unsere intellektuellen Fähigkeiten sich unmittelbar aus der Wechselwirkung des Wassers an ständig werdenden und vergehenden materiellen Phasen- oder Membrangrenzflächen entwickeln. Ist nicht die Hoffnung auf Wachstum und Evolution der Organismen, der Menschheit und letztlich des Geistes mit der ewigen Hoffnung auf Unbegrenztheit und Erfüllung der Kompass der uns zu den Inseln der Nachhaltigkeit treibt, wie Du sie in Deinem Buch so treffend beschrieben hast.

Ich glaube, dass wir aus der mittleren Perspektive dessen, was wir unmittelbar erfahren und beobachten unsere Zukunft machen müssten. Dass wir den Übergang von dem was war und was andauernd wird, dann besser gestalten können wenn wir im nächsten Schritt unsere Hybris des begrenzten Besserwissens durch ein vorrangiges Verständnis der Zusammenhänge anstreben, dass wir das Leben als Weg und als Ziel einer Evolution sehen wo wir unsere Welt in uns selber intrnalisieren anstatt mit maximaler Energie unsere Zukunft und unsere Subsistenz (die Fähigkeit auf eigener Landesfläche zu überleben) aufs Spiel setzen.

Die gesamte Gliederung unserer wasserabhängigen Schöpfung in selbstähnliche (fraktale) Strukturen vom Nanoorganismus bis hin zur jährlich wiederentstehenden Frühlingslandschaft mit ihren rekursiven Kopplungen ist auf die Menschheit und ihre noch immer in Entwicklung befindliche Intelligenz bezogen. In regelmäßigen Abständen entstehen singuläre Zeitfenster für sprunghafte Veränderungen, sei es eine Menetekelbotschaft oder der Zusammenbruch einer den Geist und den Menschen versklavenden Gesellschaft. Die heute drohende Gefahr besteht in einer den Menschen verachtenden Wissenschaft die versucht durch einfache Patentrezepte, die in immer größeren zentralen geldgesteuerten Staatsgebilden zur Staatsreligion erhoben werden, jegliches Handeln globalisiert und synchronisiert ablaufen zu lassen.
Diese grenzenlose Gesellschaft entäußert sich des wichtigsten Prozesses einer nachhaltigen Zukunftsgestaltung nämlich des Evolutionsprozesses um die notwendige flexible Anpassung der Organismen an die meist orts- und zeitbezogene Phasendynamik zu gewährleisten. Auch Evolution ist ein energiegetriebener Prozess der vorrangig an Phasengrenzflächen abläuft und diese relativ geringen Potentiale in geordnete Dynamik überführt. Zu hohe und zu niedrige Grenzpotentiale führen zu Katastrophen oder gesellschaftliche Ineffizienz. Diese Entwicklung tritt durch übermäßige oder phasenfalsche Regelung der Gesellschaften mittels Gesetzen mit Universalitätsanspruch auf und wird in zu großen zentral gesteuerten politischen Einheiten erreicht. Die Erkenntnisse von Leopold Kohr (The breakdown of nations) zeigen wie das Wachstum von Nationen die gesellschaftliche Ineffizienz zunehmend ansteigen lässt und so den Zerfall fördert. Aus diesem Grund scheint es wichtig dezentrale verortete Strukturen in erster Linie wieder zu beleben, die Demokratie zu dezentral zu verorten und den Vergesellschaftungsprozess laufend und effizient zu gestalten.

Habe diesmal versucht in einem Rundumschlag wasserbezogen die gesellschaftlichen und wissenschaftlichen Belange aufzugreifen und vielleicht die Pädagogik in unserer Gesellschaft in Zukunft mehr Wasser- und an Organismen gebunden als Eventorientiert zu gestalten. Freue mich schon auf ein Ping als nächsten Beitrag von Dir. Grüsse Willy

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