Was ist ein Modell?

Schildkröte: Hallo Achilles! Was für ein wunderschöner Tag.

Achilles: Ja, genau das perfekte Wetter um ein bisschen genüsslich in der Sonne zu philosophieren.

Schildkröte: Ah du bist mal wieder am grübeln. Welches Thema beschäftigt dich denn heute so sehr?  Und was hast du da eigentlich in der Hand?  Ist das ein Haus?

Achilles: Nein nicht ganz. Das ist ein Stück Papier aus dem ich ein Modell eines Hauses gebastelt habe.

Schildkröte: Ich wusste gar nicht dass du ein Origami Künstler bist. Sieht echt professionell aus.

Achilles: War auch nicht ganz einfach das zu basteln. Die ganze Zeit während des Bastelns fragte ich mich dauernd: Was ist eigentlich ein Modell?

Schildkröte: Na das was du da in der Hand hältst, ist ein Modell.

A: Ja schon, aber im allgemeinen? Was ist ein ‚Modell‘ generell?

S: Naja ich würde mal sagen ein Modell ist ein verkleinertes Abbild von etwas großem.

A: Ja, das ist korrekt, aber nicht hinreichend. Ein Modell ist (meistens normalerweise) nicht nur kleiner als das original, sondern auch einfacher als das Original. Es ist ein ein beschränktes Abbild der Wirklichkeit.

S: Ok, kann ich verstehen.

A: Was wäre ein Modell des Universums?

S: Wo holst du nur immer diese Fragen her? Keine Ahnung.

A: Das Universum besteht aus vielen vielen Atomen. Und diese interagieren miteinander gemäß den Gesetzen der Physik. Nehmen wir an wir hätten einen super großen, super leistungsstarken Computer, der diese Regeln simulieren könnte. Hätten wir dann ein Modell des Universums?

S: Das wäre aber ein ziemlich großer Computer!

A: Ja stimmt, insbesondere wäre er größer als das Universum. Als soll heißen, er müsste aus mehr Teilen als das Universum selbst bestehen.

S: Was – gelinde gesagt – ein kleines Problemchen darstellt, oder etwas nicht?

A: Ja klar, man könnte diesen Computer natürlich nie bauen. Aber nehmen wir mal kurz an, es wäre möglich.

S: Hey, könnte dieser Computer dann nicht auch die Zukunft vorhersagen, wenn man ihn einfach etwas schneller laufen lässt?

A: Das ist eine sehr gute Frage: Wenn man den Zustand eines jeden Atoms im Universum kennen würde. Und dazu alle physikalischen Regeln wie die Atome interagieren. Könnte man dann die Zukunft vorhersagen.

S: Da weis ich was! Da war doch was mit Zustand eines Atoms und Messung und so. Da kann ich mich dran erinnern.

A: Genau richtig. Man kann den exakten Zustand eines Atoms (mit seinem Atomkern und all seinen Elektronen usw.) nicht exakt messen, ohne den Zustand selbst dabei nicht zu verändern. Denn wenn man misst, muss man ja irgendwie mit dem Atom interagieren (Strahlung z.B Licht senden und empfangen und so ähnliches Physiker Experimentier-Zeugs). Und dabei verändert man den Zustand des Atoms.  Man kann also nie den Zustand aller Atome im Universum kennen, ohne dabei nicht die Zukunft zu verändern, die man dann wiederum nicht mehr vorhersagen kann. Denn laut der Chaostheorie mag es ja sein, dass eine einzige kleine Veränderung letztendlich eine riesige „chaotische“ Auswirkung hat.

S: So was blödes, jetzt hatte ich mich schon so gefreut im Lotto zu gewinnen.

A: Wo du gerade Lotto sagst, bringst du mich noch auf eine weitere Frage: Was ist Zufall?

S: Na das weis ich: Zufall ist das wobi ich immer Pech habe.

A: Nein, das ist deine subjektive Wahrnehmung von (fehlendem) Glück in Zufallsexperimenten. Ich meine wieder den allgemeinem Zufall, nicht bezogen auf ein Individuum.

S: Na das ist wenn ich nicht weis, warum etwas passiert.

A: Ja genau. Jetzt aber wieder zurück zu unserem Supercomputer. Wenn ich den Zustand aller Atome im Universum kennen würde, dann könnte ich doch genau sagen, warum etwas passiert.

S: Nicht ganz: Ich könnte sagen, warum ein Atom gerade in diese oder jene Richtung fliegt und wie schnell. Aber ich könnte z.B. nicht (oder nur schwer?) sagen, warum jemand jemand anderes heiratet.

A: Sehr gut erkannt, liebe Schildkröte. Du hast gerade genau den Micro- und Makrozustand eines Systems beschrieben. Selbst wenn ich den Micro-Zustand aller kleinsten Elemente eines Systems kenne, dann ist es immer noch ein recht komplexer Schritt, den Macro-Zustand des Systems zu beschreiben. Dazu muss ich das System verstehen und interpretieren, was wiederum Interpretierungsspielräume erlaubt.

S: Also wohl wieder nix mit dem Lottogewinn.

A: Ja, die Zukunft bleibt wohl weiterhin und für immer unvorhersehbar.