Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Ereignis eintritt, lässt sich mit den klassischen Methoden der Wahrscheinlichkeitstheorie präzise berechnen. Ein Beispiel für eine solche Berechnung ist die „Gesetz der totalen Wahrscheinlichkeit“, das besagt, dass die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses die Summe der Wahrscheinlichkeiten aller möglichen, sich gegenseitig ausschließenden Szenarien ist. Ein einfaches Beispiel: Wenn man ein Picknick plant und der Wetterbericht eine 70%ige Regenwahrscheinlichkeit angibt, dann ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Picknick durch Regen ruiniert wird, 70%. Wenn man zudem einen unzuverlässigen Freund bittet, einen Regenschirm mitzubringen, dessen Wahrscheinlichkeit, den Schirm mitzubringen, nur 50% beträgt, dann ergibt sich die Wahrscheinlichkeit, dass das Picknick ruiniert wird, aus 70% (Regen) multipliziert mit 50% (Freund bringt den Schirm nicht mit), was insgesamt 35% ergibt. Die Wahrscheinlichkeit, dass das Picknick nicht ruiniert wird, ist also 65%, was sich aus der Summe der Wahrscheinlichkeit für keinen Regen (30%) und der Wahrscheinlichkeit für Regen, aber Schirm (35%) ergibt.

Solche Berechnungen und Annahmen scheinen auf den ersten Blick einfach und intuitiv zu sein. Doch in der Praxis stellen sich die Ergebnisse oft als komplexer heraus, besonders wenn es um menschliche Entscheidungen geht. Ein berühmtes Beispiel hierfür ist das sogenannte „Linda-Problem“, das in den 1970er Jahren von Daniel Kahneman eingeführt wurde. Es handelt sich um ein Gedankenexperiment, bei dem eine fiktive Person namens Linda beschrieben wird, die eine Philosophin an einer liberalen Universität war und aktiv in einer Anti-Atomkraft-Bewegung tätig war. Die Frage, die daraufhin gestellt wird, lautet: Was ist wahrscheinlicher – dass Linda jetzt Bankangestellte ist oder dass sie Bankangestellte und zugleich feministische Aktivistin ist? Wenn Sie die zweite Option wählen, sind Sie nicht allein – ungefähr 85% der Versuchsteilnehmer taten dasselbe. Doch dies ist ein Fehler. Die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Ereignisse gleichzeitig eintreten, ist immer geringer als die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines einzelnen Ereignisses. Dieser Fehler ist ein klassisches Beispiel für irrationale Entscheidungsfindung.

Trotz der großen Erfolge der klassischen Wahrscheinlichkeitstheorie in vielen Bereichen zeigt sich in der menschlichen Entscheidungsfindung eine gewisse Paradoxie. Hier setzt ein neuer Ansatz an, der versucht, diese Paradoxien zu erklären und unser Verständnis des Entscheidungsprozesses zu erweitern. Dieser neue Ansatz wird als „Quantenkognition“ bezeichnet und verbindet Erkenntnisse der Quantenphysik mit der Kognitionswissenschaft. Quantenkognition liefert einen frischen Blickwinkel auf die Entscheidungsprozesse des menschlichen Geistes und hilft dabei, irrational erscheinende Phänomene zu erklären.

Die Grundlagen der Quantenkognition finden sich in der Quantenmechanik, einer Theorie, die entwickelt wurde, um das Verhalten von subatomaren Teilchen zu beschreiben. Diese Theorie stellt das Weltbild der klassischen Physik in Frage. Anders als klassische Teilchen, die an festen Orten existieren und mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt werden, sind subatomare Teilchen gemäß der Quantenmechanik keine festen Objekte, sondern Wellen von Wahrscheinlichkeit. Das bedeutet, dass wir erst bei einer Messung genau wissen, an welchem Ort sich das Teilchen befindet und welche Geschwindigkeit es hat. Bis zur Beobachtung existiert es in einem Zustand von Unbestimmtheit. Ein Beispiel für diese Art von Unbestimmtheit ist das berühmte Gedankenexperiment von Schrödingers Katze, bei dem eine Katze gleichzeitig lebendig und tot ist, solange wir nicht nachsehen, in welchem Zustand sie sich tatsächlich befindet.

Diese Quantenrealität, die von Unbestimmtheit und Wahrscheinlichkeiten geprägt ist, hat Parallelen zur Entscheidungsfindung in der menschlichen Kognition. Wie in der Quantenphysik, in der der Zustand eines Teilchens erst bei der Messung festgelegt wird, so befinden sich menschliche Entscheidungen in einem Zustand der Unbestimmtheit, bis sie getroffen werden. Es ist diese Unsicherheit, die die Grundlage für viele unserer kognitiven Prozesse bildet. Um zu verstehen, wie Quantenkognition funktioniert, ist es hilfreich, sich vorzustellen, dass unsere Entscheidungen nicht in einem festen, deterministischen Rahmen getroffen werden, sondern dass sie durch Wahrscheinlichkeiten und Unsicherheiten geprägt sind, ähnlich wie das Verhalten von Teilchen in der Quantenmechanik.

Ein praktisches Beispiel für Quantenkognition findet sich in den Arbeiten von Peter Bruza, einem führenden Wissenschaftler auf diesem Gebiet. Bruza und sein Kollege Jerome Busemeyer haben in ihrem Buch „Quantum Models of Cognition and Decision“ gezeigt, dass der menschliche Entscheidungsprozess nicht vollständig durch klassische Modelle der Wahrscheinlichkeit erklärt werden kann. Stattdessen schlagen sie vor, dass kognitive Entscheidungen durch die Wechselwirkungen von Wahrscheinlichkeiten modelliert werden können, ähnlich wie die Superposition von Quantenwellen.

Die Quantenkognition eröffnet neue Perspektiven in der Psychologie und Kognitionswissenschaft. Sie bietet eine Erklärung für die vielen „irrationalen“ Entscheidungen, die wir im Alltag treffen. So wie in der Quantenphysik Teilchen gleichzeitig an mehreren Orten sein können, können auch unsere Gedanken und Entscheidungen in mehreren Zuständen gleichzeitig existieren, bevor wir uns für eine Wahl entscheiden. Dies hilft, Phänomene wie die kognitive Dissonanz oder das Paradox von Linda zu erklären, bei denen wir Entscheidungen treffen, die auf den ersten Blick widersprüchlich oder unlogisch erscheinen.

Die Quantenkognition stellt unser Verständnis menschlicher Entscheidungsprozesse auf den Kopf. Sie erinnert uns daran, dass unser Denken und Entscheiden oft von Unsicherheiten geprägt ist, die durch klassische Wahrscheinlichkeitstheorien allein nicht erklärt werden können. In einer Welt, die von Quantenmechanik, Chaos und Unbestimmtheit durchzogen ist, wird deutlich, dass auch unsere Gedanken und Entscheidungen nicht immer so „rational“ sind, wie wir gerne glauben würden. Vielmehr sind sie das Produkt komplexer Wechselwirkungen zwischen Wahrscheinlichkeiten, Unbestimmtheiten und unserem eigenen Verständnis der Welt.

Wie die Gesetze der Physik das menschliche Verhalten und den Klimawandel beeinflussen

Die Auswirkungen des Klimawandels sind unübersehbar und schreiten rasant voran. Im Jahr 2050 könnte ein Drittel der Weltbevölkerung in Regionen leben, die so heiß sind wie die heißesten Teile der Sahara. Während entwickelte Länder über die Ressourcen verfügen, um mit diesen Herausforderungen, zumindest vorerst, umzugehen, wird die Situation in Entwicklungsländern weitaus dramatischer sein. Langfristig jedoch wird der Klimawandel niemanden verschonen. Diese Bedrohung stellt eine existenzielle Gefahr dar. Angesichts des Ausmaßes dieser Herausforderung fiel es mir schwer, die Energie oder die Motivation zu finden, die Situation angemessen zu erklären. Ich wusste nicht, wo ich anfangen sollte, und je mehr Zeit verstrich, desto panischer wurde ich über meinen Mangel an Fortschritt bei der Abfassung meines Berichts. Und so wandte ich mich wieder dem einen Thema zu, das ich am besten verstand.

Newton’s erstes Gesetz der Bewegung besagt, dass ein ruhendes Objekt in Ruhe bleibt, und ein sich bewegendes Objekt sich mit konstanter Geschwindigkeit weiterbewegt, solange keine äußere Kraft auf es einwirkt. Übertragen auf den Menschen würde dieses Gesetz besagen, dass es große Anstrengung erfordert, menschliches Verhalten zu ändern, besonders in dem Ausmaß einer Herausforderung wie dem Klimawandel. Das Geschäft wie gewohnt bleibt oft eine stärkere Kraft. Das zweite Gesetz lautet, dass die Kraft gleich der Masse mal der Beschleunigung ist. Wie Objekte in Bewegung sind auch wir ein Produkt verborgener Kräfte, die auf uns wirken – Masse (der Einzelne) und Kraft (der Kontext, in dem wir uns befinden), die zu einer Beschleunigung (einem bestimmten Verhalten) führen. Je größer die Masse, desto mehr Kraft wird benötigt, um sie zu verschieben. Es gab zahlreiche Kräfte, die dem Erfolg des Kyoto-Protokolls entgegenwirkten: der Druck von Wirtschafts-Lobbys, die Trägheit von Bürokraten und Politikern und auch die tief verwurzelten Praktiken und Einstellungen der Bevölkerung – einschließlich mir selbst. Das dritte Gesetz besagt, dass jede Aktion eine gleich große und entgegengesetzte Reaktion hervorruft. Auf den Menschen angewendet warnt uns dieses Gesetz davor, dass jede Entscheidung Reaktionen provozieren wird, die gegen das beabsichtigte Ziel gehen. Menschen mögen es nicht, gesagt zu bekommen, was sie tun sollen, und je eindringlicher dies geschieht, desto mehr leisten sie Widerstand. Eine große Masse, die in eine Richtung zieht, lässt sich möglicherweise nicht am besten durch eine ebenso große Masse bekämpfen, die in die entgegengesetzte Richtung zieht. Sanftere Kräfte – wie sanfte Überzeugung – können vorsichtiger und über längere Zeit angewendet werden, um bessere Ergebnisse zu erzielen.

Diese physikalischen Gesetze halfen mir, die Schwierigkeiten des Kyoto-Protokolls zu verstehen. Es ist menschliche Natur, die sich nicht verändert, so wie die Gesetze der Physik. Doch selbst wenn es möglich wäre, das Verhalten zu ändern – selbst wenn es den Regierungen gelingen könnte, die Bevölkerung und die Unternehmen davon zu überzeugen, die Opfer für das Wohl von morgen zu bringen – vermutete ich, dass dies nicht ausreichen würde. Genauso wie Newton’s Gesetze besagen, dass ein Objekt in Ruhe bleiben wird, so hatte auch ich das Gefühl, dass die Bemühungen, den Klimawandel zu bekämpfen, wie mein eigener Fall, ins Stocken geraten waren. Hatten physikalische Ideen eine Antwort auf dieses Problem?

Die physikalische Grundlage dessen, was wir heute als Klimawandel betrachten, begann vor etwa 300 Millionen Jahren. In dieser Zeit, bekannt als das Karbon, war das Klima der Erde warm und feucht. Es gab riesige Wälder und Sümpfe, in denen Pflanzen und Tiere lebten. Als diese starben, wurden ihre Überreste unter Sedimentschichten begraben. Über Millionen von Jahren, unter Hitze und Druck, verwandelten sich diese organischen Materialien in fossile Brennstoffe. Kohle entstand aus den Überresten von Farnen, Bäumen und Moosen. Öl bildete sich aus den Überresten von winzigen marinen Organismen wie Plankton und Algen. Erdgas, das leichteste und gasförmigste der fossilen Brennstoffe, entstand aus demselben organischen Material wie Öl, wurde jedoch höheren Temperaturen und mehr Druck ausgesetzt.

Vor 400 Jahren änderte eine Reihe von Ereignissen alles. Im 16. und 17. Jahrhundert sah sich die britische Marine einer wachsenden Bedrohung durch Spanien gegenüber. Angesichts dieser Gefahr ordneten die Diplomaten und Militärführer eine dringende Erweiterung der britischen Flotte an. Dies führte zu einer erhöhten Nachfrage nach Schiffen, was wiederum zu einer verstärkten Nachfrage nach Holz und letztlich zu Abholzung führte. Der daraus resultierende Mangel an Holzkohle als Brennstoff brachte die Suche nach Alternativen auf den Plan – und so begann der Kohlenabbau. Immer tiefere Schächte wurden gegraben, was zu einer immer größeren Gefahr von Überschwemmungen führte. Ende des 17. Jahrhunderts erfanden Thomas Savery und später Thomas Newcomen die ersten praktischen Dampfmaschinen, die Wasser aus diesen überfluteten Minen pumpen konnten.

Im 18. Jahrhundert, als der Preis für Kohle sank, stieg die Nachfrage und neue kohlebetriebene Anwendungen wie die Beleuchtung von Städten entstanden. Gleichzeitig führten die steigende Nachfrage nach Dampfmaschinen und wichtige Konstruktionsinnovationen dazu, dass diese Maschinen effizienter wurden und ihre Kosten sanken. Diese Entwicklungen führten zu bedeutenden metallurgischen Innovationen, die es ermöglichten, billigen Stahl zu produzieren und moderne Eisenbahnsysteme sowie Schlachtschiffe zu bauen.

Der Kohlenstoff, der bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzt wird, ist der Hauptfaktor des Klimawandels. Kohlenstoffdioxid, oder CO2, wird immer dann erzeugt, wenn Kohlenstoff in Sauerstoff verbrannt wird. Ein Kohlekraftwerk mit einer Leistung von einem Gigawatt verbrennt alle 10 Sekunden eine Tonne Kohle und produziert drei Tonnen CO2. Die gesamte weltweite Stromproduktion liegt bei etwa 1.000 Gigawatt. Die enorme Effektivität fossiler Brennstoffe bei der Energieerzeugung erklärt ihren langanhaltenden Erfolg – sie liefern 1.000-mal mehr Energie als Batterien gleichen Gewichts. Doch genau diese Verbrennung führt zur Produktion von Treibhausgasen.

Der Treibhauseffekt ist ein Phänomen, das entsteht, wenn mehr Energie in ein System gelangt, als wieder entweichen kann. Dieses Prinzip lässt sich leicht nachvollziehen, indem man in ein geparktes Auto an einem warmen Tag steigt. Das Prinzip der Energieaufnahme und -abgabe ist dasselbe. Auf der Erde gibt es jedoch keine Fenster, die wir öffnen können, um die Wärme zu entweichen. Stattdessen sorgt die Schwerkraft dafür, dass die warme Luft nach oben steigt und die kühlere Luft nach unten sinkt, wodurch die Wärme innerhalb des Systems gehalten wird.

Der Klimawandel und die damit verbundenen Folgen sind kein zufälliger oder kurzfristiger Effekt, sondern das Ergebnis eines über Jahrhunderte anhaltenden Prozesses. Es ist eine direkte Folge des übermäßigen Verbrauchs fossiler Brennstoffe und einer Wirtschaft, die auf der ständigen Expansion und der schnellen Energienutzung basiert. Für den globalen Wandel ist es notwendig, diese tief verwurzelten Verhaltensmuster zu erkennen und neue Wege der Energiegewinnung und -nutzung zu finden, die mit den natürlichen Grenzen unseres Planeten in Einklang stehen.

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