A08_Warum komplexe Systeme immer in Schichten gebaut sind — die Architektur der Komplexität

Wir werden der Varietät der Welt nicht Herr, indem wir sie ganz erfassen. Wir werden ihr Herr, indem wir sie in Schichten zerlegen und immer nur eine davon ansehen.

Hora und Tempus

Eine Frage blieb offen: Wenn die Varietät der Welt jeden einzelnen Regler überfordert — wie kommt es dann, dass überhaupt irgendetwas funktioniert? Die Antwort lässt sich an einer kleinen Geschichte zeigen, die der Forscher Herbert Simon vor über sechzig Jahren erzählt hat. Es gibt zwei Uhrmacher, nennen wir sie Hora und Tempus. Beide bauen feine Uhren aus tausend Einzelteilen, beide sind gleich begabt, beide werden ständig von Kunden am Telefon unterbrochen. Aber sie bauen ihre Uhren auf grundverschiedene Weise. Tempus setzt seine Uhr in einem Stück zusammen, Teil für Teil. Klingelt das Telefon und legt er die halbfertige Uhr aus der Hand, fällt sie auseinander — er muss von vorn beginnen. Hora dagegen baut zuerst kleine, in sich stabile Baugruppen aus je zehn Teilen, fügt dann zehn solcher Baugruppen zu einem größeren Block, und zehn Blöcke zur fertigen Uhr. Wird er unterbrochen, verliert er nur die eine Baugruppe, an der er gerade sitzt — der Rest bleibt heil.

Das Ergebnis ist nicht knapp, sondern vernichtend. Hora baut seine Uhren mühelos fertig. Tempus geht an den Unterbrechungen zugrunde; er kommt kaum je zu einer ganzen Uhr. Beide wollten dasselbe, beide konnten dasselbe — der einzige Unterschied war die Bauweise. Und genau in diesem Unterschied steckt eines der tiefsten Prinzipien überhaupt: Komplexe Systeme, die überdauern, sind fast immer aus stabilen Zwischenstufen gebaut. Aus Teilen, die selbst kleine Ganze sind, die wiederum zu größeren Ganzen werden. Mit einem Wort: Sie sind hierarchisch — geschachtelt, in Ebenen, Module in Modulen.

Fast-Zerlegbarkeit

Simon hat dieser Bauweise einen sperrigen, aber genauen Namen gegeben: Fast-Zerlegbarkeit. Und das „fast" ist der entscheidende Teil. Die Bausteine eines solchen Systems sind nicht völlig voneinander getrennt — aber sie hängen nach innen viel stärker zusammen als nach außen. Innerhalb einer Baugruppe wirkt alles eng aufeinander; zwischen den Baugruppen sind die Verbindungen schwach. Denken wir an ein Bürogebäude: In einem einzelnen Raum heizen sich Menschen, Geräte und Sonne gegenseitig auf, die Temperatur ist eng gekoppelt. Zwischen den Räumen dagegen tauscht sich die Wärme nur langsam aus, durch die Wände gedämpft. Jeder Raum ist ein kleines, fast eigenständiges System — fast, aber nicht ganz. Im Kleinen, von Tag zu Tag, lässt sich jeder Raum für sich behandeln, als stünde er allein; erst über lange Zeiträume sickert die Wärme doch hinüber. Genau dieses Fast erlaubt beides: Teile, die man getrennt verstehen kann, und ein Ganzes, das trotzdem eines bleibt. Und diese schwache Kopplung nach außen ist kein Mangel. Sie ist es, die das Ganze erst beherrschbar macht.

Wie wertvoll diese sauberen Fugen sind, sieht man am deutlichsten dort, wo sie fehlen. Ein System, in dem alles mit allem eng verkoppelt ist — wo sich kein Teil herauslösen lässt, ohne das Ganze zu zerreißen —, ist genau das undurchschaubare, unbeherrschbare System, von dem in dieser Reihe schon die Rede war: der Markt, in dem jeder über jeden zurückwirkt. Ein solches System lässt sich nicht in Stücke denken; ein einzelner Ausfall pflanzt sich ungebremst durch das Ganze fort, und niemand überblickt es mehr. Voll vernetzt heißt fragil und blind. Genau hier zeigt sich, was die Schichtung wert ist. Die Schichtung ist also nichts Selbstverständliches, sondern ein kostbarer Glücksfall — und überall dort, wo Systeme lange genug bestehen, finden wir sie.

Drei Folgen der Schichtung

Aus dieser Schichtung folgen drei Dinge, die zusammen erklären, warum die Welt überhaupt funktioniert. Erstens: Stabilität. Fällt ein Modul aus, reißt es nicht das ganze System mit — der Schaden bleibt lokal, gedämpft durch die schwachen Verbindungen nach außen. Zweitens: Baubarkeit. Etwas wirklich Komplexes lässt sich nie in einem Zug erschaffen, sondern nur über stabile Zwischenstufen — genau wie Horas Uhren. Kein Wolkenkratzer entsteht in einem Guss; er wächst Stockwerk für Stockwerk, jedes für sich tragfähig, ehe das nächste daraufkommt. Keine große Software wird in einem Stück geschrieben, sondern aus erprobten Bausteinen gefügt, von denen jeder schon für sich läuft. Und drittens, für uns das Wichtigste: Verstehbarkeit. Weil die Module nach außen nur schwach gekoppelt sind, kann man eines davon betrachten, fast ohne den Rest mitzudenken. Man muss nicht das ganze überwältigende System auf einmal fassen — es genügt, eine Ebene, ein Modul herauszugreifen. Mehr noch: Dass es überhaupt getrennte Wissenschaften geben kann, hängt daran. Die Biologie muss nicht die Quarks mitdenken, die Chemie nicht die Quantenfelder, der Mediziner nicht die Teilchenphysik — jede arbeitet auf einer Ebene, deren schwache Kopplung nach unten es erlaubt, die darunterliegenden getrost zu vergessen. Ohne Fast-Zerlegbarkeit gäbe es kein arbeitsteiliges Wissen, nur ein einziges, unfassbares Ganzes. Und das ist die Antwort auf die offene Frage: Wir werden der unendlichen Varietät der Welt nicht Herr, indem wir sie ganz erfassen. Wir werden ihr Herr, indem wir sie in Schichten zerlegen und immer nur eine davon ansehen.

Die Architektur der Wirklichkeit

Und damit schließt sich der Kreis dieser ganzen Reihe. Am Anfang dieser Reihe stand die Frage, woraus ein Mensch besteht — aus Organen, aus Zellen, aus Atomen —, und die Antwort war: aus allen dreien, je nachdem, welche Ebene wir wählen. Damals war das eine Behauptung. Jetzt sehen wir den Grund dahinter. Wir können diese Ebenen wählen, weil sie wirklich da sind — weil komplexe Systeme tatsächlich fast-zerlegbar gebaut sind, in echten, geschachtelten Schichten. Die Ebene ist unsere Wahl. Aber dass es überhaupt saubere Ebenen gibt, auf denen sich denken lässt, ist keine Willkür — es ist die Architektur der Wirklichkeit selbst.

Und damit ist die Brille fertig geschliffen. Wir haben gesehen, was ein System ist, und dass es ein Blick ist, kein Ding. Dass jedes Begreifen über Modelle läuft, die nie das Gebiet sind. Dass aus dem Zusammenspiel der Teile Neues entsteht, getrieben von Kreisen, die sich verstärken oder ausgleichen. Dass die schiere Vielfalt der Zustände Grenzen setzt, die kein Regler überspringt. Und dass die Welt all das nur aushält, weil sie in Schichten gebaut ist. Das sind keine sieben getrennten Ideen. Es ist ein einziger Blick — und wer ihn einmal hat, sieht ihn überall: im Körper, im Markt, im Wald, im Gespräch, in sich selbst. Die Systemtheorie gibt einem keine fertigen Antworten. Sie gibt einem die Augen, mit denen die Fragen erst sichtbar werden.