Vor dem Aufkommen der Quantenmechanik im frühen 20. Jahrhundert glaubten die meisten Wissenschaftler, dass es möglich sein müsste, das Verhalten eines jeden Objekts im Universum vorherzusagen, indem man einfach das Verhalten seiner Bestandteile versteht. Wenn man zum Beispiel die Bewegungsgleichungen für jedes Atom in einem System aufschreiben könnte, sollte es möglich sein, diese Gleichungen (mit Hilfe eines ausreichend großen Rechners) zu lösen und genaue Vorhersagen über die Zukunft des Systems zu machen. Es gibt jedoch einige Systeme, die sich dieser Vorstellung widersetzen. Nehmen wir eine lebende Zelle, die hauptsächlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff sowie anderen Spurenelementen besteht. Wir können diese Komponenten einzeln untersuchen, ohne uns jemals vorstellen zu können, wie ihre Kombination in der richtigen Weise zu etwas so Komplexem und Wunderbaren wie einem lebenden Organismus führen kann! Wir können also Leben als eine emergente Eigenschaft dessen betrachten, was im Wesentlichen eine Ansammlung von Bestandteilen ist, die irgendwie auf sehr präzise Weise organisiert sind. In diesem Kurs können Sie das Konzept der Emergenz anhand von Beispielen aus der Materialwissenschaft, der Mathematik, der Biologie, der Physik und der Neurowissenschaft erforschen, um zu veranschaulichen, wie gewöhnliche Komponenten, wenn sie zusammengebracht werden, gemeinsam unerwartete, überraschende Verhaltensweisen hervorbringen können.

Hinweis: Das auf der Startseite des Kurses abgebildete Fraktal (Sierpinkski-Dreieck) wurde mit der Software XaoS 3.4 erstellt, die von der Free Software Foundation unter der GNU General Public License vertrieben wird. Nach Abschluss dieses Kurses sind Sie in der Lage: 1. Erklären Sie den Unterschied in den Annahmen zwischen einem emergenten und einem reduktiven Ansatz in der Wissenschaft. 2. Erklären Sie, warum der reduktivistische Ansatz von vielen als unzureichend für die Beschreibung und Vorhersage komplexer Systeme angesehen wird. 3. Beschreiben Sie, wie die Längenskala, die zur Untersuchung eines Phänomens verwendet wird, dazu beitragen kann, wie Sie es analysieren und verstehen. 4. Erklären Sie, warum die Suche nach allgemeinen Prinzipien, die emergente Phänomene erklären, diese zu einem aktiven Ort der wissenschaftlichen Untersuchung macht. 5. Diskutieren Sie Beispiele für emergente Phänomene und erklären Sie, warum sie als emergent eingestuft werden.