Ungenaue Wetterprognosen - ist die Chaostheorie schuld?

Bildquelle: pixabay.com

In der menschlichen Wahrnehmung befinden wir uns überwiegend in einer deterministischen Welt. Dies bedeutet, dass alle Ereignisse, auch zukünftige, durch Vorbedingungen eindeutig festgelegt sind. Somit sind sämtliche natürlichen Ereignisse durch klare Naturgesetze entstanden und zukünftige Geschehnisse bei bekannten Voraussetzungen eindeutig vorhersehbar sind. Die neuen Disziplinen der Physik (Quantenmechanik, Relativitätstheorie u. ä.) haben jedoch verschiedene, prinzipielle Einwände gegen die Vorhersagbarkeit von Ereignissen.

Zu diesen Disziplinen gehört auch die sogenannte Chaostheorie. Die Chaostheorie besagt, dass selbst in deterministischen Systemen verschiedene Wiederholungen eines Experimentes zu sehr unterschiedlichen Messergebnissen führen können. Dies trifft beispielsweise auf den Bahnverlauf dreier Körper unter dem Einfluss ihrer gegenseitigen Anziehung (Newtonsches Gravitationsgesetz) zu, der nicht vorhersagbar ist. Letztlich bewies Henri Poincaré, dass eine allgemeine Lösung für dieses "Dreikörperproblem" nicht möglich ist.

Das chaotische Wetter

Als ein häufiges Beispiel für die Chaostheorie wird das Wetter herangezogen. Derzeit ist die Zuverlässigkeit von Wetterprognosen sehr beschränkt. Selbst bei relativ genauer Kenntnis der Ausgangssituation (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windverhältnisse, Luftdruck etc.) sind Vorhersagen nur sehr eingeschränkt und ungenau möglich.

Doch die Chaostheorie geht hier noch weiter. Sie besagt, dass selbst bei vollständiger Information des Ausgangszustandes eine längerfristige Wetterprognose nicht möglich ist. Sie wird wegen des chaotischen Charakters des meteorologischen Geschehens vermutlich scheitern. Es wäre zwar möglich, bei eindeutigen Wetterlagen Vorhersagen für einige wenige Stunden und Tage mit hoher Wahrscheinlichkeit zu treffen, jedoch wird die Vorhersage bei längeren Zeiträumen immer ungenauer.

Geschichte der Chaostheorie

Chaotische Phänomene kamen in der Geschichte der Menschheit immer wieder in den Fokus und sind schon seit langem bekannt. Bekannte Beispiele sind das bereits angesprochene Dreikörperproblem oder verschiedene Turbulenzen. Hier entstand schon früh der Eindruck, dass auch das Chaos bei der Entstehung und Prognose eine Rolle spielt.

Doch diese Phänomene wurden lange Zeit als seltene Spezialfälle angesehen. Vor allem das Fehlen von Computern und Rechnern machte es beinahe unmöglich, Prognosen und Berechnungen anzustellen, um deren Eintritt anschließend zu berechnen. Mit der Entwicklung von Computern und Hochleistungsrechnern entstanden aber neue Möglichkeiten, tiefer in die Theorie von Chaos einzutauchen. Den ersten Schritt machten mehrere Wissenschaftler parallel, denen auffiel, dass gerundete Werte einer früheren Berechnung zu einem völlig anderen Ergebnis führten. Selbst winzige Änderungen in den Anfangsbedingungen ihrer Experimente ergaben verfälschte Ergebnisse. So erfreut sich die Chaostheorie auch heute noch großer Beliebtheit.

Chaostheorie im Glücksspiel

Schon immer stand die Chaostheorie in engem Zusammenhang mit der Spieltheorie sowie dem Glücksspiel im Allgemeinen. Farmer und Packard sind als Pioniere auf dem Gebiet der Chaostheorie bekannt geworden. Auch ihr Bestreben war es, in komplexen und chaotischen Systemen Muster zu erkennen.  Sie versuchten ihre eigenen mathematischen Fähigkeiten und Erkenntnisse auf dem Gebiet in Casinos auszuspielen - eine nicht unübliche Angewohnheit junger Wissenschaftler zur damaligen Zeit, was sich auch anhand von diversen auf Mathematik basierenden Roulette Systemen wie Martingale oder Labouchère zeigt.

Auch Farmer und Packard entdeckten diverse Algorithmen, die ihre Gewinnchancen gegenüber einem regulären Spieler beim Roulette signifikant verbesserten. Diese Algorithmen wurden auf einen winzigen Computer überspielt, in einem Schuh platziert und mit den Zehen ausgelöst. Dies geschah dann, wenn kurz vor dem "Rien ne va plus" ein bestimmter Abschnitt von der Kugel passiert wurde. Vom Rechner wurden dann acht Zahlen ausgeworfen, die eine hohe Wahrscheinlichkeit für einen Treffer aufwiesen.

So konnten die jeweiligen Spieler in letzter Sekunde auf eine Zahl im Topf sowie die vier benachbarten Zahlen setzen und so ihre Gewinnchance gegenüber Spielern ohne diese Hilfe signifikant erhöhen.