Gleichgewichten

Gleichgewichten bezeichnet in der Wissenschaft Zustände, in denen konkurrierende oder gegensätzliche Prozesse sich gegenseitig ausgleichen, sodass die relevanten Größen über die Zeit hinweg konstant bleiben. Der Begriff wird in vielen Fachgebieten verwendet, von Physik und Chemie bis hin zu Ökonomie und Ökologie.

Im mechanischen Bereich spricht man von statischen Gleichgewichten, wenn Summe aller Kräfte und Summe aller Momente eines Systems null ist. Dann bleiben die Positionen unverändert, solange keine äußeren Einwirkungen auftreten. Dynamische Gleichgewichte entstehen, wenn Flüsse oder Strömungen im Gleichgewicht stabile, zeitlich unveränderte Muster bilden, etwa bei bewegten Fluiden unter bestimmten Randbedingungen.

In der Thermodynamik und Chemie bezeichnet Gleichgewicht einen Zustand, in dem makroskopische Eigenschaften zeitlich konstant bleiben, obwohl auf mikroskopischer Ebene noch Energie- und Teilchenflüsse stattfinden. Ein chemisches Gleichgewicht wird erreicht, wenn die Vorwärts- und Rückwärtsreaktionen mit gleichen Raten verlaufen, so dass Konzentrationen stabil bleiben. Die Lage des Gleichgewichts wird durch Temperatur, Druck und Reaktionswege bestimmt (Le Chateliers Prinzip).

Auch in der Ökonomie spricht man von Gleichgewicht, insbesondere vom allgemeinen oder Walras'schen Gleichgewicht: Angebot und Nachfrage stimmen in allen Märkten überein, sodass kein Anreiz zum spontanen Wechsel besteht. Die Stabilität dieses Gleichgewichtszustands hängt von den Reaktionen der Wirtschaft auf Veränderungen ab.

Gleichgewichte lassen sich oft mathematisch durch Nullstellen von Fluss- oder Änderungsraten beschreiben; ihre Stabilität lässt sich mithilfe von Konzepten wie Stabilitätsanalyse oder Lyapunov-Kriterien beurteilen.