Komplexität

Komplexität bezeichnet die Eigenschaft von Systemen, deren Verhalten und Struktur durch das Zusammenspiel vieler Elemente und deren Beziehungen entsteht. Solche Systeme zeigen emergente Phänomene, die sich aus den Teilen heraus nicht einfach vorhersagen oder erklären lassen. Typische Beispiele finden sich in Natur, Technik, Wirtschaft und Gesellschaft.

In der Informatik unterscheidet man verschiedene Konzepte der Komplexität. Die theoretische Computerwissenschaft betrachtet Rechen- und Speicheraufwand als Funktion der Eingabegröße (Computational Complexity) und klassifiziert Probleme in Klassen wie P, NP und NP-vollständig. Die Kolmogorovische Komplexität misst die Kürze einer Beschreibung eines Objekts, unabhängig von der Ausführungslogik.

Merkmale komplexer Systeme sind Nichtlinearität, Rückkopplungen, Netzwerkeffekte, Adaptivität und oft hohe Empfindlichkeit gegenüber Randbedingungen. Emergenz bedeutet, dass aus lokalen Interaktionen neue Strukturen oder Verhaltensweisen entstehen. Selbstorganisation und Resilienz sind häufige Phänomene.

Komplexität unterscheidet sich von Kompliziertheit: Ein kompliziertes System kann zwar viele Bauteile haben, bleibt aber unter bestimmten Annahmen nachvollziehbar; ein komplexes System weist dagegen emergentes Verhalten auf, das sich nicht aus der Analyse einzelner Komponenten ableiten lässt.

Anwendungsfelder reichen von Modellierung und Simulation komplexer Prozesse bis zur Gestaltung robuster Systeme, Netzwerkanalysen und Politikberatung. Die Forschung zur Komplexität ist inter- oder transdisziplinär und nutzt Ansätze aus Physik, Biologie, Informatik, Ökonomie und Soziologie.