Michael Patra

Physikalischer Widerspruch

Ein physikalischer Widerspruch beschreibt, dass ein Parameter (eine Eigenschaft) einer Komponente zwei verschiedene Werte (Ausprägungen) annehmen soll, und gibt Begründungen für diese beiden Eigenschaften.

Die Gebäudewand soll ein Loch haben, damit Licht hindurchgehen kann,
UND sie soll geschlossen sein, damit keine Wärme verloren geht.

Die Wand soll ein Loch haben, damit man hinaussehen kann, aber andererseits ist ein Loch unerwünscht, da Wind hindurchweht und Wärme verloren geht.

Für denselben Parameter „Durchlässigkeit“ der Komponente „Wand“ werden zwei verschiedene Ausprägungen, nämlich “hoch“ und “gering“, gefordert und mit Begründungen motiviert. Das folgende ist daher kein vollständiger physikalischer Widerspruch, weil die Begründungen fehlen:

Die Gebäudewand soll offen sein,
UND sie soll geschlossen sein.

Das folgende ist kein physikalischer Widerspruch, weil sich die beiden verschiedenen Ausprägungen „offen“ und „rot“ zwar auf dieselbe Komponente „Hauswand“ beziehen, aber auf die beiden verschiedenen Eigenschaften „Durchlässigkeit“ und „Farbe“:

Die Hauswand soll offen sein, damit Gäste hereinkommen können,
UND sie soll rot sein, weil dies lokale Tradition ist.

Wie bereits erwähnt, müssen bei einem physikalischen Widerspruch zwingend Begründungen für die beiden Ausprägungen des Parameters angegeben werden. Eine Begründung kann zweierlei sein:

ein Ziel/ein Wunsch: Bei einer Problemlösung oder einer Weiterentwicklung eines technischen Systems soll ein bestimmtes Ziel erreicht werden. Wenn der betreffende Parameter den entsprechenden Wert hätte, so wäre das Ziel erreicht.

ein Naturgesetz/eine typische Eigenschaft: Eine Begründung kann ebenso eine typische Eigenschaft einer Komponente, wie sie durch „Naturgesetze“ gegeben ist, sein.

Sinnvolle Kombinationen für einen technischen Widerspruch sind zwei Ziele,

Ein Boot soll breit sein, damit es nicht kentert,
UND es soll schmal sein, damit es schnell fahren kann.

oder ein Ziel plus eine typische Eigenschaft,

Ein Werkstück soll bei Erhitzen seine Größe beibehalten,
weil dann Präzisionsbearbeitung des weicheren warmen Materials möglich ist,
und das Werkstück soll sich beim Erhitzen ausdehnen,
weil Materialien dies typischerweise so tun.

Ein physikalischer Widerspruch, bei dem beide Begründungen auf einer typischer Eigenschaft beruhen, ergibt keinen Sinn – eine Komponente kann nicht „typischerweise“ zwei zueinander widersprüchliche Eigenschaften haben.

Ein schmales Boot hat einen kleinen Wasserwiderstand und erreicht deswegen eine höhere Geschwindigkeit. Dafür ist ein breites Boot stabiler und kentert nicht so leicht.

Ein physikalischer Widerspruch, bei dem einer der beiden Forderungen nicht durch ein Ziel oder eine typische Eigenschaft begründet ist, ist kein Widerspruch, sondern gibt eine Lösung an. Das folgende ist ein gültiger physikalischer Widerspruch, den ein Bootsbauer irgendwie auflösen muss, damit sein Kunde zufrieden ist.

Ein Boot soll breit sein, damit es nicht kentert,
UND es soll schmal sein, damit es schnell fahren kann.

Teil ihm der Kunde mit, dass er mit seinem zukünftigen Boot nur durch Naturschutzgebiete, in denen eine Höchstgeschwindigkeit von 5 km/h gilt, fahren möchte, fällt eine der beiden Begründungen weg.

Ein Boot soll breit sein, damit es nicht kentert,
UND es soll schmal sein.

In diesem Fall handelt es sich nicht mehr um einen Widerspruch, sondern um eine Lösung: Der Bootsbauer wird für einen Kunden ganz einfach ein breites Boot bauen. Schafft man es also, in einem physikalischen Widerspruch eine der beiden Begründungen zu entkräften, so hat man damit automatisch eine Lösung gefunden.

Im folgenden werden eine Reihe von Lösungsmöglichkeiten für physikalische Widersprüche beschrieben. Es gibt drei Gruppen von Lösungsansätzen, wobei die erste Gruppe in vier Unteransätze unterteilt ist:

Separationsprinzipien