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Korrelation

Korrelation

Die Korrelation ist eine Beziehung zwischen zwei oder mehr quantitativen statistischen Variablen. Wenn sie besteht, ist noch nicht gesagt, ob eine Größe die andere kausal beeinflusst, oder ob beide von einer dritten Größe kausal abhängen, oder ob sich überhaupt ein Kausalzusammenhang erfolgern lässt.

Nähere Beschreibung

Es gibt positive und negative Korrelationen. Ein Beispiel für eine positive Korrelation (je mehr, desto mehr) ist: Je mehr Futter, desto dickere Kühe. Ein Beispiel für eine negative Korrelation (je mehr, desto weniger) ist: Je mehr Verkauf von Regenschirmen, desto weniger Verkauf von Sonnencreme. Häufig benutzt man zu Recht die Korrelation, um einen Hinweis darauf zu bekommen, ob zwei statistische Größen ursächlich miteinander zusammen hängen. Das funktioniert immer dann besonders gut, wenn beide Größen durch eine "Je...desto" Beziehung miteinander zusammenhängen und eine der Größen nur von der anderen Größe abhängt. Beispielsweise kann man unter bestimmten Bedingungen nachweisen, dass Getreide umso besser gedeiht, je mehr man es bewässert. Hängt die Menge oder Qualität des Getreides jedoch zusätzlich zum Wasser noch von anderen Variablen ab (beispielsweise von der Temperatur, dem Nährstoffgehalt des Bodens, dem einfallenden Licht usw.), "verwäscht" der kausale Zusammenhang in der Statistik immer mehr, falls nicht gleichzeitig diese Variablen auch untersucht werden. Die Korrelation beschreibt aber nicht unbedingt eine Ursache-Wirkungs-Beziehung in die eine oder andere Richtung. So darf man über die Tatsache, dass man Feuerwehren oft bei Bränden findet, nicht folgern, dass sie sie legen. Die direkte Kausalität kann auch gänzlich fehlen. So kann es durchaus eine Korrelation zwischen dem Rückgang der Störche im Burgenland und einem Rückgang der Anzahl Neugeborener geben, diese Ereignisse haben aber nichts miteinander zu tun - weder bringen Störche Kinder noch umgekehrt. Das heißt, sie haben kausal allenfalls über eine dritte Größe etwas miteinander zu tun, etwa über die Verstädterung, die Nistplätze vernichtet. Im Gegensatz zur Proportionalität ist die Korrelation nur ein stochastischer Zusammenhang. Es kann nur eine ungefähre Zu- oder Abnahme prognostiziert werden. Eine 200-prozentige Steigerung der Futtermenge kann eine Gewichtszunahme der Kühe von 10% oder auch von 20% bewirken. Eine Verdoppelung der Masse eines Hammers dagegen bewirkt bei gleicher Beschleunigung eine Verdoppelung der Kraft, da hier ein proportionaler Zusammenhang besteht.

Quantitative Beschreibung

Der Ausdruck Korrelation wird oft auf spezielle Weise auf den statistischen Zusammenhang zweier Ereignisse bezogen. Zur Quantifizierung der statistischen Korrelation dienen unter anderem der Korrelationskoeffizient oder – aus der Informationstheorie stammend – die Transinformation und die Kullback-Leibler-Distanz. Korrelationskoeffizienten wurden mehrfach - so schon von Tönnies - entwickelt, heute wird allgemein der von Pearson verwendet. Das Folgende bezieht sich jedoch im Wesentlichen auf die Korrelation von zeitdiskreten Datenreihen, und es sollen die Zusammenhänge hier aus Sicht der Signalverarbeitung mit kontinuierlichen Signalen beschrieben werden.

Korrelationsfaktor als Maß für die Ähnlichkeit zweier Signale

Die Ähnlichkeit zweier Signale wird zunächst anhand zweier reellwertiger Energiesignale beschrieben, anschließend anhand zweier reellwertiger Leistungssignale. Die komplexwertigen Signale werden hier nicht weiter behandelt. Die Signalenergie E_s eines reellwertigen Signals s berechnet sich bekanntermaßen zu: E_s=\int \limits_^ Betrachtet man zusammengesetzte Signale s(t)=x(t)+y(t), so führt das auf die Gleichung E_s = \int \limits_^ = \int \limits_^ = \begin \underbrace \\ E_x \end + \begin \underbrace \\ E_y \end + \begin \underbrace \\ \end. E_x ist die Energie von x, und E_y ist die Energie von y. Die Größe E_ heißt Kreuzenergie. Sie kann positiv, negativ oder null sein. Es ist zweckmäßig, die Kreuzenergie mit den Signalenergien über die folgende Gleichung in Beziehung zu setzen: E_ = \rho \sqrt Der Faktor \rho ist der sogenannte Korrelationsfaktor, auch Korrelationskoeffizient genannt. Für ihn gilt stets: \rho^2 \le 1 , was mit Hilfe der Cauchy-Schwarzschen Ungleichung aus der Analysis bewiesen werden kann. Die Energie des Gesamtsignals hängt nach den eben gemachten Ausführungen von der Signalenergie von x, der Signalenergie von y und dem Korrelationsfaktor \rho ab. Der Korrelationsfaktor hat den Wert \rho =1 , wenn man das Signal x(t) mit dem Signal y(t)=|k| x(t) korreliert. Man nennt das Signal in diesem Fall gleichläufig. Die Signalenergie des Gesamtsignals ist maximal. Der Korrelationsfaktor hat den Wert \rho =-1 , wenn man das Signal x(t) mit dem Signal y(t)=-|k| x(t) korreliert. Man nennt das Signal in diesem Fall gegenläufig. Die Signalenergie des Gesamtsignals ist minimal. Eine Besonderheit liegt vor, wenn der Korrelationsfaktor den Wert \rho = 0 annimmt. Man nennt beide Signale dann orthogonal (bei Energiesignalen darf man auch sagen: unkorreliert). Der Korrelationsfaktor ist, wie an den Beispielen klar wird, ein Maß dafür, wie ähnlich sich zwei Signale sind. Bei Leistungssignalen finden sich ähnliche Zusammenhänge. Für die Signalleistung P_s eines Signals s(t)=x(t)+y(t) ergibt sich: P_s = \lim \limits_ = \lim \limits_ = \begin \underbrace \\ P_x \end + \begin \underbrace \\ P_y \end + \begin \underbrace \\ 2P_ \end. Hier bestimmt der Kreuzleistungsfaktor \overline=\frac den Grad der Übereinstimmung beider Signale. Für \overline=0 nennt man beide Signale orthogonal. Je größer \overline^2 ist, umso größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass beide Signale etwas miteinander zu tun haben.

Kreuzkorrelationsfunktion

Der Begriff der Kreuzenergie bzw. Kreuzleistung wird in der Signalverarbeitung zum Begriff der sogenannten Kreuzkorrelationsfunktion KKF erweitert. Man schaut sich dann nicht allein die Kreuzenergie zwischen x und y an, sondern man betrachtet die Kreuzenergie von x mit dem beliebig zeitverschobenen Signal y(t+ \tau). Damit wird ein Zusammenhang beider Funktionen auch dann erkannt, wenn die Funktionen gegeneinander zeitverschoben sind und die Wirkung nach der Ursache einsetzt. Aus Sicht der Signaltheorie unterscheidet man wieder zwischen sogenannten Leistungssignalen, z. B. periodische Signale mit endlichen Signalwerten, und den Energiesignalen, wie z. B. Signale endlicher Länge. Die Kreuzkorrelationsfunktion (KKF) eines reellwertigen Leistungssignals berechnet sich zu \Psi_(\tau) = \lim \limits_ . Bei Energiesignalen ergibt sich \Psi_^ (\tau) = . Bei der Erweiterung zu komplexen Signalen wird das Konjugiert-Komplexe y^ von y verwendet \underline_ (\tau) = \lim \limits_ . bzw. _^ = . Die häufigste Anwendung der KKF dürfte die Suche nach Signalverschiebungen sein. Liegen das Signal x und das zeitverschobene Signal x(t-t_0) vor, so kennzeichnet das Maximum der Kreuzkorrelationsfunktion genau die Zeitverschiebung t_0. Sendet man beispielsweise ein akustisches Signal aus und wartet auf sein Echo, so zeigt die KKF von Signal und Echo an, mit welcher Zeitverzögerung das Echo zurückgekommen ist. Dieses Verfahren funktioniert praktisch auch dann noch relativ gut, wenn beide Signale verrauscht sind. Das hat etwas damit zu tun, dass das Maximum der KKF angibt, mit welcher Zeitverschiebung t_0 sich Signal und Echo am ähnlichsten sind (Prinzip der minimalen Fehlerquadrate).

Autokorrelationsfunktion

In der Signalverarbeitung nutzt man für verschiedene Anwendungen die Kreuzkorrelationsfunktion eines Signals mit sich selbst, die sogenannte Autokorrelationsfunktion. Die Autokorrelationsfunktionen beschreiben die Ähnlichkeit eines Signals bzw. einer Zeitfunktion mit sich selbst.

Definition

Die Autokorrelationsfunktion (AKF) eines reellwertigen Leistungssignals berechnet sich zu \Psi_(\tau) = \lim \limits_ . Bei Energiesignalen ergibt sich in ähnlicher Weise \Psi_^ (\tau) = . Bei komplexwertigen Signalen ergibt sich: \underline_ (\tau) = \lim \limits_ . bzw. _^ = . wobei der Stern die konjugiert komplexe Zahl bedeutet.

Finden von Signalperioden

Eine häufige Anwendung der AKF besteht darin, in stark verrauschten Signalen Periodizitäten zu finden, die nicht ohne weiteres ersichtlich sind. Das hängt damit zusammen, dass die AKF zum einen die Signalperiode erhält und zum anderen das Rauschen im wesentlichen in eine Signalspitze an der Stelle \tau =0 umwandelt. Allgemein ist es so, dass die AKF eines periodischen Signals selbst wieder ein periodisches Signal mit derselben Frequenz ist. Insbesondere ist die AKF des Cosinussignals x(t)=\hat x \cos(\omega t + \varphi) die Cosinusfunktion \Psi_=\frac \cos(\omega \tau) mit derselben Kreisfrequenz \omega (Erhaltung der Signalperdiode). Zu beachten ist, dass hierbei die Phaseninformation verlorengegangen ist. Die AKF von weißem Rauschen ist ein Dirac-Impuls an der Stelle \tau =0 . Liegt ein weißes Rauschen der Leistungsdichte S_0 für die Frequenzen \omega = -\infty ... +\infty vor, so ergibt sich die AKF zu \Psi_(\tau) = S_0 \delta(\tau) Natürlich liegt in einem technischen System niemals exakt weißes Rauschen vor, die Signalspitze der AKF bei \tau=0 lässt sich praktisch aber auch bei gefärbtem Rauschen zeigen.

Signal-Rausch-Verhältnis

Da der Wert der AKF bei \tau =0 dem quadratischen Mittelwert (bei Leistungssignalen) bzw. der Signalenergie (bei Energiesignalen) entspricht, kann man durch Bilden der AKF relativ einfach das Signal-Rausch-Verhältnis SNR abschätzen. Dazu teilt man die Höhe des Wertes \lim \limits_ \Psi_(\tau) , d. h. der Wert, den die AKF ohne Rauschen an der Stelle 0 hätte, durch die Höhe der "Rauschspitze". Beim Umrechnen der SNR in Dezibel muss man darauf achten, dass man 10 \cdot \log \frac und nicht 20 \cdot \log \frac verwendet. Das liegt daran, dass die AKF an der Stelle 0 Leistungs- bzw. Energiewerte und nicht Amplitudenwerte darstellt.

Normierung

Erwähnenswert ist, dass man die AKF häufig auch normiert angibt. Da die AKF ihren Maximalwert an der Stelle \tau =0 hat, verwendet man diesen Wert zur Normierung und schreibt: \rho(\tau) = \frac Der Betrag dieser normierten AKF kann höchstens 1 werden.

Das Korrelationsintegral und Verwandtschaft zu anderen Signaltransformationen

Die Korrelation ist mathematisch durch das Korrelationsintegral für Zeitfunktionen beschrieben: :\rho(\tau)= K\int_^\infty x(t) m(t + \tau) dt Für komplexe Zeitfunktionen gilt: :\rho(\tau)= K\int_^\infty x(t) m^
- (t + \tau) dt Der Wert K und die Integralgrenzen müssen den entsprechenden Funktionen angepasst werden: :K = \begin1 & \mbox \\ \frac & \mbox -T \mbox T \\ \lim_ \frac & \mbox \end x(t) ist die zu analysierende Funktion, m(t) ist die Musterfunktion.

Musterfunktion m(t)

m(t) kann jede beliebige Musterfunktion sein. Sie sollte jedoch sinnvoll angepasst werden. Das Korrelationsintegral geht je nach Musterfunktion m(t) über in:
- Fourier-Transformation: m(t) = e^
- Hilbert-Transformation: m(t) = \frac
- Autokorrelation: m(t) = x(t)
- Kreuzkorrelation: m(t) = y(t)
- Flächenberechnung: m(t) = 1
- Walsh-Hadamard-Transformation
- Wavelet-Transformation

Anwendungen

Die Korrelation wird in verschiedenen technischen und wissenschaftlichen Bereichen praktisch eingesetzt.

Anwendung bei Kapitalanlagen

Der Korrelationsbegriff ist von erheblicher Bedeutung bei Kapitalanlagen. Es gilt: Das Gesamtrisiko des gesamten Portfolios ist umso geringer je geringer die einzelnen Anlagen (Assets) miteinander korrelieren. Beispiel für positive Korrelation: Besteht ein Portfolio nur aus vielen einzelnen Aktien, so führt der Kursrückgang von Aktie 1 auch zum Wertverlust von Aktie 2 und auch Aktie 3 in einem bestimmten Verhältnis. Besteht das Portfolio jeweils zur Hälfte aus Aktien und Renten, so ist der Verlust geringer, da nur eine geringfügige Korrelation Aktien-Renten besteht. Allerdings gibt es auch (negative) Korrelationen, wenn auch geringere, bezüglich Aktie-Rente. Ist der Aktienmarkt schwach, so wird tendenziell in Renten investiert (Kapitalflucht in den sicheren Hafen). Die Rentenkurse steigen. Dies fängt jedoch nicht den Komplettverlust im Aktienbereich auf. Daher ist es sinnvoll noch in weitere Anlagen zu diversifizieren als nur in Renten und Aktien (siehe auch Diversifikation). Die Risikominderung durch Diversifikation oder Investition in negativ korrelierte Assets bezeichnet man als Hedging. Dem ist allerdings eine natürliche Grenze dadurch gegeben, dass, wenn zwei Assets negativ korreliert sind, ein dritter nicht mit beiden negativ korreliert sein kann, sondern nur mit dem einen negativ in dem Maße, in dem er mit dem anderen positiv korreliert ist. Die ideale Diversifikation ist so umfassend, dass keine Korrelationen zwischen den einzelnen Assets existieren. Erwirtschaften zudem die einzelnen, nicht korrelierenden Assets noch eine maximale Rendite, so ergibt sich das ideale, jedoch in Realität nie existierende Portfolio. Reduktion der Korrelation des Gesamtportfolios im Verhältnis zu seinen Einzelanlagen, verbessert nach dem Markowitz-Modell das Rendite-Risiko-Verhältnis. Auf langfristiger Basis wird damit prinzipiell eine höhere Rendite bei geringerem Risiko erzielt (siehe auch Portfoliotheorie).

Anwendung in der Softwaretechnik

Ein Korrelationstest bezeichnet in der Softwaretechnik ein Verfahren, in dem nicht nur einzelne Parameter einer Funktion auf Plausibilität (zum Beispiel in Datentyp oder Wertebereich) geprüft werden, sondern auch Kombinationen dieser Parameter berücksichtigt werden. Es ist möglich, dass zwar jeder Parameter für sich einen gültigen Wert besitzt, diese in Kombination jedoch ein fehlerhaftes Verhalten der zu testenden Funktion hervorrufen, nämlich wenn diese Parameter durch die Funktion korreliert werden. Beispiel: Ein rechteckiges Objekt soll auf dem Bildschirm dargestellt werden. Hierzu existiert eine Funktion, die in den Parametern X,Y,SX,SY die Dimension des Rechtecks entgegennimmt.
- Parameter X gibt die X-Position der linken oberen Ecke an. Es muss geprüft werden, ob X im gültigen Anzeigebereich liegt.
- Parameter SX gibt die X-Kantenlänge (Breite des Rechteckes) an. Hier muss zunächst geprüft werden, ob SX die zulässige Anzeigebreite nicht überschreitet.
- Bei einem Korrelationstest wird nun zusätzlich geprüft ob, X + SX im gültigen Wertebereich liegt.

Anwendung in der Bildverarbeitung

In der Bildverarbeitung nutzt man Korrelationsfunktionen unter anderem zur genauen Lokalisierung eines Musters (der Musterfunktion im Sinne der mathematischen Korrelation) in einem Bild. Dieses Verfahren kann z.B. zur Auswertung von Stereobildpaaren verwendet werden. Um die räumliche Koordinate eines Punktes berechnen zu können muss eine eindeutige Zuordung von Objekten im linken Bild zu den Objekten im rechten Bild existieren. Dazu nimmt man einen kleinen Ausschnitt aus dem einen Bild - das Muster - und korreliert ihn zweidimensional mit dem anderen Bild. Die so erhaltenen Koordinaten eines Objektpunktes oder -merkmals im linken und rechten Bild kann man mit Methoden der Photogrammetrie in räumliche Koordinaten umwandeln.

Anwendung in der Tonverarbeitung

Die Korrelation beschreibt bei der Stereofonie die Ähnlichkeit von Signalen. Der normierte Korrelationsfaktor oder Korrelationskoeffizient ist ein Ähnlichkeitsmaß zweier Signale und berechnet sich vereinfacht aus dem möglichst großen Zeitintegral der Amplitudendifferenz dieser beiden Signale. Er wird angenähert von Korrelationsgradmessern angezeigt, wobei diese in der Praxis allerdings nur einen Phasenbezug mit einer sehr kleinen Integrationszeit unter einer Sekunde untersuchen.
Als Messgerät wird in der Tontechnik der Korrelationsgradmesser oder das Goniometer verwendet.

Siehe auch


- Kovarianz
- Fehler- und Entgleisungsmöglichkeiten: Kollinearität
- Vorsicht bei Korrekturformeln: Attenuitäts-Korrektur Kategorie:Statistik Kategorie:Wissenschaftstheorie

Statistische Variable

Eine statistische Variable ist ein Begriff aus dem mathematischen Teilgebiet der Statistik. Man bezeichnet damit eine Funktion, die jedem Element (Untersuchungseinheit) einer Grundgesamtheit einen Wert zuordnet. Der konkrete Funktionswert für ein Element wird als Realisation der statistischen Variable bezeichnet. Beispiele:
- Grundgesamtheit "Menschen der Stadt X". Variable "Geschlecht". Werte der Variable "männlich", "weiblich".
- Grundgesamtheit "Studenten eines Jahrgangs der Stadt X". Variable "Qualifikation im Fach Y". Werte der Variable "sehr gut", "gut", "befriedigend", "ungenügend".
- Grundgesamtheit "Ratten in einem Labor". Variable "Körpergewicht in Gramm". Werte der Variable: Körpergewicht in Gramm.

Literatur


- Rainer Schlittgen: Einführung in die Statistik. 9. Auflage. Oldenbourg Wissenschaftsverlag, Oldenbourg 2000, ISBN 3-486-27446-5

Weblinks


- [http://mzs.sowi.uni-goettingen.de/lehrveranstaltungen/vue/statistik1/Folien_Sitzung_02.pdf Statistik I - Grundbegriffe] Kategorie:Statistik

Kausalität

Kausalität (v. lat.: causa = Ursache) bezeichnet die Beziehung zwischen Ursachen und Wirkungen, also die ursächliche Verbindung zweier Ereignisse. Umgangssprachlich ist ein Ereignis oder Zustand A die Ursache einer Wirkung B, wenn A ein Grund ist, der B herbeiführt. Zum Beispiel könnte man sagen „mein Tritt auf das Gaspedal verursachte, dass das Auto beschleunigte“. Allerdings ist diese Definition zirkulär: Was bedeutet es tatsächlich, dass A B „herbeiführt“? Dies ist eine wichtige Frage, die u. a. in Philosophie, Statistik und den Naturwissenschaften behandelt wird. Eine Kausalkette ergibt sich, wenn jede Wirkung selbst wieder Ursache eines neuen Ereignisses ist. Monokausalität bezeichnet eine Ereignisskette, bei der sich das Endergebnis auf genau einen verursachenden Auslöser zurückführen lässt, bei Multikausalität können mehrere Auslöser vorliegen. Vom Begriff der Ursache werden oft die Begriffe Grund, Bedingung und Anlass unterschieden; über die genaue Abgrenzung herrscht allerdings keine Einigkeit. Meistens gilt:
- die Ursache als eine besondere Art der Bedingung, nämlich eine zeitlich streng vor der Wirkung liegende und in irgend einer Weise besonders herausragende;
- der Anlass als zufälliger, „unwesentlicher“ Auslöser einer Wirkung neben einer „eigentlichen“, „wesentlichen“ Ursache;
- der Begriff „Grund“ als ideell im Gegensatz zum eher materialistischen Begriff „Ursache“.

Kausalordnung

materialistischen Die Kausalordnung ist eine Halbordnung, die über die Relation der kausalen Abhängigkeit über einer Menge von Ereignissen definiert wird: Ein Ereignis A ist eine Ursache von Ereignis B (A < B) oder umgekehrt (A > B), oder die Ereignisse beeinflussen sich gegenseitig nicht (A || B), das heißt, sie sind kausal unabhängig oder nebenläufig. Die Kausalität wird zudem von den meisten Theoretikern als transitiv betrachtet: Wenn Ereignis A eine Ursache von B ist, und B ist eine Ursache von C, dann ist A auch eine Ursache von C (wenn A < B und B < C ist, dann ist auch A < C). Andere wenden dagegen ein, dass zumindest unsere gewöhnliche Urteilspraxis bezüglich der Kausalität nicht transitiv ist, da wir uns bei der Suche nach der Ursache eines Ereignisses stets nach dem unmittelbar verursachenden Ereignis forschen. Die kausale Abhängigkeit und die sich daraus ergebende Kausalordnung sind sehr wichtig in verschiedenen Bereichen, wie im Folgenden erklärt wird. Insbesondere wird in einigen Bereichen der Physik, Informatik und Philosophie die Zeit an sich über die Kausalordnung definiert, statt umgekehrt (siehe Happened-Before-Relation). Der Begriff der "Gleichzeitigkeit" verliert dann an Bedeutung, man spricht statt dessen von kausal unabhängigen Ereignissen. Ob zwei solche Ereignisse auch gleichzeitig erscheinen, hängt gänzlich vom Standpunkt des Beobachters ab (siehe Relativität der Gleichzeitigkeit).

Physik und Mathematik

Kausalität impliziert eine strenge Halbordnung: Die Ursache der Ursache einer Wirkung ist damit auch (indirekte) Ursache der Wirkung selbst. Eine Wirkung darf nicht direkte oder indirekte Ursache ihrer selbst sein, da sonst Widersprüche auftreten können (wie z. B. das Großvater-Paradoxon bei Zeitreisen). Die Ereignisse, die ein bestimmtes Ereignis kausal beeinflussen können (also [Mit-]Ursache dieses Ereignisses sein können) bilden die absolute Vergangenheit dieses Ereignisses. Umgekehrt bilden die Ereignisse, die ein bestimmtes Ereignis kausal beeinflussen kann, die absolute Zukunft des Ereignisses. In der klassischen Mechanik ist die Kausalordnung sogar eine strenge schwache Ordnung, die Relation "Ereignis 1 liegt weder in der Vergangenheit noch in der Zukunft von Ereignis 2" ist also eine Äquivalenzrelation, die Gleichzeitigkeit genannt wird. Diese Kausalordnung lässt sich mit einem reellen Parameter, der absoluten Zeit Newtons, "durchnummerieren". In der Relativitätstheorie hingegen ist die Kausalordnung nur mehr eine partielle Ordnung. Da sich Wirkungen in ihr nur mit maximal Lichtgeschwindigkeit ausbreiten können, ist die absolute Vergangenheit ein Kegel in der Raumzeit, der so genannte Vergangenheitslichtkegel; ebenso ist die absolute Zukunft durch den Zukunftslichtkegel gegeben (siehe Minkowski-Diagramm). Die Kausalität impliziert keine Gleichzeitigkeit mehr (Relativität der Gleichzeitigkeit), damit gibt es auch keine eindeutige Zeitkoordinate. Alle Zeitkoordinaten der Relativitätstheorie haben aber gemeinsam, dass kausal zusammenhängende Ereignisse dieselbe Reihenfolge haben (die Ursache also stets zeitlich vor der Wirkung kommt). Kausalität wird oft auch als das Prinzip von Ursache und Wirkung bezeichnet. In diesem Sinne wird es von vielen Physikern weniger als Naturgesetz sondern als Interpretation des Geschehens angesehen, da es keine exakte Vorschrift gibt, wie sich eine bestimmte Ursache und die zugehörige Wirkung räumlich und zeitlich abgrenzen lassen. Letztlich werden in der Physik Vorgänge der unbelebten Natur erschöpfend durch Lösungen von mathematischen Gleichungen beschrieben. Eine Notwendigkeit, Teilbereiche dieser Lösungen als Ursachen und als Wirkungen zu bezeichnen, besteht letztlich nicht, sondern dient lediglich zur Veranschaulichung und zum besseren Verständnis. Die Frage, ob jedes physikalische Ereignis eindeutig durch eine Menge von Ursachen vorherbestimmt ist, ob also das Universum als ganzes deterministisch ist, ist eine wichtige Frage in der Physik: Nach der klassischen Newtonschen Physik, und auch nach der Einsteinschen Relativitätstheorie, ist das der Fall. In letzter Konsequenz würde das bedeuten, das jeder Gedanke und jedes fallende Blatt im Augenblick des Urknalls vorherbestimmt war. Albert Einstein sagte dazu: Gott würfelt nicht. Was uns als Zufall erscheint hängt demnach in Wirklichkeit nur von unbekannten Ursachen ab. Auch der freie Wille des Menschen wäre schiere Illusion. Einstein zog hier eine Parallele zur Unfreiheit des Willens nach Schopenhauer. Die Quantenmechanik hingegen lehrt, dass wir auf Grund prinzipiell einschränkender Naturgesetze lediglich die Wahrscheinlichkeit von späteren Beobachtungen vorhersagen können - was im einzelnen Fall nun tatsächlich geschieht, hängt vom objektivem Zufall ab (siehe Kollaps der Wellenfunktion). Die Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik besagt auch, dass das Ergebnis entscheidend vom Beobachter beeinflusst wird. Auch diese Idee hat weitreichende philosophische Konsequenzen: sie stellt das Wesen der physikalischen Realität in Frage (vergleiche Subjektivismus und Solipsismus).

Informatik

In der Informatik spielt Kausalität auf zwei Arten eine große Rolle: einerseits als nachträgliche Aussage darüber, welche Ereignisse zu welchen anderen Ereignissen geführt haben. Das ist vor allem bei einer Kommunikation in Verteilten Systemen mit mehreren Sendern und Empfängern wichtig, zum Beispiel um sicher zu stellen, dass Anweisungen in der richtigen Reihenfolge ausgeführt werden, auch dann, wenn sich Nachrichten im Netzwerk überholen. Zu diesem Zweck werden vor allem Logische Uhren eingesetzt, die es erlauben, aufgrund von Zeitstempeln die Kausalordnung von Ereignissen zu bestimmen. Andererseits kann man bei Computerprogrammen leicht im vorhinein sagen, welche Aktion welche Daten benötigt, und von wo diese bereitgestellt werden. So ergibt sich eine Kausalordnung darüber, welche Operation das Resultat welcher anderen benötigt. So können Abläufe entsprechend geplant und insbesondere sequentialisiert oder parallelisiert werden. Siehe dazu auch: Nebenläufigkeit.

Philosophie

Die vorsokratische griechische Philosophie fragte nach dem „Urgrund“ allen Seins. Dies ist allerdings nicht mit dem Suchen einer „Ursache“ im heutigen Gebrauch des Wortes zu verstehen. Vielmehr suchten sie nach einer Art Urstoff bzw. einem allumfassenden Prinzip. Vergleiche Arché. Demokrit war einer der ersten Philosophen, der die Vorstellung einer umfassenden Kausalität im Sinne von Ursachen und Wirkungen vertrat. Siehe unten Materialismus und Atomistik.

Aristoteles

Aristoteles führte vier verschiedene Arten von „Ursachen“ (aitia Pl. aitiai) auf:
- causa materialis : die Materialursache
- causa formalis : die Formursache
- causa efficiens : die Wirkursache
- causa finalis: die Zweckursache Diese aristotelische Unterteilung in vier Arten von Ursachen ist philosophiegeschichtlich bedeutsam: sie wurde von vielen anderen Philosophen aufgegriffen, teilweise verändert und weiterentwickelt. Der Begriff aitia bedeutet bei Aristoteles mehr als der heutige Begriff Ursache. Alle aitiai einer Sache angeben zu können heißt, Wissen über diese Sache zu besitzen. Die causa materialis und die causa formalis bestimmen laut Aristoteles das Sein eines Gegenstandes: die Form durchdringt den an sich ungeformten, qualitätslosen und unbewegten Stoff (d.h. die Materie) und bildet ihn zu einem konkreten, wirklichen Ding. :Beispiel: Die causa materialis einer Bildsäule ist das Erz, aus dem sie besteht; die causa formalis hingegen die Kunst des Bildhauers, der sie formt. Die causa efficiens und die causa finalis beziehen sich dagegen auf das Werden der Gegenstände. Die causa efficiens wird im Sinne eines äußeren Anstoßes der Bewegung verstanden und die causa finalis als der Zweck, um dessentwillen etwas geschieht, eine bestimmte Tätigkeit ausgeführt wird etc. :Beispiel: Der Vater ist die causa efficiens des Kindes; die Gesundheit ist causa finalis des Sportes. (vgl. Aristoteles, Metaphysik 1013a 24 bis 1014a 25).

Scholastik

Die Scholastik, hier der Thomismus, übernahm im wesentlichen Aristoteles' Kategorisierung der Ursachen. Allerdings führt sie eine Rangordnung unter den Ursachen ein und ordnet dabei die weniger bedeutenden Material- und Wirkursachen den höheren Form- und Zweckursachen unter (siehe auch: Teleologie). Wichtig ist das Hinzutreten einer ersten Ursache (causa prima), nämlich Gottes, für die Schöpfung der Welt und als ihr erster Beweger. Der Okkasionalismus sieht als eigentliche, einzig wahrhafte Ursache allen Geschehens wird die göttliche Vorstellung, während die endlichen, körperlichen Dinge nur Anlässe, Gelegenheitsursachen (causae occasionales) sein sollen, in denen sich das Wirken des göttlichen Geistes manifestiert.

David Hume

Eine in der neuzeitlichen Philosophie weit verbreitete Auffassung vom Wesen der Ursache und der Kausalität wurde im Wesentlichen von David Hume (1711 - 1776)begründet. Nach ihm ist eine Ursache ein Gegenstand, der einem anderen zeitlich vorangeht, ihm räumlich benachbart und zugleich mit ihm so verbunden ist, dass die Vorstellung des einen Gegenstandes im Geist die Vorstellung des anderen erzeugt. Hume sah zwar die Ursache noch als reales Objekt, vertrat dabei jedoch die These, dass wir auf das Bestehen einer Kausalrelation nur induktiv schließen, aber nie gesichert davon wissen können. Die späteren Nachfolger Humes negieren darüber hinaus auch die objektive Existenz der Ursachen selbst.

Materialismus / Mechanizismus

Materialistische und mechanizistische Philosophien, die besonders im 18. Jahrhundert in Frankreich verbreitet waren, führten alle Ursachen letztlich auf mechanischen Druck und Stoß („Tanz der Atome“) zurück. Ähnliche Vorstellungen gab es schon in der Antike bei Demokrit. Siehe auch: Atomistik. Ansätze zur Überwindung des rein mechanischen Ursachenbegriffs findet man bei Ludwig Feuerbach, der eine vollständige Reduzierbarkeit von Erscheinungen der höheren Bewegungsformen (d.h. Leben, Denken, Geschichte) auf die Mechanik zumindest bezweifelt.

Kant

Immanuel Kant unterschied von der "Kausalität nach Gesetzen der Natur" eine "Kausalität durch Freiheit": :Wenn ich jetzt (zum Beispiel) völlig frei und ohne den notwendig bestimmenden Einfluss der Naturursachen von meinem Stuhle aufstehe, so fängt in dieser Begebenheit samt deren natürlichen Folgen ins Unendliche eine neue Reihe schlechthin an, obgleich der Zeit nach diese Begebenheit nur eine Fortsetzung der vorhergehenden Reihe ist. Denn diese Entschließung und Tat liegt gar nicht in der Abfolge bloßer Naturwirkungen und ist nicht eine bloße Fortsetzung derselben; sondern die bestimmenden Naturursachen hören oberhalb derselben in Ansehung dieses Ereignisses ganz auf, das zwar auf jene folgt, aber daraus nicht erfolgt und daher zwar nicht der Zeit nach, aber doch in Ansehung der Kausalität ein schlechthin erster Anfang einer Reihe von Erscheinungen genannt werden muss. :(Kritik der reinen Vernunft: Die Antinomie der reinen Vernunft: Anmerkung zur dritten Antonomie)

Kritik am Begriff der Kausalität

Nach Ernst Mach gibt es in der Natur weder reale Ursachen noch Kausalitätsverhältnisse, sondern nur funktionale Beziehungen. Im Konditionalismus werden die Ursachen durch Bedingungen ersetzt. Bereits John Stuart Mill betrachtete als Ursache eines Dinges die volle Summe seiner Bedingungen. Max Verworn steigerte diese Auffassung ins Absolute: der Begriff der Ursache sei ein Überbleibsel vorwissenschaftlicher Vorstellungen; jedes Geschehen sei nicht verursacht, sondern lediglich durch die Gesamtheit unendlich vieler, gleichwertiger Bedingungen bedingt.

Auffassung im Dialektischen Materialismus

Im Dialektischen Materialismus wird von inneren Widersprüchen der Gegenstände und von den im Laufe der Entwicklung auftretenden neuen Qualitäten ausgegangen. Bei jeder Veränderung, Entwicklung der materiellen Dinge, Prozesse, Systeme u.a. in Natur und Gesellschaft wirken äußere und innere Ursachen zusammen. Äußere Ursachen heißen die sich aus dem universellen Zusammenhang aller Dinge, Prozesse, Systeme u.a. ergebenden Einwirkungen derselben aufeinander; als innere Ursachen bezeichnet der DiaMat die ihm zufolge allen materiellen Dingen, Prozessen, Systemen u.a. immanenten Widersprüche, die ihre Bewegung, Veränderung und Entwicklung bewirken. Äußere und innere Ursachen bilden eine „dialektische Einheit“: die inneren Ursachen werden nur wirksam durch die Existenz der äußeren, die äußeren Ursachen nur durch die Vermittlung der inneren. Das Verhältnis von äußeren und inneren Ursachen ist dabei relativ: was für ein System innere Ursache ist, kann für ein anderes System äußere Ursache sein und umgekehrt.

Moderne Ansätze

John Leslie Mackie führte die INUS-Bedingung ein, um Ursachen identifizieren zu können: Ein Ereignis wird als Ursache eines Ergebnisses wahrgenommen, wenn es ein unzureichender (Insufficient) aber notwendiger (Necessary) Teil einer Bedingung ist, die selbst nicht notwendig (Unnecessary) aber hinreichend (Sufficient) für das Ergebnis ist. Das Closest-World-Konzept von David Lewis ist heute weithin akzeptierte Grundlage einer allgemeinen Definition der Kausalität. David Lewis stellt die kontrafaktische Implikation (Counterfactual Conditional Operator) in das Zentrum der Überlegungen und er führt als Beispiel an: „Hätten Kängurus keine Schwänze, würden sie umfallen“. Eine Welt mit schwanzlosen Kängurus verstößt offensichtlich gegen die Fakten. Wir müssen uns also eine Welt vorstellen, die zumindest in diesem einen Punkt von der Realität abweicht. Diese „Parallelwelt“ muss ansonsten in sich weitgehend stimmig sein und unserer Welt weitestgehend ähneln. Ansonsten könnten in dieser Welt ja auch Kängurus leben, die an Krücken gehen und deshalb nicht umfallen. In „Causality“ zeigt Judea Pearl, wie das Closest-World-Konzept konkretisiert werden kann. Wie nun hängen kontrafaktische Implikation und Kausalität zusammen? Dass der Steinwurf als Ursache der zerbrochenen Scheibe anzusehen ist, lässt sich so ausdrücken: Hätte ich den Stein nicht geworfen, wäre die Scheibe nicht zersprungen. Wir müssen also auf die kontrafaktische Implikation der Negationen übergehen: „Stein nicht werfen“ impliziert kontrafaktisch „Scheibe zerspringt nicht“.

Determinismus und Willensfreiheit

:Der folgende Absatz ist problematisch, möglicherweise irreführend. Die Möglichkeit, ein System durch ein Modell zu beschreiben (sei es mathematisch oder prosaisch ausgedrückt - ) impliziert auf keine Weise eine Kausalität, einen Ursache-Wirkungs-Zusammenhang. Vielmehr sind praktisch alle in der Natur vorkommenden Phänomene nur in den Beziehungen ihrer Variablen zueinander beschrieben, diese sind z.B. bei allen durch elliptische oder parabolische Differentialgleichungen beschriebenen Problemen kein unidirektionales Ursache-Wirkungs-Prinzip, sondern wirken in beide Richtungen, alle Variablen können sich gegenseitig beeinflussen. Damit können diese Phänomene nicht als Kausalzusammenhang gelten, und implizieren keinen Determinismus. Letzterer ist auch durch die bei praktisch allen natürlichen Problemen vorkommende Instabilität in den meisten Fällen unwahrscheinlich oder ausgeschlossen. (Beispiele sind sowohl komplexe Systeme wie Hirn, das Wetter, ökologische Systeme, aber auch ökonomische Prozesse als auch scheinbar einfache Zweikörperprobleme, wie mechanische Unruhen. All diese können ein absolut unverhersehbares, nichtdeterministisches, chaotisches Verhalten zeigen. In der Mathematik bieten partielle Differentialgleichungsysteme ein Werkzeug für Entwurf und Analyse von Modellen solcher Systeme) Die philosophischen Konsequenzen der Kausalität sind besonders interessant in Verbindung mit der philosophischen Denkrichtung des Determinismus. Dort geht man davon aus, dass jedes Ereignis durch vorhergegangene Ereignisse fest vorbestimmt ist, sich also das Universum als Kausalkette entwickelt. Das bezieht sich auf alle Ebenen, auch auf die Elementarteilchen von Energie und Materie. Da nun das menschliche Gehirn auch aus Materie besteht, müsste es sich demnach ebenfalls deterministisch verhalten, also in einer Weise, die durch eine Turingmaschine (theoretisch) berechnet und vorherbestimmt werden kann. Das würde aber bedeuten, dass es keinen absolut freien Willen gibt: jeder unserer Gedanken war im Augenblick des Urknalls bereits festgelegt. Des Weiteren würde es auch bedeuten, dass einerseits der Mensch nicht in der Lage ist, Probleme zu lösen, die nicht auch von einer Turingmaschine (oder einem anderen Computer) berechnet werden könnten. Und andererseits, dass alles, was Menschen tun, denken und fühlen, von einem Programm simuliert werden könnte, Künstliche Intelligenz und auch künstliches Bewusstsein also möglich ist. Die Grenze zwischen bewusstem, zielgerichtetem Handeln und bloßem mechanischen Abarbeiten eines Regelwerks verschwindet damit völlig, Wille und Bewusstsein wären eine Konstrukt. Albert Einstein vertrat diese Meinung unter Verweis auf die Unfreiheit des Willens nach Arthur Schopenhauer. Er verlieh seiner Einstellung mit einem viel zitierten Satz Ausdruck: Gott würfelt nicht. Akzeptiert man die deterministische Weltanschauung aber nicht (folgt also dem Indeterminismus), so muss man sich fragen, was, wenn nicht feste Regeln, die durch physikalische Modelle abgebildet werden können, denn den Willen regiert. Möglichkeiten wären das Schicksal, göttliche Intervention oder eine Seele des Menschen. Die beiden ersteren sprechen dem Menschen ebenfalls den freien Willen ab, letztere verschiebt den freien Willen des Menschen von seinem den physikalischen Gesetzen ausgesetzten Körper auf eine Seele, die sich der Beschreibung durch die Physik entzieht. In diesem Zusammenhang wird oft auf die Rolle des Zufalls in den Grundgesetzen der Physik hingewiesen. So ist es in der Quantenmechanik nicht mehr möglich, den Ablauf eines Vorgangs hinsichtlich aller messbarer Größen vorherzusagen, selbst wenn alle prinzipiell zugänglichen Informationen über seinen Anfangszustand bekannt sind. Nach gängiger naturwissenschaftlicher Sicht ist das Naturgeschehen nicht vollständig determiniert, sondern unterliegt partiell einem absoluten Zufall (Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik). Dieser absolute Zufall wird in diesem Zusammenhang oft als eine Freiheit der Physik herangezogen, um hierüber einen Spielraum für die Einflussmöglichkeit eines hypothetischen Freien Willens zu schaffen, welcher jedoch selbst nicht den physikalischen Gesetzen unterliegt, beispielsweise im Rahmen des Konzeptes einer Seele.

Biologie und Verhaltensforschung

Wenn unsere Vorfahren die hinter dem Gebüsch vorblitzenden schwarzen und gelben Streifen (Wirkung) einem Tiger (Ursache) zuschrieben und sich davon machten, waren sie gut beraten. Die schnelle Entscheidung, was wohl Ursache der Beobachtung sein könnte, und die daraus folgende Aktion waren lebenserhaltend. Die diesem Verhalten zu Grunde liegende Kausalitätserwartung gehört zu den "angeborenen Lehrmeistern" (Konrad Lorenz): Die "Hypothese von der Ursache" enthält die "Erwartung, dass Gleiches dieselbe Ursache haben werde. Dies ist zunächst nicht mehr als ein Urteil im Voraus. Aber dieses Vorurteil bewährt sich... in einem derartigen Übermaß an Fällen, dass es jedem im Prinzipe andersartigen Urteil oder dem Urteils-Verzicht überlegen ist" (Rupert Riedl, 1981). Angeborene Lehrmeister haben eine negative Kehrseite. Sie können Denkfallen sein: "Das biologische Wissen enthält ein System vernünftiger Hypothesen, Voraus-Urteile, die uns im Rahmen dessen, wofür sie selektiert wurden, wie mit höchster Weisheit lenken; uns aber an dessen Grenzen vollkommen und niederträchtig in die Irre führen" (Rupert Riedl). Auf die Kausalitätserwartung geht zurück, dass oftmals vorschnell der Pilot, Kapitän oder Lokführer für ein Unglück verantwortlich gemacht wird.

Ökonometrie

In der Ökonometrie begnügt man sich einem z. B. gegenüber der Philosophie eingeschränkten Kausalitätsbegriff. Bei diesem steht die zeitliche Ordnung der Variablen im Vordergrund. Entscheidend geprägt wurde der Kausalitätsbegriff der Ökonometrie von Granger. Dieser arbeitet mit der Prämisse, dass die Vergangenheit die Zukunft bestimmt und nicht umgekehrt. Sie besagt, dass eine Variable X für Y Granger-kausal ist, wenn bei einer gegebenen Informationsmenge bis zum Zeitpunkt t-1 im Zeitpunkt t die Variable Y besser prognostiziert werden kann, als ohne den Einbezug der Variablen X. Die Granger-Kausalität kann in eine Richtung gelten oder auch in beide Richtungen (Feedback-System). Die Granger-Kausalität ist statistisch testbar. Der Kausalitätsbegriff ist eng mit einer weiteren theoretischen Konzept der Ökonometrie/Zeitreihenanalyse verwandt, der Exogenität. Die Granger-Kausalität kann getestet werden. Hierzu sei ein bivariates VAR(p)-Modell betrachtet:
\begin Y_ \\ Y_ \end=\begin a_1 \\ a_2 \end+\begin \phi_ & \phi_ \\ \phi_ & \phi_ \end\begin Y_ \\ Y_ \end+...+\begin \phi_ & \phi_ \\ \phi_ & \phi_ \end\begin Y_ \\ Y_ \end+\begin Z_ \\ Z_ \end
Es liegt keine Granger-Kausalität für Y_2 auf Y_1 vor, wenn:
\phi_=\phi_=...=\phi_=0
Y_1 ist für Y_2 nicht Granger-kausal, wenn:
\phi_=\phi_=...=\phi_=0
Der Test auf Nicht-Granger-Kausalität entspricht somit einem Test auf Null-Restriktionen für bestimmte Koeffizienten. Ein solcher Test könnte bei Normalität des Weißen Rauschens wie folgt aussehen:
F(p,N-n-p)=\frac
Dabei ist
- N der Umfang der beiden Zeitreihen
- n die Anzahl der Koeffizienten, die bei einer OLS-Schätzung ("ordinary least squares estimation" oder KQ-Schätzung - "Kleinste-Quadrat"-Schätzung) verwandt werden, so dass die Zahl von Freiheitsgraden kleiner wird,
- p die Anzahl der zusätzlichen Koeffizienten, mit denen die Variable X in die OLS-Schätzung einbezogen wird,
- RSS_r die Summe der quadrierten Residuen der OLS-Schätzung der Gleichung mit Restriktionen,
- RSS_u die Summe der quadrierten Residuen einer OLS-Schätzung der Gleichung ohne Restriktionen,
- \hat\sigma_^2 = \frac als geschätzte Varianz von Z_1, dabei ist
- \hat\sigma_ die Standardabweichung. Mit dem ermittelten Wert von F geht man in die entsprechende Tabelle von F um die Wahrscheinlichkeit abzulesen, dass keine Granger-Kausalität vorliegt. Dabei ist zu beachten, dass nur die (im allgemeinen) geringere Wahrscheinlichkeit von F(p,N-n-p) zutrifft. Die Wahrscheinlichkeit von F(N-n-p,p) ist größer (im allgemeinen) und nicht zutreffend.

Rechtswissenschaft

Siehe Hauptartikel Kausalität (Rechtswissenschaft)

Medizin

Die Ätiologie (v. griech. αἰτία „Ursache“ und λόγος „Vernunft, Lehre“) bezeichnet in der Antike in einigen philosophischen Schulen die Lehre von den Ursachen. Heute herrscht die medizinische Bedeutung des Begriffs vor.

Siehe auch


- Akausalität (Gegenteil von Kausalität)
- Zufall
- Naturgesetz
- Ätiologie
- Korrelation
- causa finalis (Zweckursache)
- causa efficiens (Wirkursache)
- causa materialis (Materialursache)
- cause formalis (Formursache)
- Finalität
- Kausalprinzip
- Synchronizität
- Ishikawa-Diagramm
- Kausalitätswahrnehmung
- Karma
- Schicksal

Literatur


- Andreas Hüttemann (Hrsg.): Kausalität und Naturgesetz in der Frühen Neuzeit, Studia Leibnitiana, ISBN 3-515-07858-4
- David Lewis: Counterfactuals. Harvard University Press 1973
- John Leslie Mackie: The Cement of the Universe - A Study of Causation, Oxford, Clarendon Press, 1980
- Uwe Meixner: Theorie der Kausalität. Ein Leitfaden zum Kausalbegriff in zwei Teilen, Mentis Verlag, 2001, ISBN 3-89785-185-7
- Judea Pearl: Causality, Cambridge University Press, ISBN 0-521-77362-8
- Rupert Riedl: Biologie der Erkenntnis. Die stammesgeschichtlichen Grundlagen der Vernunft. Parey, Berlin, Hamburg 1981
- Wolfgang Stegmüller: Probleme und Resultate der Wissenschaftstheorie und Analytischen Philosophie. Bd.1 Erklärung, Begründung, Kausalität, Springer Verlag, ISBN 3-540-11804-7
- Wolfgang Stegmüller: Das Problem der Kausalität, 1983

Videos


- Real Video: [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=050803.rm Was ist Kausalität?] (Aus der Fernsehsendung Alpha Centauri)

Weblinks


- [http://paedpsych.jk.uni-linz.ac.at/INTERNET/ARBEITSBLAETTERORD/PHILOSOPHIEORD/Kausalitaet.html Kausalität bei Aristoteles und im Mittelalter]
- [http://www.gmd.de/publications/report/0060/Text.pdf KOGWIS99 Workshop "Kausalität"], 4. Fachtagung der Gesellschaft für Kognitionswissenschaft an der Universität Bielefeld, 28. September - 1. Oktober 1999 Kategorie:Wissenschaftstheorie Kategorie:Statistik Kategorie:Ontologie Kategorie:Verhaltensbiologie Kategorie:Zeitbegriff ja:因果

Kausalität

Kausalität (v. lat.: causa = Ursache) bezeichnet die Beziehung zwischen Ursachen und Wirkungen, also die ursächliche Verbindung zweier Ereignisse. Umgangssprachlich ist ein Ereignis oder Zustand A die Ursache einer Wirkung B, wenn A ein Grund ist, der B herbeiführt. Zum Beispiel könnte man sagen „mein Tritt auf das Gaspedal verursachte, dass das Auto beschleunigte“. Allerdings ist diese Definition zirkulär: Was bedeutet es tatsächlich, dass A B „herbeiführt“? Dies ist eine wichtige Frage, die u. a. in Philosophie, Statistik und den Naturwissenschaften behandelt wird. Eine Kausalkette ergibt sich, wenn jede Wirkung selbst wieder Ursache eines neuen Ereignisses ist. Monokausalität bezeichnet eine Ereignisskette, bei der sich das Endergebnis auf genau einen verursachenden Auslöser zurückführen lässt, bei Multikausalität können mehrere Auslöser vorliegen. Vom Begriff der Ursache werden oft die Begriffe Grund, Bedingung und Anlass unterschieden; über die genaue Abgrenzung herrscht allerdings keine Einigkeit. Meistens gilt:
- die Ursache als eine besondere Art der Bedingung, nämlich eine zeitlich streng vor der Wirkung liegende und in irgend einer Weise besonders herausragende;
- der Anlass als zufälliger, „unwesentlicher“ Auslöser einer Wirkung neben einer „eigentlichen“, „wesentlichen“ Ursache;
- der Begriff „Grund“ als ideell im Gegensatz zum eher materialistischen Begriff „Ursache“.

Kausalordnung

materialistischen Die Kausalordnung ist eine Halbordnung, die über die Relation der kausalen Abhängigkeit über einer Menge von Ereignissen definiert wird: Ein Ereignis A ist eine Ursache von Ereignis B (A < B) oder umgekehrt (A > B), oder die Ereignisse beeinflussen sich gegenseitig nicht (A || B), das heißt, sie sind kausal unabhängig oder nebenläufig. Die Kausalität wird zudem von den meisten Theoretikern als transitiv betrachtet: Wenn Ereignis A eine Ursache von B ist, und B ist eine Ursache von C, dann ist A auch eine Ursache von C (wenn A < B und B < C ist, dann ist auch A < C). Andere wenden dagegen ein, dass zumindest unsere gewöhnliche Urteilspraxis bezüglich der Kausalität nicht transitiv ist, da wir uns bei der Suche nach der Ursache eines Ereignisses stets nach dem unmittelbar verursachenden Ereignis forschen. Die kausale Abhängigkeit und die sich daraus ergebende Kausalordnung sind sehr wichtig in verschiedenen Bereichen, wie im Folgenden erklärt wird. Insbesondere wird in einigen Bereichen der Physik, Informatik und Philosophie die Zeit an sich über die Kausalordnung definiert, statt umgekehrt (siehe Happened-Before-Relation). Der Begriff der "Gleichzeitigkeit" verliert dann an Bedeutung, man spricht statt dessen von kausal unabhängigen Ereignissen. Ob zwei solche Ereignisse auch gleichzeitig erscheinen, hängt gänzlich vom Standpunkt des Beobachters ab (siehe Relativität der Gleichzeitigkeit).

Physik und Mathematik

Kausalität impliziert eine strenge Halbordnung: Die Ursache der Ursache einer Wirkung ist damit auch (indirekte) Ursache der Wirkung selbst. Eine Wirkung darf nicht direkte oder indirekte Ursache ihrer selbst sein, da sonst Widersprüche auftreten können (wie z. B. das Großvater-Paradoxon bei Zeitreisen). Die Ereignisse, die ein bestimmtes Ereignis kausal beeinflussen können (also [Mit-]Ursache dieses Ereignisses sein können) bilden die absolute Vergangenheit dieses Ereignisses. Umgekehrt bilden die Ereignisse, die ein bestimmtes Ereignis kausal beeinflussen kann, die absolute Zukunft des Ereignisses. In der klassischen Mechanik ist die Kausalordnung sogar eine strenge schwache Ordnung, die Relation "Ereignis 1 liegt weder in der Vergangenheit noch in der Zukunft von Ereignis 2" ist also eine Äquivalenzrelation, die Gleichzeitigkeit genannt wird. Diese Kausalordnung lässt sich mit einem reellen Parameter, der absoluten Zeit Newtons, "durchnummerieren". In der Relativitätstheorie hingegen ist die Kausalordnung nur mehr eine partielle Ordnung. Da sich Wirkungen in ihr nur mit maximal Lichtgeschwindigkeit ausbreiten können, ist die absolute Vergangenheit ein Kegel in der Raumzeit, der so genannte Vergangenheitslichtkegel; ebenso ist die absolute Zukunft durch den Zukunftslichtkegel gegeben (siehe Minkowski-Diagramm). Die Kausalität impliziert keine Gleichzeitigkeit mehr (Relativität der Gleichzeitigkeit), damit gibt es auch keine eindeutige Zeitkoordinate. Alle Zeitkoordinaten der Relativitätstheorie haben aber gemeinsam, dass kausal zusammenhängende Ereignisse dieselbe Reihenfolge haben (die Ursache also stets zeitlich vor der Wirkung kommt). Kausalität wird oft auch als das Prinzip von Ursache und Wirkung bezeichnet. In diesem Sinne wird es von vielen Physikern weniger als Naturgesetz sondern als Interpretation des Geschehens angesehen, da es keine exakte Vorschrift gibt, wie sich eine bestimmte Ursache und die zugehörige Wirkung räumlich und zeitlich abgrenzen lassen. Letztlich werden in der Physik Vorgänge der unbelebten Natur erschöpfend durch Lösungen von mathematischen Gleichungen beschrieben. Eine Notwendigkeit, Teilbereiche dieser Lösungen als Ursachen und als Wirkungen zu bezeichnen, besteht letztlich nicht, sondern dient lediglich zur Veranschaulichung und zum besseren Verständnis. Die Frage, ob jedes physikalische Ereignis eindeutig durch eine Menge von Ursachen vorherbestimmt ist, ob also das Universum als ganzes deterministisch ist, ist eine wichtige Frage in der Physik: Nach der klassischen Newtonschen Physik, und auch nach der Einsteinschen Relativitätstheorie, ist das der Fall. In letzter Konsequenz würde das bedeuten, das jeder Gedanke und jedes fallende Blatt im Augenblick des Urknalls vorherbestimmt war. Albert Einstein sagte dazu: Gott würfelt nicht. Was uns als Zufall erscheint hängt demnach in Wirklichkeit nur von unbekannten Ursachen ab. Auch der freie Wille des Menschen wäre schiere Illusion. Einstein zog hier eine Parallele zur Unfreiheit des Willens nach Schopenhauer. Die Quantenmechanik hingegen lehrt, dass wir auf Grund prinzipiell einschränkender Naturgesetze lediglich die Wahrscheinlichkeit von späteren Beobachtungen vorhersagen können - was im einzelnen Fall nun tatsächlich geschieht, hängt vom objektivem Zufall ab (siehe Kollaps der Wellenfunktion). Die Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik besagt auch, dass das Ergebnis entscheidend vom Beobachter beeinflusst wird. Auch diese Idee hat weitreichende philosophische Konsequenzen: sie stellt das Wesen der physikalischen Realität in Frage (vergleiche Subjektivismus und Solipsismus).

Informatik

In der Informatik spielt Kausalität auf zwei Arten eine große Rolle: einerseits als nachträgliche Aussage darüber, welche Ereignisse zu welchen anderen Ereignissen geführt haben. Das ist vor allem bei einer Kommunikation in Verteilten Systemen mit mehreren Sendern und Empfängern wichtig, zum Beispiel um sicher zu stellen, dass Anweisungen in der richtigen Reihenfolge ausgeführt werden, auch dann, wenn sich Nachrichten im Netzwerk überholen. Zu diesem Zweck werden vor allem Logische Uhren eingesetzt, die es erlauben, aufgrund von Zeitstempeln die Kausalordnung von Ereignissen zu bestimmen. Andererseits kann man bei Computerprogrammen leicht im vorhinein sagen, welche Aktion welche Daten benötigt, und von wo diese bereitgestellt werden. So ergibt sich eine Kausalordnung darüber, welche Operation das Resultat welcher anderen benötigt. So können Abläufe entsprechend geplant und insbesondere sequentialisiert oder parallelisiert werden. Siehe dazu auch: Nebenläufigkeit.

Philosophie

Die vorsokratische griechische Philosophie fragte nach dem „Urgrund“ allen Seins. Dies ist allerdings nicht mit dem Suchen einer „Ursache“ im heutigen Gebrauch des Wortes zu verstehen. Vielmehr suchten sie nach einer Art Urstoff bzw. einem allumfassenden Prinzip. Vergleiche Arché. Demokrit war einer der ersten Philosophen, der die Vorstellung einer umfassenden Kausalität im Sinne von Ursachen und Wirkungen vertrat. Siehe unten Materialismus und Atomistik.

Aristoteles

Aristoteles führte vier verschiedene Arten von „Ursachen“ (aitia Pl. aitiai) auf:
- causa materialis : die Materialursache
- causa formalis : die Formursache
- causa efficiens : die Wirkursache
- causa finalis: die Zweckursache Diese aristotelische Unterteilung in vier Arten von Ursachen ist philosophiegeschichtlich bedeutsam: sie wurde von vielen anderen Philosophen aufgegriffen, teilweise verändert und weiterentwickelt. Der Begriff aitia bedeutet bei Aristoteles mehr als der heutige Begriff Ursache. Alle aitiai einer Sache angeben zu können heißt, Wissen über diese Sache zu besitzen. Die causa materialis und die causa formalis bestimmen laut Aristoteles das Sein eines Gegenstandes: die Form durchdringt den an sich ungeformten, qualitätslosen und unbewegten Stoff (d.h. die Materie) und bildet ihn zu einem konkreten, wirklichen Ding. :Beispiel: Die causa materialis einer Bildsäule ist das Erz, aus dem sie besteht; die causa formalis hingegen die Kunst des Bildhauers, der sie formt. Die causa efficiens und die causa finalis beziehen sich dagegen auf das Werden der Gegenstände. Die causa efficiens wird im Sinne eines äußeren Anstoßes der Bewegung verstanden und die causa finalis als der Zweck, um dessentwillen etwas geschieht, eine bestimmte Tätigkeit ausgeführt wird etc. :Beispiel: Der Vater ist die causa efficiens des Kindes; die Gesundheit ist causa finalis des Sportes. (vgl. Aristoteles, Metaphysik 1013a 24 bis 1014a 25).

Scholastik

Die Scholastik, hier der Thomismus, übernahm im wesentlichen Aristoteles' Kategorisierung der Ursachen. Allerdings führt sie eine Rangordnung unter den Ursachen ein und ordnet dabei die weniger bedeutenden Material- und Wirkursachen den höheren Form- und Zweckursachen unter (siehe auch: Teleologie). Wichtig ist das Hinzutreten einer ersten Ursache (causa prima), nämlich Gottes, für die Schöpfung der Welt und als ihr erster Beweger. Der Okkasionalismus sieht als eigentliche, einzig wahrhafte Ursache allen Geschehens wird die göttliche Vorstellung, während die endlichen, körperlichen Dinge nur Anlässe, Gelegenheitsursachen (causae occasionales) sein sollen, in denen sich das Wirken des göttlichen Geistes manifestiert.

David Hume

Eine in der neuzeitlichen Philosophie weit verbreitete Auffassung vom Wesen der Ursache und der Kausalität wurde im Wesentlichen von David Hume (1711 - 1776)begründet. Nach ihm ist eine Ursache ein Gegenstand, der einem anderen zeitlich vorangeht, ihm räumlich benachbart und zugleich mit ihm so verbunden ist, dass die Vorstellung des einen Gegenstandes im Geist die Vorstellung des anderen erzeugt. Hume sah zwar die Ursache noch als reales Objekt, vertrat dabei jedoch die These, dass wir auf das Bestehen einer Kausalrelation nur induktiv schließen, aber nie gesichert davon wissen können. Die späteren Nachfolger Humes negieren darüber hinaus auch die objektive Existenz der Ursachen selbst.

Materialismus / Mechanizismus

Materialistische und mechanizistische Philosophien, die besonders im 18. Jahrhundert in Frankreich verbreitet waren, führten alle Ursachen letztlich auf mechanischen Druck und Stoß („Tanz der Atome“) zurück. Ähnliche Vorstellungen gab es schon in der Antike bei Demokrit. Siehe auch: Atomistik. Ansätze zur Überwindung des rein mechanischen Ursachenbegriffs findet man bei Ludwig Feuerbach, der eine vollständige Reduzierbarkeit von Erscheinungen der höheren Bewegungsformen (d.h. Leben, Denken, Geschichte) auf die Mechanik zumindest bezweifelt.

Kant

Immanuel Kant unterschied von der "Kausalität nach Gesetzen der Natur" eine "Kausalität durch Freiheit": :Wenn ich jetzt (zum Beispiel) völlig frei und ohne den notwendig bestimmenden Einfluss der Naturursachen von meinem Stuhle aufstehe, so fängt in dieser Begebenheit samt deren natürlichen Folgen ins Unendliche eine neue Reihe schlechthin an, obgleich der Zeit nach diese Begebenheit nur eine Fortsetzung der vorhergehenden Reihe ist. Denn diese Entschließung und Tat liegt gar nicht in der Abfolge bloßer Naturwirkungen und ist nicht eine bloße Fortsetzung derselben; sondern die bestimmenden Naturursachen hören oberhalb derselben in Ansehung dieses Ereignisses ganz auf, das zwar auf jene folgt, aber daraus nicht erfolgt und daher zwar nicht der Zeit nach, aber doch in Ansehung der Kausalität ein schlechthin erster Anfang einer Reihe von Erscheinungen genannt werden muss. :(Kritik der reinen Vernunft: Die Antinomie der reinen Vernunft: Anmerkung zur dritten Antonomie)

Kritik am Begriff der Kausalität

Nach Ernst Mach gibt es in der Natur weder reale Ursachen noch Kausalitätsverhältnisse, sondern nur funktionale Beziehungen. Im Konditionalismus werden die Ursachen durch Bedingungen ersetzt. Bereits John Stuart Mill betrachtete als Ursache eines Dinges die volle Summe seiner Bedingungen. Max Verworn steigerte diese Auffassung ins Absolute: der Begriff der Ursache sei ein Überbleibsel vorwissenschaftlicher Vorstellungen; jedes Geschehen sei nicht verursacht, sondern lediglich durch die Gesamtheit unendlich vieler, gleichwertiger Bedingungen bedingt.

Auffassung im Dialektischen Materialismus

Im Dialektischen Materialismus wird von inneren Widersprüchen der Gegenstände und von den im Laufe der Entwicklung auftretenden neuen Qualitäten ausgegangen. Bei jeder Veränderung, Entwicklung der materiellen Dinge, Prozesse, Systeme u.a. in Natur und Gesellschaft wirken äußere und innere Ursachen zusammen. Äußere Ursachen heißen die sich aus dem universellen Zusammenhang aller Dinge, Prozesse, Systeme u.a. ergebenden Einwirkungen derselben aufeinander; als innere Ursachen bezeichnet der DiaMat die ihm zufolge allen materiellen Dingen, Prozessen, Systemen u.a. immanenten Widersprüche, die ihre Bewegung, Veränderung und Entwicklung bewirken. Äußere und innere Ursachen bilden eine „dialektische Einheit“: die inneren Ursachen werden nur wirksam durch die Existenz der äußeren, die äußeren Ursachen nur durch die Vermittlung der inneren. Das Verhältnis von äußeren und inneren Ursachen ist dabei relativ: was für ein System innere Ursache ist, kann für ein anderes System äußere Ursache sein und umgekehrt.

Moderne Ansätze

John Leslie Mackie führte die INUS-Bedingung ein, um Ursachen identifizieren zu können: Ein Ereignis wird als Ursache eines Ergebnisses wahrgenommen, wenn es ein unzureichender (Insufficient) aber notwendiger (Necessary) Teil einer Bedingung ist, die selbst nicht notwendig (Unnecessary) aber hinreichend (Sufficient) für das Ergebnis ist. Das Closest-World-Konzept von David Lewis ist heute weithin akzeptierte Grundlage einer allgemeinen Definition der Kausalität. David Lewis stellt die kontrafaktische Implikation (Counterfactual Conditional Operator) in das Zentrum der Überlegungen und er führt als Beispiel an: „Hätten Kängurus keine Schwänze, würden sie umfallen“. Eine Welt mit schwanzlosen Kängurus verstößt offensichtlich gegen die Fakten. Wir müssen uns also eine Welt vorstellen, die zumindest in diesem einen Punkt von der Realität abweicht. Diese „Parallelwelt“ muss ansonsten in sich weitgehend stimmig sein und unserer Welt weitestgehend ähneln. Ansonsten könnten in dieser Welt ja auch Kängurus leben, die an Krücken gehen und deshalb nicht umfallen. In „Causality“ zeigt Judea Pearl, wie das Closest-World-Konzept konkretisiert werden kann. Wie nun hängen kontrafaktische Implikation und Kausalität zusammen? Dass der Steinwurf als Ursache der zerbrochenen Scheibe anzusehen ist, lässt sich so ausdrücken: Hätte ich den Stein nicht geworfen, wäre die Scheibe nicht zersprungen. Wir müssen also auf die kontrafaktische Implikation der Negationen übergehen: „Stein nicht werfen“ impliziert kontrafaktisch „Scheibe zerspringt nicht“.

Determinismus und Willensfreiheit

:Der folgende Absatz ist problematisch, möglicherweise irreführend. Die Möglichkeit, ein System durch ein Modell zu beschreiben (sei es mathematisch oder prosaisch ausgedrückt - ) impliziert auf keine Weise eine Kausalität, einen Ursache-Wirkungs-Zusammenhang. Vielmehr sind praktisch alle in der Natur vorkommenden Phänomene nur in den Beziehungen ihrer Variablen zueinander beschrieben, diese sind z.B. bei allen durch elliptische oder parabolische Differentialgleichungen beschriebenen Problemen kein unidirektionales Ursache-Wirkungs-Prinzip, sondern wirken in beide Richtungen, alle Variablen können sich gegenseitig beeinflussen. Damit können diese Phänomene nicht als Kausalzusammenhang gelten, und implizieren keinen Determinismus. Letzterer ist auch durch die bei praktisch allen natürlichen Problemen vorkommende Instabilität in den meisten Fällen unwahrscheinlich oder ausgeschlossen. (Beispiele sind sowohl komplexe Systeme wie Hirn, das Wetter, ökologische Systeme, aber auch ökonomische Prozesse als auch scheinbar einfache Zweikörperprobleme, wie mechanische Unruhen. All diese können ein absolut unverhersehbares, nichtdeterministisches, chaotisches Verhalten zeigen. In der Mathematik bieten partielle Differentialgleichungsysteme ein Werkzeug für Entwurf und Analyse von Modellen solcher Systeme) Die philosophischen Konsequenzen der Kausalität sind besonders interessant in Verbindung mit der philosophischen Denkrichtung des Determinismus. Dort geht man davon aus, dass jedes Ereignis durch vorhergegangene Ereignisse fest vorbestimmt ist, sich also das Universum als Kausalkette entwickelt. Das bezieht sich auf alle Ebenen, auch auf die Elementarteilchen von Energie und Materie. Da nun das menschliche Gehirn auch aus Materie besteht, müsste es sich demnach ebenfalls deterministisch verhalten, also in einer Weise, die durch eine Turingmaschine (theoretisch) berechnet und vorherbestimmt werden kann. Das würde aber bedeuten, dass es keinen absolut freien Willen gibt: jeder unserer Gedanken war im Augenblick des Urknalls bereits festgelegt. Des Weiteren würde es auch bedeuten, dass einerseits der Mensch nicht in der Lage ist, Probleme zu lösen, die nicht auch von einer Turingmaschine (oder einem anderen Computer) berechnet werden könnten. Und andererseits, dass alles, was Menschen tun, denken und fühlen, von einem Programm simuliert werden könnte, Künstliche Intelligenz und auch künstliches Bewusstsein also möglich ist. Die Grenze zwischen bewusstem, zielgerichtetem Handeln und bloßem mechanischen Abarbeiten eines Regelwerks verschwindet damit völlig, Wille und Bewusstsein wären eine Konstrukt. Albert Einstein vertrat diese Meinung unter Verweis auf die Unfreiheit des Willens nach Arthur Schopenhauer. Er verlieh seiner Einstellung mit einem viel zitierten Satz Ausdruck: Gott würfelt nicht. Akzeptiert man die deterministische Weltanschauung aber nicht (folgt also dem Indeterminismus), so muss man sich fragen, was, wenn nicht feste Regeln, die durch physikalische Modelle abgebildet werden können, denn den Willen regiert. Möglichkeiten wären das Schicksal, göttliche Intervention oder eine Seele des Menschen. Die beiden ersteren sprechen dem Menschen ebenfalls den freien Willen ab, letztere verschiebt den freien Willen des Menschen von seinem den physikalischen Gesetzen ausgesetzten Körper auf eine Seele, die sich der Beschreibung durch die Physik entzieht. In diesem Zusammenhang wird oft auf die Rolle des Zufalls in den Grundgesetzen der Physik hingewiesen. So ist es in der Quantenmechanik nicht mehr möglich, den Ablauf eines Vorgangs hinsichtlich aller messbarer Größen vorherzusagen, selbst wenn alle prinzipiell zugänglichen Informationen über seinen Anfangszustand bekannt sind. Nach gängiger naturwissenschaftlicher Sicht ist das Naturgeschehen nicht vollständig determiniert, sondern unterliegt partiell einem absoluten Zufall (Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik). Dieser absolute Zufall wird in diesem Zusammenhang oft als eine Freiheit der Physik herangezogen, um hierüber einen Spielraum für die Einflussmöglichkeit eines hypothetischen Freien Willens zu schaffen, welcher jedoch selbst nicht den physikalischen Gesetzen unterliegt, beispielsweise im Rahmen des Konzeptes einer Seele.

Biologie und Verhaltensforschung

Wenn unsere Vorfahren die hinter dem Gebüsch vorblitzenden schwarzen und gelben Streifen (Wirkung) einem Tiger (Ursache) zuschrieben und sich davon machten, waren sie gut beraten. Die schnelle Entscheidung, was wohl Ursache der Beobachtung sein könnte, und die daraus folgende Aktion waren lebenserhaltend. Die diesem Verhalten zu Grunde liegende Kausalitätserwartung gehört zu den "angeborenen Lehrmeistern" (Konrad Lorenz): Die "Hypothese von der Ursache" enthält die "Erwartung, dass Gleiches dieselbe Ursache haben werde. Dies ist zunächst nicht mehr als ein Urteil im Voraus. Aber dieses Vorurteil bewährt sich... in einem derartigen Übermaß an Fällen, dass es jedem im Prinzipe andersartigen Urteil oder dem Urteils-Verzicht überlegen ist" (Rupert Riedl, 1981). Angeborene Lehrmeister haben eine negative Kehrseite. Sie können Denkfallen sein: "Das biologische Wissen enthält ein System vernünftiger Hypothesen, Voraus-Urteile, die uns im Rahmen dessen, wofür sie selektiert wurden, wie mit höchster Weisheit lenken; uns aber an dessen Grenzen vollkommen und niederträchtig in die Irre führen" (Rupert Riedl). Auf die Kausalitätserwartung geht zurück, dass oftmals vorschnell der Pilot, Kapitän oder Lokführer für ein Unglück verantwortlich gemacht wird.

Ökonometrie

In der Ökonometrie begnügt man sich einem z. B. gegenüber der Philosophie eingeschränkten Kausalitätsbegriff. Bei diesem steht die zeitliche Ordnung der Variablen im Vordergrund. Entscheidend geprägt wurde der Kausalitätsbegriff der Ökonometrie von Granger. Dieser arbeitet mit der Prämisse, dass die Vergangenheit die Zukunft bestimmt und nicht umgekehrt. Sie besagt, dass eine Variable X für Y Granger-kausal ist, wenn bei einer gegebenen Informationsmenge bis zum Zeitpunkt t-1 im Zeitpunkt t die Variable Y besser prognostiziert werden kann, als ohne den Einbezug der Variablen X. Die Granger-Kausalität kann in eine Richtung gelten oder auch in beide Richtungen (Feedback-System). Die Granger-Kausalität ist statistisch testbar. Der Kausalitätsbegriff ist eng mit einer weiteren theoretischen Konzept der Ökonometrie/Zeitreihenanalyse verwandt, der Exogenität. Die Granger-Kausalität kann getestet werden. Hierzu sei ein bivariates VAR(p)-Modell betrachtet:
\begin Y_ \\ Y_ \end=\begin a_1 \\ a_2 \end+\begin \phi_ & \phi_ \\ \phi_ & \phi_ \end\begin Y_ \\ Y_ \end+...+\begin \phi_ & \phi_ \\ \phi_ & \phi_ \end\begin Y_ \\ Y_ \end+\begin Z_ \\ Z_ \end
Es liegt keine Granger-Kausalität für Y_2 auf Y_1 vor, wenn:
\phi_=\phi_=...=\phi_=0
Y_1 ist für Y_2 nicht Granger-kausal, wenn:
\phi_=\phi_=...=\phi_=0
Der Test auf Nicht-Granger-Kausalität entspricht somit einem Test auf Null-Restriktionen für bestimmte Koeffizienten. Ein solcher Test könnte bei Normalität des Weißen Rauschens wie folgt aussehen:
F(p,N-n-p)=\frac
Dabei ist
- N der Umfang der beiden Zeitreihen
- n die Anzahl der Koeffizienten, die bei einer OLS-Schätzung ("ordinary least squares estimation" oder KQ-Schätzung - "Kleinste-Quadrat"-Schätzung) verwandt werden, so dass die Zahl von Freiheitsgraden kleiner wird,
- p die Anzahl der zusätzlichen Koeffizienten, mit denen die Variable X in die OLS-Schätzung einbezogen wird,
- RSS_r die Summe der quadrierten Residuen der OLS-Schätzung der Gleichung mit Restriktionen,
- RSS_u die Summe der quadrierten Residuen einer OLS-Schätzung der Gleichung ohne Restriktionen,
- \hat\sigma_^2 = \frac als geschätzte Varianz von Z_1, dabei ist
- \hat\sigma_ die Standardabweichung. Mit dem ermittelten Wert von F geht man in die entsprechende Tabelle von F um die Wahrscheinlichkeit abzulesen, dass keine Granger-Kausalität vorliegt. Dabei ist zu beachten, dass nur die (im allgemeinen) geringere Wahrscheinlichkeit von F(p,N-n-p) zutrifft. Die Wahrscheinlichkeit von F(N-n-p,p) ist größer (im allgemeinen) und nicht zutreffend.

Rechtswissenschaft

Siehe Hauptartikel Kausalität (Rechtswissenschaft)

Medizin

Die Ätiologie (v. griech. αἰτία „Ursache“ und λόγος „Vernunft, Lehre“) bezeichnet in der Antike in einigen philosophischen Schulen die Lehre von den Ursachen. Heute herrscht die medizinische Bedeutung des Begriffs vor.

Siehe auch


- Akausalität (Gegenteil von Kausalität)
- Zufall
- Naturgesetz
- Ätiologie
- Korrelation
- causa finalis (Zweckursache)
- causa efficiens (Wirkursache)
- causa materialis (Materialursache)
- cause formalis (Formursache)
- Finalität
- Kausalprinzip
- Synchronizität
- Ishikawa-Diagramm
- Kausalitätswahrnehmung
- Karma
- Schicksal

Literatur


- Andreas Hüttemann (Hrsg.): Kausalität und Naturgesetz in der Frühen Neuzeit, Studia Leibnitiana, ISBN 3-515-07858-4
- David Lewis: Counterfactuals. Harvard University Press 1973
- John Leslie Mackie: The Cement of the Universe - A Study of Causation, Oxford, Clarendon Press, 1980
- Uwe Meixner: Theorie der Kausalität. Ein Leitfaden zum Kausalbegriff in zwei Teilen, Mentis Verlag, 2001, ISBN 3-89785-185-7
- Judea Pearl: Causality, Cambridge University Press, ISBN 0-521-77362-8
- Rupert Riedl: Biologie der Erkenntnis. Die stammesgeschichtlichen Grundlagen der Vernunft. Parey, Berlin, Hamburg 1981
- Wolfgang Stegmüller: Probleme und Resultate der Wissenschaftstheorie und Analytischen Philosophie. Bd.1 Erklärung, Begründung, Kausalität, Springer Verlag, ISBN 3-540-11804-7
- Wolfgang Stegmüller: Das Problem der Kausalität, 1983

Videos


- Real Video: [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=050803.rm Was ist Kausalität?] (Aus der Fernsehsendung Alpha Centauri)

Weblinks


- [http://paedpsych.jk.uni-linz.ac.at/INTERNET/ARBEITSBLAETTERORD/PHILOSOPHIEORD/Kausalitaet.html Kausalität bei Aristoteles und im Mittelalter]
- [http://www.gmd.de/publications/report/0060/Text.pdf KOGWIS99 Workshop "Kausalität"], 4. Fachtagung der Gesellschaft für Kognitionswissenschaft an der Universität Bielefeld, 28. September - 1. Oktober 1999 Kategorie:Wissenschaftstheorie Kategorie:Statistik Kategorie:Ontologie Kategorie:Verhaltensbiologie Kategorie:Zeitbegriff ja:因果

Feuerwehr

Notrufnummern Arten :Freiwillige Feuerwehr :Jugendfeuerwehr :Berufsfeuerwehr :Pflichtfeuerwehr :Betriebsfeuerwehr :Werkfeuerwehr :Militärische Feuerwehr :Flughafenfeuerwehr :
Flughafenfeuerwehr]] Statistik ;Gesamtanzahl Feuerwehren :Deutschland 25.513 :Luxemburg 211 :Österreich 4.876 :Schweiz 2.500 :Südtirol 305 :Liechtenstein 10 ;Gesamtanzahl Aktive :Deutschland 1.383.730 :Österreich 247.227 :Schweiz 125.000 :Südtirol 12.500 :Liechtenstein (Stand 2001) ;Gesamtzahl der Brände und Brandeinsätze :Deutschland 750.000 - 200.000 Einsätze (Stand 2003)
Hier finden Sie allgemein gültige Informationen zur Feuerwehr. Spezielle Informationen zu bestimmten Feuerwehren finden Sie in den jeweiligen Länderseiten. ---- Die Feuerwehr ist eine Hilfsorganisation, deren Aufgabe es ist, dem Einzelnen und der Allgemeinheit im Notfall und bei öffentlichen Notständen Hilfe zu leisten, Menschen zu retten, Tiere und Sachwerte zu bergen oder vor Schaden zu schützen, Brände zu bekämpfen und technische Hilfe zu leisten. Da sich in den letzten Jahrzehnten die Zahl der Brände stark zurückentwickelt hat, übernimmt die Feuerwehr zunehmend Aufgaben, die über die traditionelle Brandbekämpfung hinausgehen, wie zum Beispiel Rettungseinsätze. Die Art der neu übernommenen Aufgaben und die Strukturen der Feuerwehren sind regional sehr unterschiedlich.

Organisationsformen

Eine Feuerwehr kann sein:
- eine Einrichtung der Kommune (Körperschaft des öffentlichen Rechtes).
- eine betriebliche Einrichtung (Werk- und Betriebsfeuerwehr).
- ein privates Unternehmen, das im Auftrag der Kommune oder des Betriebes die Aufgaben einer Feuerwehr wahrnimmt (beispielsweise Falck in Dänemark).

Gründe für Unterschiede in der Welt

Dänemark Der Aufbau einer Feuerwehr ist von den ihr gesetzlich übertragenen Aufgaben abhängig. Neben dem abwehrenden Brandschutz kann die Feuerwehr auch zuständig sein für den vorbeugenden Brandschutz, die technische und allgemeine Hilfeleistung, den Rettungsdienst, sowie den Umweltschutz und den Katastrophenschutz. Für die unterschiedlichen möglichen Einsatzarten muss die Feuerwehr entsprechend ausgestattet sein. Dies macht insbesondere eine Auswahl und Anpassung der Technik bezüglich der Topographie (z.B. Seen, Gebirge, Waldflächen) und der Bebauung (z.B. Hochhäuser, Gewerbegebiete) notwendig. Die Leistungsfähigkeit einer Feuerwehr ist abhängig von der von ihr verwendeten Technik und vom Ausbildungsstand des Personals. Gerade Feuerwehren in Entwicklungsländern können ihre Aufgaben auf Grund fehlender Geldmittel oftmals nicht flächendeckend und nicht optimal erfüllen. Abhängig von der Bevölkerungsstruktur und -dichte sind auch die Strukturen der Feuerwehrorganisationen. Sind es im deutschsprachigen Raum die freiwilligen Feuerwehren, die den flächenmäßig größten Teil des Brandschutzes abdecken, haben andere Länder auf Stützpunktfeuerwehren mit hauptamtlichem Personal gesetzt. Wieder andere setzen auf den Brandschutz durch militärische Strukturen. Hauptartikel:
- Feuerwehr in Deutschland
- Feuerwehr in Luxemburg
- Feuerwehr in Lettland
- Feuerwehr in Österreich
- Feuerwehr in der Schweiz
- Feuerwehr in Südtirol Feuerwehr in Südtirol

Aufgaben

Die Aufgabe der Feuerwehren ist die Gefahrenabwehr, der Auftrag wird in den Gesetzen der jeweiligen Staaten geregelt. International weit verbreitet, sind ihre Aufgaben in den vier Worten Retten, Löschen, Bergen und Schützen als Leitbild enthalten. In Deutschland sind die Aufgaben: Abwehrender Brandschutz, Vorbeugender Brandschutz und Technische Hilfeleistung. Nachfolgend werden Aufgaben, die für einen Großteil der Feuerwehren grundlegend sind, beschrieben.

Retten

Retten ist die Abwendung einer Lebensgefahr von Menschen durch Sofortmaßnahmen (Erste Hilfe), die der Erhaltung oder Wiederherstellung von Atmung, Kreislauf oder Herztätigkeit dienen und/oder Befreien aus einer Zwangslage durch technische Rettungsmaßnahmen. Tätigkeitsfelder hierfür sind z.B. Feuer, Überschwemmungen oder Verkehrsunfälle.

Löschen

Verkehrsunfälle Das Löschen ist die älteste Aufgabe der Feuerwehr. Bei diesem so genannten abwehrenden Brandschutz werden unterschiedlichste Brände mit Hilfe der technischen Feuerwehrausrüstung bekämpft. Im Laufe der Zeit ist jedoch die Zahl der Brandbekämpfungen weltweit zurückgegangen. Aufgrund der zunehmenden Aufgabenvielfalt der Feuerwehr nehmen die Technischen Hilfeleistungen stark zu und die Feuerwehr entwickelt sich zur Hilfeleistungsorganisation.

Bergen

bekämpft Die Feuerwehr kann weiterhin für das Bergen von Sachgütern, Tieren oder Toten, zum Beispiel bei Hochwasser, technischen Hilfeleistungen wie das Auspumpen von Kellern, Hilfe bei Verkehrsunfällen und Unwettern verantwortlich sein.

Schützen

Zum vorbeugenden Brandschutz kann die Bereitstellung von Brandsicherheitswachen bei öffentlichen Veranstaltungen und die Kontrolle von Hydranten und Löscheinrichtungen gehören. Der vorbeugende Brandschutz ist eine wichtige Einrichtung, um Brände im Vorfeld zu vermeiden und die Bevölkerung schon im Kindesalter auf Gefahren aufmerksam zu machen und das richtige Verhalten in Notsituationen aufzuzeigen. So wird Brandschutzerziehung in Kindergärten und Grundschulen durchgeführt. Besonders in Industrienationen wird dem Betriebsbrandschutz immer mehr Augenmerk geschenkt, sei es durch eigene betriebliche oder auch durch öffentliche Feuerwehren. Grundschule Darüber hinaus wird die Feuerwehr im Rahmen behördlicher Baugenehmigungsverfahren größerer Bauvorhaben häufig hinzugezogen und um Stellungnahme gebeten (Stellungnahmeersuchen). Außerdem kann die Feuerwehr aktiven Umweltschutz betreiben, wie die Eindämmung von Ölunfällen, Beseitigung von Ölspuren auf Straßen und Eindämmung chemischer, biologischer und atomarer Gefahren (siehe Gefahrgut). Auch bei der Erstellung von Alarmplänen oder bei verschiedenen Genehmigungsverfahren kann es nötig sein, die Feuerwehr heranzuziehen. Weiterhin bringt die Feuerwehr bei der Erstellung von Standards in verschiedenen Fachgebieten ihre Erfahrung und Verbesserungsvorschläge ein.

Allgemein

Um einem alten Vorurteil gegenüber der Feuerwehr, das besagt Was das Feuer nicht kaputt machte, erledigte das Löschwasser entgegenzuwirken, musste auch die Feuerwehr ihre Arbeitsweise bei allen Einsatzarten ändern, um professioneller zu arbeiten. Es muss bei jeder Art von Einsätzen darauf geachtet werden, dass nicht nur die unmittelbare Gefahr gebannt wird, sondern auch die Folgeschäden (u. a. verursacht durch Rauch und Löschwasser), die oft wesentlich die Primärschäden übersteigen, möglichst gering zu halten. Dadurch wirkt ein Einsatz oft wesentlich unspektakulärer als früher, weil nicht mehr nur die Geschwindigkeit sondern auch ein überlegtes, manchmal langsamer erscheinendes Handeln zählt.

Geschichte

Standard]] Standard] Bereits die alten Ägypter hatten die ersten organisierten Feuerlöscheinheiten. Im Römischen Reich entstanden Millionenstädte wie Rom. Die Häuser waren meist mehrstöckig und standen sehr eng beieinander, auch die Gassen waren sehr eng. Vielfach wurden hölzerne An- und Vorbauten an den Häusern errichtet. Etliche Male vernichteten Feuersbrünste ganze Stadtteile von Rom. Im Jahr 21 v. Chr. wurde eine erste Feuerwehr mit 600 Sklaven gegründet. Siehe auch: Feuerwehren im Römischen Reich Schon im Mittelalter waren die Gemeinden verpflichtet, den Brandschutz aufzubauen. So wurden zuerst die Innungen und Zünfte dazu verpflichtet im Notfall einzugreifen. Da sehr viele Gebäude Fachwerkbauten aus Holz waren und oft innerhalb der Stadtmauern auf engstem Raum errichtet wurden, kamen Großbrände, bei denen ganze Stadtviertel abbrannten, sehr oft vor. Es wurden auch erstmals Feuerknechte in den Feuerlöschverordnungen verankert, so dass von den ersten Berufsfeuerwehren gesprochen werden kann, wie zum Beispiel in Wien 1685. Die feuerwehrtechnische Ausrüstung war in der vorindustriellen Zeit auf einfache Hilfsmittel wie Eimer, Leitern oder Einreißhaken beschränkt. Im 17. Jahrhundert wurde der Schlauch erfunden, der zuerst aus genähtem Leder angefertigt wurde; später wurde das Leder vernietet. Bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts wurden noch Handpumpen, sogenannte Feuerspritzen verwendet, die von Pferden oder der Löschmannschaft an die Einsatzstelle gezogen wurden. Mit der Erfindung des Verbrennungsmotors verbesserte sich auch die Ausrüstung der Feuerwehren erheblich: Motorspritzen und selbstfahrende Feuerwehrfahrzeuge erhöhten die Leistungsfähigkeit um ein Vielfaches. In den USA wurden erst Mitte des 19. Jahrhunderts die ersten, privatwirtschaftlich organisierten, Berufsfeuerwehren gegründet. Teilweise wurden nur Häuser, die die Plakette eines solchen Unternehmens trugen, gelöscht. Hauptartikel: Geschichte der Feuerwehr und Feuerwehren im Römischen Reich

Ausrüstung

Feuerwehren im Römischen Reich] Feuerwehren im Römischen Reich] Zur Erfüllung der ihr übertragenen Aufgaben verfügt die Feuerwehr in der Neuzeit über eine Vielzahl von technischem Gerät, dies umfasst neben den Feuerwehrfahrzeugen auch deren Beladung und die persönliche Ausrüstung eines jeden Feuerwehrmannes, die in einer so genannten Feuerwache untergebracht sind. Darüber hinaus kommen bei der Feuerwehr auch Kommunikationssysteme, wie das BOS-Funksystem und Technik zur Alarmierung der Feuerwehrangehörigen zum Einsatz. In manchen Ländern gehören auch Rettungshunde zur Feuerwehr. Sie werden hauptsächlich im Katastrophenhilfsdienst nach Erdbeben oder anderen Katastrophen, aber auch bei der Suche nach einzelnen vermissten Personen eingesetzt. In einigen Ländern ist die Feuerwehr auch für den Rettungsdienst zuständig und hält somit entsprechende Fahrzeuge und Geräte vor. In Deutschland wird diese Aufgabe überwiegend im Bereich von Berufsfeuerwehren wahrgenommen.

Struktur

Die Feuerwehr muss nach bestimmten Kriterien in Einheiten strukturiert sein, damit die Mitglieder der Feuerwehr möglichst effizient zusammen arbeiten können. In einigen Ländern wurden die Strukturen vom dortigen Militär übernommen, in anderen Ländern wurden neue Strukturen geschaffen. Hauptartikel: Feuerwehreinheiten

Ausbildung und Dienst

Da die Feuerwehren einerseits effektiv und professionell arbeiten sollen, andererseits auch der Selbstschutz nicht zu kurz kommen darf, ist eine gute Ausbildung notwendig. Deshalb müssen Lehrgänge, Übungen und Dienste von den Feuerwehrleuten besucht werden. Der größte Teil der Ausbildung erfolgt in so genannten Feuerwehrschulen. Außerdem muss eine körperliche und geistige Eignung vorhanden sein. Diese kann je nach Gesetzeslage durch ärztliche Tests und Untersuchungen festgestellt werden. ärztliche Tests und Untersuchungen]] ärztliche Tests und Untersuchungen Durch die verstärkte Technisierung der gesamten Gesellschaft ist die Art der Einsätze wesentlich komplizierter geworden. So werden immer mehr Spezialisten benötigt. Aus diesem Grund bilden sich in manchen Feuerwehren Schwerpunkte heraus, wie zum Beispiel im Chemiebereich oder im Strahlenschutz. Diese Feuerwehren können andere mit Fachleuten unterstützen. Der aktive Dienst kann in einigen Ländern schon mit 16 Jahren beginnen, in anderen Ländern erst ab 18. Da der Dienst körperlich sehr viel abverlangt, gibt es auch bei Freiwilligen ein bestimmtes Höchstalter. Meist endet er mit dem Erreichen des 60. oder 65. Lebensjahres. Der Übungsbetrieb ist nicht leicht durchzuführen da die Übungssituationen möglichst realistisch sein sollen, und es nicht einfach möglich ist Übungsobjekte anzünden oder Fahrzeuge zu zerschneiden. Noch schwieriger wird es, wenn es um Menschenrettung geht. So bleibt jede Übung nur ein Trockentraining,das den Feuerwehrleuten in Fleisch und Blut übergehen muss, um im Ernstfall richtig entscheiden zu können. Nur in sehr wenigen Fällen können so genannte Heißübungen durchgeführt werden; diese sind jedoch sehr wichtig um Feuerwehrpersonal an den Umgang mit dem Feuer zu gewöhnen.
Da auch sehr viel theoretisches und rechtliches Wissen abverlangt wird, finden zusätzlich zu den zahlreichen praktischen Übungen auch theoretische Unterrichtseinheiten statt, in der Regel während der kalten Jahreszeit. Um in den einfachen Handgriffen sattelfest zu werden, werden regelmäßig Feuerwehrleistungsbewerbe durchgeführt, die schon nahe dem Leistungssport liegen. Sie werden bis zu Weltmeisterschaften durchgeführt.

Jugendarbeit

Weltmeisterschaften In vielen Ländern gibt es Abteilungen der Feuerwehr, die sich speziell um die Anwerbung von jungen Menschen kümmern. Damit können sie leichter Nachwuchs rekrutieren, andererseits fällt ihnen auch bei der Jugenderziehung eine verantwortungsvolle Tätigkeit zu. Hauptartikel: Jugendfeuerwehr

Kameradschaft

Jugendfeuerwehr] In der Öffentlichkeit ist die Feuerwehr auch durch ihre Kameradschaft bekannt. Da Feuerwehrleute sich während ihrer Einsatztätigkeit aufeinander verlassen müssen und unter Umständen einander ihr Leben gegenseitig anvertrauen, ist eine ausgeprägte Vertrauensbasis wichtig. Das soziale Miteinander und das oft starke Zusammengehörigkeitsgefühl unter den Feuerwehrleuten wird als Kameradschaft bezeichnet. Vor allem bei den freiwilligen Feuerwehren hält diese Kameradschaft auch über den aktiven Dienst hinaus und manifestiert sich in gemeinsamer Freizeitgestaltung. Gerade in kleinen Orten ist die Feuerwehr häufig ein gesellschaftlicher Mittelpunkt. Der Prozentsatz, den die Feuerwehrkameraden an der Ortsbevölkerung stellt, ist in diesen Orten wesentlich höher als in städtischen Gebieten. Oft hat die Mitgliedschaft in der Feuerwehr Familientradition. Die meisten Feuerwehrleute verlassen nach Ende ihre aktiven Dienstzeit die Wehr nicht einfach, sondern wechseln in die Seniorengruppe, die - regional unterschiedlich - Alters-, Reserve- oder Ehrenabteilung genannt wird. Während die freiwilligen Feuerwehrangehörigen sich als Kameraden bezeichnen, wird bei Berufsfeuerwehrleuten meist, wie in jedem anderen Unternehmen auch, der Begriff "Kollegen" verwendet.

Probleme der Feuerwehr

Finanzielle Situation

Besonders in Zeiten fehlender Investitionen (vor allem Kapital) durch die Träger des Brandschutzes (Kommunen, Städte), ist es vielen freiwilligen Feuerwehren heutzutage nicht mehr möglich, all ihre Aufgaben wirkungsvoll und der Gesetzgebung entsprechend zu erfüllen. Unter Umständen kann dies Menschen in Not zusätzlich in Gefahr bringen bzw. ihre Notlage verschlimmern, wenn die Kameraden der Feuerwehr nicht schnellstmöglich am Einsatzort eintreffen können. Es kam schon vor, dass während eines Einsatzes die Feuerwehrleute ihr Fahrzeug zum Einsatzort schieben mußten. Eine Verschlechterung ihres Rufes in der Bevölkerung ist somit die Folge. Aber auch die Unversehrtheit von Leib und Leben der Feuerwehrkameraden, die letztendlich ihren Dienst uneigennützig für die Allgemeinheit versehen, ist in Gefahr, wenn schlechte und veraltete Technik genutzt werden muss. Viele Feuerwehren sind auch auf die finanzielle Mithilfe der Bevölkerung angewiesen, da die Feuerwehren vor allem in finanziell schwachen Gemeinden sonst nicht ausreichend unterhalten werden können. Berlin zum Beispiel hat heute weniger hauptberufliche Feuerwehrleute als der Ost- und der Westteil der Stadt vor der Wiedervereinigung jeweils alleine hatten. Hier wirkt sich besonders einschneidend aus, dass eine hauptamtliche Stelle jährlich z.T. so viel kostet wie eine ganze Freiwillige Feuerwehr. Wiedervereinigung So sind gerade Berufsfeuerwehren gezwungen, starke Etatkürzungen einsatztaktisch bestmöglich zu kompensieren. Die Sparzwänge erstrecken sich jedoch ebenso auf ehrenamtlich unterhaltene Feuerwehren: Bei der reinen Betrachtung der großen Anzahl freiwilliger Feuerwehren könnten Außenstehende die Notwendigkeit einzelner Wehren anzweifeln. Jedoch zeigen gerade Katastrophen wie das Jahrhunderthochwasser 2002 wie wichtig jede helfende Hand ist. Zum anderen muss beachtet werden, dass jeder einzelne Standort der Einhaltung der Hilfsfrist in seinem Einsatzbereich dient, d. h. das Eintreffen der Feuerwehr innerhalb einer vorgeschriebenen Zeitspanne ab der Alarmierung garantiert. In anderen Ländern, wo ein freiwilliges System nicht existiert, hört man dagegen den Ruf nach einem solchen System, da es in vielen Bereichen doch kostengünstiger als eine Berufsfeuerwehr ist. Ein freiwilliges System lässt sich aber kaum durch Gesetze verordnen, sondern muss langsam wachsen. So gibt es in Griechenland Sommercamps, von der ESEPA veranstaltet, mit freiwilligen Feuerwehrleuten aus anderen Ländern, die helfen, die zahlreichen Waldbrände zu bekämpfen.

Vereinbarkeit von Feuerwehr und Beruf im Ehrenamt

Waldbrände Auch durch die Arbeitsmarktssituation im 21. Jahrhundert wird die Einsatzfähigkeit von in vielen Ländern vorkommenden Freiwilligen Feuerwehren verringert. So wird manchen ehrenamtlichen Feuerwehrleuten von ihren Arbeitgebern untersagt, während ihrer Arbeitszeit die Arbeit wegen eines Feuerwehreinsatzes zu verlassen, obwohl dies in einigen Ländern eindeutigen gesetzlichen Regelungen widerspricht. Auch das vermehrte Auspendeln zu den Arbeitsplätzen vermindert vor allem die Tagesbereitschaften. Obwohl die Feuerwehr immer eine Männerdomäne war und es auch in Feuerwehrkreisen noch immer einige Vorurteile gibt, werden aus diesem Grund auch immer mehr Frauen bei den Feuerwehren aufgenommen. Allerdings gibt es auch etliche Unternehmen, die die Eigenschaften von Feuerwehrangehörigen schätzen und bevorzugt aufnehmen, da diese aus dem Feuerwehrdienst Kenntnisse mitbringen, die nicht unmittelbar als zur allgemeinen Berufsausbildung zählen. So sticht besonders die Teamfähigkeit von Feuerwehrleuten heraus (siehe oben: Kameradschaft in der Feuerwehr). In einigen Ländern, wie Deutschland, haben deren Führungsorganisationen angesichts der stetig zurückgehenden Zahl von freiwilligen Helfern die Notwendigkeit erkannt, durch groß angelegte Werbe- und Imagekampagnen neue Mitglieder hinzuzugewinnen. Ob sich dies wirklich auf Dauer auszahlt, wird sich zeigen. Das System des Brandschutzes, wie es in der Vergangenheit gab und bewährt hat, ist allerdings wohl in dieser Form nicht mehr aufrecht zu erhalten. Bessere Fahrzeugtechnik, bessere persönliche Ausrüstung die Umstellung auf Digitalfunk zwingen die Kommunen zum Spagat zwischen knappen Haushaltsmitteln und moderner Ausstattung. Technische ausgefeiltere und umfangreiche zu bedienende Gerätschaften erfordern gut ausgebildetes Personal, das sich ständig weiterbilden muss. Auch ein Problem von Freiwilligen, die im zivilen Berufsleben auch immer höheren Anforderungen gegenüberstehen. Ernsthaft betriebene Feuerwehrarbeit bedeutet immer mehr, einer massiven Doppelbelastung ausgesetzt zu sein.

Vorurteile gegen Feuerwehrmitglieder

Kameradschaft in der Feuerwehr Oftmals wird angenommen, dass besonders viele Brandstifter selber Mitglied in einer Feuerwehr seien. So haben Pyromanen aufgrund ihrer Krankheit sicher eine gesteigerte Motivation, in eine Feuerwehr einzutreten, doch wird versucht, dies durch eine geeignete soziale und strafrechtliche (Führungszeugnis) Mitgliederauswahl zu verhindern. Auch eine gegenseitige Kontrolle innerhalb der Feuerwehr kann dies verhindern. Jedoch ist dieses Problem keine Besonderheit der Feuerwehr – auch andere Gruppen können ähnliche Anziehungspunkte für nicht geeignete Mitglieder darstellen (vgl. Vorurteile: Schützenverein, Bundeswehr). Deshalb ist ein professioneller und differenzierter Umgang mit dem Thema notwendig. Der Großteil der Brandstiftungen geht auf ganz andere Motivationen als