Begriffsklärung: Wann ist „fraktal“ mehr als eine Metapher?

„Fraktal“ ist in der Naturwissenschaft kein Synonym für „komplex“ oder „ständig im Umbau“, sondern meint in der Regel Skaleninvarianz: Eine Struktur zeigt über mehrere Längenskalen hinweg ein ähnliches Muster, oft messbar über Potenzgesetze und eine Fraktaldimension. Wenn diese Kriterien nicht erfüllt oder nicht gemessen werden, bleibt „fraktal“ eine bildhafte Redeweise.

Was Wasser tatsächlich „selbstorganisiert“: ein dynamisches Wasserstoffbrücken-Netzwerk

Flüssiges Wasser ist kein statisches Gitter, sondern ein hochdynamisches Netzwerk aus Wasserstoffbrücken. Dieses Netzwerk bildet fortwährend lokale Anordnungen (z. B. tetraedrisch „offen“ versus dichter „zusammengedrängt“) und reorganisiert sich sehr schnell. In Modell- und Simulationsarbeiten wird betont, dass das Wasserstoffbrücken-Netz als perkolierendes System auftreten kann, das sich auf pikosekundigen Zeitskalen ständig rekonstruiert.

Wo „Fraktal“ in der Wasserforschung sinnvoll vorkommt: Perkolation und kritische Fluktuationen

Wenn man Wasser über Konnektivität (wer ist über Wasserstoffbrücken mit wem verbunden?) beschreibt, landet man bei Perkolation: Ab bestimmten Bedingungen entsteht ein zusammenhängender „Riesen-Cluster“, darunter zerfällt das Netzwerk in viele Cluster. Genau an solchen Übergängen zeigen Clustermodelle typischerweise Potenzgesetz-Verteilungen der Clustergrößen; das ist der Kontext, in dem „fraktal“ als technischer Begriff auftaucht (Perkolationscluster sind geometrisch fraktal). Für superkritisches Wasser wird z. B. eine Perkolationslinie diskutiert und die Clusterstatistik über entsprechende Exponenten ausgewertet.

Das heißt: Ja, man kann „fraktale Selbstorganisation“ in einem präzisen Sinn sagen, wenn man damit meint, dass Wasser (unter bestimmten Zustandsbedingungen, besonders nahe Übergängen/Kreuzungen) Cluster mit skalenfreien Eigenschaften bildet. Nein, man sollte nicht behaupten, „Wasser sei im Kern ein Fraktal“ im Sinne einer dauerhaft fraktalen Struktur bei Alltagsbedingungen; dafür ist das Netzwerk zu kurzlebig und die Skaleninvarianz nicht generell gegeben.

Anschluss an Ihr 51:49-Denken: nicht als Chemiebehauptung, sondern als Strukturlese

In der seriösen Wasserphysik werden die „Anomalien“ des Wassers oft als Ergebnis einer Konkurrenz gedeutet: Tendenzen zur stärker tetraedrischen, weniger dichten lokalen Ordnung stehen Tendenzen zur dichteren, entropisch begünstigten Packung gegenüber; sogenannte Zwei-Zustands- oder „two-state“-Modelle machen diese Konkurrenz modellierbar.

Ihr 51:49 lässt sich daran als Kalibrier-Metapher anschließen: Stabilität entsteht nicht aus perfekter Symmetrie, sondern aus einer minimalen, dauernd wirksamen Asymmetrie zwischen „bindender Ordnung“ (Netzwerk) und „auflösender Bewegung“ (thermische Fluktuation). Das ist dann kein „Wasser besteht aus 51:49“, sondern ein Prüfmaß: Welche Seite dominiert unter welchen Bedingungen, und wie kippt das System bei kleinen Änderungen?

Konsequenz für Ihre Begrifflichkeit

Wenn Sie „Fraktal“ in Ihr Referenz- und Prüfsystem aufnehmen wollen, ist es am belastbarsten als Operator für Skalenprüfung: Zeigt der beobachtete Prozess Potenzgesetze, Cluster-Skalierung, Perkolationsnähe oder eine messbare Fraktaldimension? Wenn nicht, ist „Selbstorganisation“ der präzisere Begriff, und „fraktal“ bleibt bewusst metaphorisch.