ZUFALL – REGEL – LEBEN. MEMO ZUR PHILOSOPHIE-WERKSTATT vom 12.Nov.2017

eJournal: Philosophie Jetzt – Menschenbild
ISSN 2365-5062, 13.Nov. 2017
URL: cognitiveagent.org
info@cognitiveagent.org
Autor: cagent
Email: cagent@cognitiveagent.org

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ÜBERBLICK

Die Philosophiewerkstatt am 12.November 2017 (siehe Einladung) startete anhand von einfachen Computersimulationen mit grundlegenden Begriffen wie Rauschen – Ordnung,
Zufall – Regel, Regeländerungen durch Zufall, Präferenzen – Ziele.
Daraus entwickelte sich ein Gespräch, bei dem immer mehr zusätzliche
Aspekte beigesteuert wurden. Dabei überlagerten sich verschiedene
Sichten aufgrund der unterschiedlichen Ausgangspunkte.

1. SIMULATIONEN

Die Philosophiewerkstatt startete dieses Mal mit zwei einfachen Computersimulationen.

1.1 Akteur – Umgebung

In der einen Simulation konnte man einen einzelnen Akteur in einer Umgebung beobachten, der entweder nach einem Zufallsprinzip vorging oder mit
einer festen Regel.
Das Zufallsprinzip schloss zwar einen Erfolg grundsätzlich nicht aus,
setzt aber für einen nachhaltigen Erfolg voraus, dass eine genügend lange
Zeit zur Verfügung steht oder sehr viele Akteure gleichzeitig im Einsatz

 

Ideen-Netzwerk zur Sitzung vom 12.Nov.2017

Ideen-Netzwerk zur Sitzung vom 12.Nov.2017

sind, so dass das Scheitern von vielen begleitet sein kann von dem Erfolg
von wenigen.
Das Vorgehen nach einer festen Regel bot 100%-tigen Erfolg, wenn die
Regel zur Umgebung passt, aber zugleich 100%-tiges Scheitern, wenn die
Regel nicht passt. Bei einer sich verändernden Umwelt wäre die Fixierung
auf eine feste Regel also ein Todesurteil, mehr noch als nach dem Zufallsprinzip vorzugehen; Letzteres kann zumindest gelegentlich Erfolg haben.
In der Diskussion der beiden Beispiele ergab sich dann als mögliche
Verbesserung die Idee einer sich verändernden Regel.

1.2 Sich Verändernde Regel

Dazu gab es eine Simulation, in der drei einfache – zu Beginn durch Zufall
– erzeugte Melodien vorgespielt wurden. Man konnte diese relativ zueinander bewerten. Aus den beiden am höchsten bewerteten wurden wieder drei
neue Melodien gebildet und wieder zur Bewertung gestellt.
In diesem Fall waren die Melodien die ’Regeln’, die als Melodie festliegen, die aber nach Rückmeldung durch die Zuhörer ’abgeändert’ wurden.
Klar erkennbar war, dass die Melodien tatsächlich abgeändert wurden.
Es stellte sich dann aber bald die Frage, welche nun besser sei als die an-
deren?
Die Fähigkeit, eine Regel zu ändern bildet die Voraussetzung dafür, ein
regelgeleitetes Verhalten den Gegebenheiten der Umgebung anzupassen,
aber die Richtung der Änderung war damit noch nicht geklärt. Richtungen
haben mit Präferenzen zu tun, mit Werturteilen, mit Zielen.

2. CHAOS, ORDNUNG UND ZIELE

Im Kontext des Begriffs Zufall wurden auch Begriffe wie Rauschen, Entropie und Chaos angesprochen. Diese Begriffe entstammen unterschiedlichen
Sprachspielen (Zufall – Mathematik, Rauschen – Akustik, Entropie – Physik,
Chaos – Mythologie (mit neueren mathematischen Deutungen)). In der
Diskussion wurden sie als letztlich gleichbedeutend behandelt, da sie Systemzustände beschreiben, in denen sich keine Regelhaftigkeiten beobachten
lassen. Insofern stellen diese Begriffe einen Gegenpol dar zu jeder Art von
Regelhaftigkeit, unabhängig davon, wie diese zustande kommt.
Regeln bilden die Bausteine für komplexere Ordnungen, die implizit
Zielsetzungen enthalten, Präferenzen, Wertentscheidungen. Solche Präferenzen
können einen konventionellen = arbiträren Charakter haben (z.B. Verkehrsregeln),
oder aber werthaftig sein im Sinne einer Normentscheidung, die die Alter-
native nicht-diskutierbar ausschließt (z.B. Grundgesetz Art.1: ’Die Würde
des Menschen ist unantastbar…’).
Werthafte Entscheidungen hängen von Wissen ab, mehr noch: von
Überzeugungen, dass A in einem nicht-diskutierbaren Sinne besser sei
als B.
Wenn solche Wertüberzeugen kompatibel sind mit einem nachhaltigen
Leben sind solche Wertüberzeugungen hilfreich. Falls nicht, sind sie nachhaltig destruktiv und tödlich. Beispiele für Wertüberzeugungen liefern viele
institutionell-religiöse System oder Populismen, in denen Wertüberzeugungen
das Handeln anleiten, ohne dass diese – in der Regel – selbst in Frage
gestellt werden werden dürfen (Gilt abgeschwächt auch für staatliche Verfassungen).
Im Bereich des Biologischen manifestiert sich in vielen Beispielen, dass Individuen nach bestimmten individuell festen Regeln miteinander komplexe soziale Systeme realisieren, die in ihrer Gesamtwirkung die Fähigkeiten
des einzelnen Individuums weit überragen. Die hier beobachtbaren Regel
sind – jede für sich – fest programmiert.
Menschen können solche festen Regelsysteme auch leben; allerdings
besitzen sie die zusätzliche Fähigkeit, solche Regelsysteme abzuändern.

3. INDIVIDUUM – SYSTEM

Als Individuum tendiert man dazu, die Welt aus der individuellen Perspektive zu sehen und zu bewerten. Auch ein möglicher Sinn wird in der individuellen Perspektive verankert. Tatsache ist aber, dass das Individuum
weitgehend nur als Teil eines größeren Zusammenhangs (Population, Art,…,
Umwelt, …) existieren kann. Wenn der größere Zusammenhang nicht auf
die Existenz des Individuums abgestimmt ist, hungert es, dürstet, friert, ist
schutzlos, ist hilflos, … Der je größere Kontext ist also möglicherweise der
wichtigere Sinnträger.

4. DEUTUNGSBILDER

Aufgrund der unterschiedlichen Sichten, die im Gespräch zutage traten,
wurde es wichtig, sich bewusst zu machen, dass die Worte, die jemand
benutzt, die sprachlichen Äußerungen, ihre intendierten Bedeutungen über
spezifische Bedeutungsbeziehungen beziehen, die unterschiedlichen Spiel-
regeln unterliegen können.
Eine philosophische Redeweise unterliegt anderen Spielregeln als eine
experimentell-wissenschaftliche Redeweise. Manches, was experimentell-
wissenschaftlich nicht gesagt werden kann, kann philosophisch gesagt wer-
den.
So kann man philosophisch Begriffe wie z.B. Geist, Psyche, und Seele
in bestimmten Kontexten benutzen, experimentell-wissenschaftlich sind diese
Begriffe aber nur schwer, wenn überhaupt, definierbar.
Entsprechend gehören auch biblische Redeweisen, wie man sie z.B.
im Buch Genesis des Alten Testaments zur Entstehung der Erde und des
Lebens lesen kann, einem ganz anderen Sprachspiel an als jene experimentell-
naturwissenschaftlichen Redeweisen über die Entstehung des physikalischen Universums und des biologischen Lebens auf dem Planet Erde.

5. AUSBLICK

Nach diesem sehr angeregten und intensivem Gespräch wurden als Themenwünsche für die nächste Sitzung am So 9.Dez 2017 genannt:

1. Was ist der Mensch? Einerseits ist der Mensch ein biologisches
Lebewesen, Teil des allgemeinen biologischen Lebens, andererseits
verfügt der Mensch über einige Eigenschaften, die ihn von den übrigen
Lebensformen unterscheiden. Welche sind dies? Was bedeutet dies?
2. Zukunft des Menschen: wie muss man sich die Zukunft des Menschen vorstellen? Was kann, was muss sich ändern, wenn das Leben
erhalten bleiben soll?
3. Wie soll man das Zusammenspiel von Mensch und Technologie in
der Zukunft sehen? In welche Richtung könnte sich der Mensch
verändern? In welche Richtung sollte er sich verändern? Inwieweit
kann die Technik hier helfen?
4. Ist es denkbar, dass sich das Bedürfnisprofil des Menschen in der
Zukunft ändert? Muss es sich nicht sogar ändern? Welche Bedürfnisse
sind eigentlich wichtig?

KONTEXTE

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DIE ZUKUNFT WARTET NICHT – 2117 – PHILOSOPHISCHE WELTFORMEL – FAKE-NEWS ALS TODESENGEL

NACHTRAG: Mo, 13.März 2017

Wichtiger Nachtrag zum Komplexitätsbegriff, seinen Grenzen, und erweiterte  Diskussion zur ersten Periodisierung genannt ‚Emergent Life‘ (hauptsächlich ab Nr.25)

KONTEXT

  1. Der aktuelle Blogeintrag ist keine direkte Fortsetzung des letzten Eintrags, sondern schließt gedanklich eher an den vorletzten Beitrag an und ist von daher eher als eine Einleitung zu dem Blogeintrag über das Bewusstsein zu verstehen.
  2. Welche Themen jeweils in die Feder fließen hängt von vielerlei Faktoren ab. Generell natürlich schon von den übergreifenden Perspektiven des Blogs, dann aber auch von alltäglichen Ereignissen und Diskussionen. Dass es heute nun zu diesem sehr grundsätzlichen Beitrag gekommen ist, ist u.a. den intensiven Diskussionen mit Manfred Fassler geschuldet, der aufgrund seines Hintergrundes in Soziologie und Anthropologie die gesellschaftliche Dimension stark in die Überlegungen einbringt, während ich mich meist auf systemische Perspektiven fokussieren. Als ich versucht habe (während ich durch meine Grippe weitgehend ausgeschaltet war (und immer noch bin)), seine Aspekte mit meinen Überlegungen zusammen zu bringen, entstand schrittweise eine Struktur, ein Modell, das sich darstellt wie der Beginn einer philosophischen Weltformel, mit deren Hilfe man mit einem Male viele komplexe Einzelphänomene in die Logik eines übergeordneten Zusammenhangs einordnen kann (siehe Schaubild).

    Periodisierung der Evolution des Lebens mit dem Versuch eines systematischen Kriteriums

    Periodisierung der Evolution des Lebens mit dem Versuch eines systematischen Kriteriums

WELTFORMEL

  1. Den Begriff Weltformel kennen wir ja meist nur im Kontext der modernen Physik, die mit ihren Erklärungsmodellen zu immer umfassenderen Aussagen über das Universum kommen konnte, so umfassend, dass man tatsächlich geneigt ist, von einer Weltformel zu sprechen. Nun wissen wir aber, dass diese sogenannten Weltformeln der Physik bislang noch nicht wirklich alles erklären, geschweige denn nicht all jene Phänomene, die wir dem Bereich des biologischen Lebens zuordnen und den damit verbundenen immer komplexeren Phänomenen von Verhalten und menschlichen Gesellschaften. Es besteht auch wenig Aussicht, dass die physikalischen Weltformeln jemals zu einer völlig erschöpfenden Weltformeln werden könnte, weil schon rein mathematisch eine Theorie der Welt ohne jene, die die Theorie hervorbringen, seit Gödel 1931 entweder als grundsätzlich unvollständig oder unentscheidbar gilt.
  2. Ein anderes Hindernis besteht darin, dass die Physik als empirische Wissenschaft – wie alle anderen empirischen Disziplinen auch – schon vom Start weg nur einen kleinen Teil der möglichen Phänomene dieser Welt als Ausgangspunkt zulässt. Diese vorwissenschaftlich getroffene methodische Beschränkung auf die sogenannten intersubjektiven Phänomene, die sich mittels vereinbarter Messverfahren messen lassen, und zwar invariant mit Bezug auf den, der misst, hat sich zwar im großen und ganzen als sehr leistungsfähig erwiesen, aber anzunehmen, dass sich mit dieser methodisch eingeschränkten Phänomenmenge auf lange Sicht alles erklären lassen wird, auch das, was sich hinter den ausgeschlossenen Phänomenen verbirgt, dies ist eine vor-wissenschaftliche Annahme, für die es keinerlei Belege gibt. Die Zukunft wird zeigen, wie es sich mit diesem Ausschluss verhält.
  3. Ob es also die Physik sein wird, die uns die endgültige Weltformel liefern wird, oder doch eher die Philosophie, wird uns die Zukunft zeigen. Die Philosophie hat gegenüber der Physik (und auch gegenüber allen anderen empirischen Disziplinen), den methodisch großen Vorteil, dass die Philosophie alle anderen Disziplinen voraussetzen und einbeziehen kann. So kann ein Philosoph alle Fragmente und Entwürfe von Weltformeln der Physik nehmen und dann dazu ergänzend, erweiternd, begründend seine Weltformel formulieren. Alles, was in der Physik gilt, wird dann hier auch gelten, aber eventuell noch mehr.
  4. Die Überlegungen des Autors zu den Umrissen einer philosophischen Weltformel begannen nun aber gerade nicht so, dass er sich vor den Computer gesetzt hat und sich sagte, so, jetzt wird eine philosophische Weltformel geschrieben. Nein, so würde es auch nie funktionieren. Formeln, selbst die einfachsten, sind immer Ergebnisse von Denkprozessen, mehr oder weniger bewusst, mehr oder weniger schnell. Und eine Weltformel ist, wie man vermuten kann, wenn überhaupt, das Ergebnis von vielen Jahren Arbeit mit ganz vielen Inhalten. Und wie wir wissen, Zeit und Aufwand alleine garantieren auch keine Ergebnisse; sie können die Wahrscheinlichkeit erhöhen, etwas Interessantes zu finden, aber garantieren kann man es nicht.
  5. Das Ganze fing eher unscheinbar an. Unter dem Eindruck eines Telefonats mit Manfred Fassler begann der Autor zunächst für sich, eine Skizze jener Themen zu malen, die in diesem Blog seit 2007 aufgeschlagen sind (380 Beiträge von cagent und 52 Beiträge von cagent im Kontext der Werkstattgespräche). Er überlegte sich, ob man die Themen nach bestimmten inhaltlichen Kriterien und zeitlich ‚clustern‘ könnte. Was dabei herauskam das waren diese merkwürdigen Zylinderfiguren auf der linken Seite des Bildes.

ZEITLICHE EINTEILUNGEN

 

  1. Von oben – beginnend mit dem Big Bang – bis nach unten, zur Gegenwart, haben wir eine zeitliche Erstreckung von ca. 13.8 Mrd Jahren. Eine Einteilung hängt von vorausgehenden Kriterien ab, von einem Muster, Modell, von dem man annimmt, dass es die Menge der Ereignisse sinnvoll strukturiert.
  2. Wie man aus der Skizze ersehen kann, wurde solch eine Unterteilung vorgenommen.
  3. Im ersten Anlauf wurde versucht, mit einem Begriff der Komplexität zu arbeiten. Dahinter steht die Intuition, dass es sich bei den zu beschreibenden Ereignissen um Strukturen handelt, sich sich im Laufe der Zeit bildeten und die immer dichter wurden. Die aktuelle Unterteilung markiert solche Phasen, in denen hervorstechende Komplexitätssprünge zu verzeichnen sind.
  4. Bevor auf die Details dieser Betrachtung eingegangen wird, soll aber zunächst der benutzte Komplexitätsbegriff näher erläutert werden. Dabei sei schon hier angemerkt, dass sich im weiteren Verlauf herausgestellt hat, dass der gewählte Komplexitätsbegriff viel zu schwach ist, um jene Eigenschaften zu repräsentieren, von denen die heutige Biologie, Ethologie und Anthropologie (und möglicherweise viele weitere Disziplinen) sagen würden, dass sie als ‚wichtig‘ für das Phänomen angesehen werden.

KOMPLEXITÄT

 

  1. Vorab, es gibt in der Literatur keinen einheitlichen Komplexitätsbegriff. Im Laufe der Jahre habe ich einen eigenen Begriff von Komplexität entwickelt, den ich hier kurz vorstelle. Man kann ihn dann kritisieren oder übernehmen. Im Falle von Kritik wäre ich an Argumenten interessiert, um weiter lernen zu können, ihn vielleicht weiter zu entwickeln oder letztlich doch wieder zu verwerfen.
  2. Die Frage ist immer, mit welcher mentalen Brille man die Wirklichkeit sieht. Der berühmte Pessimist sieht überall die halbleeren Gläser, der Optimist die halbvollen. Der Tierschützer sieht überall, wie die Tiere leiden, der Chemiker sieht überall chemische Verbindungen am Werke, der Immobilienmakler potentielle Kaufobjekte, und so fort.
  3. Für die Frage der Komplexität besteht eine Möglichkeit darin, sich die mentale Brille der Systeme aufzusetzen. Mit der System-Brille besteht die Welt nur noch aus Systemen. Ein System ist Etwas, das sich von seiner Umgebung unterscheiden lässt. Diese Annahme impliziert, dass es rein abstrakt zwischen diesem unterscheidbaren Etwas und seiner Umgebung Wechselwirkungen geben kann. Sofern es um Einwirkungen auf das System geht sprechen wir einfach vom Input (I) des Systems und im umgekehrten Fall, wenn das System auf die Umgebung einwirkt, vom Output (O) des Systems. Rein abstrakt, auf der begrifflichen Ebene, hat ein System demgemäß immer einen Input und Output in Wechselwirkung mit seiner Umgebung; im konkreten, empirischen Fall, kann diese Wechselwirkung so schwach sein, dass sie sich nicht messen lässt. Dann ist die Wechselwirkung leer, oder 0 = I = O.
  4. Nimmt man ein bestimmtes System S als Bezugspunkt, dann kann man sagen, dass sich das System S auf Ebene/ Level 0 befindet. Alle Systeme, die sich mit Bezug auf das System S in seiner Umgebung befinden, wären dann auf der Ebene/ dem Level +1. Alle Systeme, die sich im System S befinden, finden sich auf Ebene/ Level -1. Sollte ein System S‘ sich auf Level -1 von System S befinden, also LEVEL(S‘,S,-1), und sollte das System S‘ selbst weiter Systeme S“ enthalten, dann lägen diese auf Level -2 von System S (und auf Level -1 zu System S‘).
  5. Beispiel: Vom menschlichen Körper wissen wir, dass er sich so betrachten lässt, dass er aus einer endlichen Anzahl von Körperorganen besteht (Level -1), die wiederum aus vielen Zellen bestehen (Level -2). Hier kann man entweder weitere Subeinheiten annehmen oder betrachtet diese Zellen als nächsten Bezugspunkt, von denen wir wissen, dass jeder Körperzelle wiederum aus einer Vielzahl von Systemen besteht (Level -3). Diese Betrachtung könnte man weiter fortsetzen bis zu den Molekülen, dann Atomen, dann subatomaren Teilchen, usw. Nimmt man die Umgebung menschlicher Körper, dann haben wir auf Level +1 andere menschliche Körper, Tiere, Pflanzen, Gebäude, Autos, Computer usw. Jedes dieser Systeme in der Umgebung ist selbst ein System mit inneren Systemen.
  6. Was bislang noch nicht gesagt wurde, ist, dass man anhand der Inputs und Outputs eines Systems sein Verhalten definiert. Die Abfolge von Inputs und Outputs konstituiert eine Folge von (I,O)-Paaren, die in ihrer Gesamtheit eine empirische Verhaltensfunktion f_io definieren, also f_io ={(i,o), …, (i,o)}, wobei man mit Hilfe einer Uhr (eine Maschine zur Erzeugung von gleichmäßigen Intervallen mit einem Zähler) jedem Input- und Outputereignis eine Zeitmarke zuordnen könnte.
  7. Während empirisch immer nur endlich viele konkrete Ereignisse beobachtet werden können, kann man abstrakt unendlich viele Ereignisse denken. Man kann also abstrakt eine theoretische Verhaltensfunktion f_th über alle möglichen denkbaren Input- und Outputereignisse definieren als f_th = I —> O. Eine empirische Verhaltensfunktion wäre dann nur eine Teilmenge der theoretischen Verhaltensfunktion: f_io c f_th. Dies hat Vorteile und Nachteile. Die Nachteile sind ganz klar: theoretisch spricht die Verhaltensfunktion über mehr Ereignisse, als man jemals beobachten kann, also auch über solche, die vielleicht nie stattfinden werden. Dies kann zu einer falschen Beschreibung der empirischen Welt führen. Demgegenüber hat man aber den Vorteil, dass man theoretisch über Ereignisse sprechen kann, die bislang noch nicht beobachtet wurden und die daher für Prognosezwecke genutzt werden können. Wenn die Theorie also sagen würde, dass es ein bestimmtes subatomares Teilchen mit der Beschaffenheit X geben müsste, was aber bislang noch nicht beobachtet werden konnte, dann könnte man aufgrund dieser Prognose gezielt suchen (was in der Vergangenheit auch schon zu vielen Entdeckungen geführt hat).
  8. Rein abstrakt kann man ein System SYS damit als eine mathematische Struktur betrachten, die über mindestens zwei Mengen Input (I) und Output (O) definiert ist zusammen mit einer Verhaltensfunktion f, geschrieben: SYS(x) genau dann wenn x = <I,O,f> mit f: I → O.
  9. Rein abstrakt gilt also, dass jedes System SYS auch weitere Systeme als interne Elemente besitzen kann, d.h. Jedes System kann Umgebung für weitere Systeme sein. Nennen wir die Gesamtheit solcher möglicher interner Systeme IS, dann müsste man die Strukturformel eines Systems erweitern zu SYS(x) gdw x = <I,O,IS,f> mit f: I x IS —> IS x O. Dies besagt, dass ein System mit weiteren internen Systemen IS in seinem Verhalten nicht nur abhängig ist vom jeweiligen Input I, sondern auch vom Output der jeweiligen internen Systeme. Aus beiden Inputs wir dann nicht nur der Systemoutput O ermittelt, sondern zugleich bekommen auch die internen Systeme einen Input (der diese internen Systeme u.U. So verändern kann, dass sie beim nächsten Mal ganz anders reagieren als vorher).
  10. In welchem Sinn könnte man nun sagen, dass ein System S komplexer ist als ein System S‘ (geschrieben S >~> S‘)?
  11. Es gibt jetzt verschiedene Möglichkeiten. Einmal (i) könnte die Anzahl der inneren Ebenen (-N) ein Ansatzpunkt sein. Ferner (ii) bietet sich die Anzahl der Systeme pro Ebene (|-n| mit n in N), ihre ‚Dichte‘, an. Schließlich (iii) macht es auch einen Unterschied, wie groß die Anzahl der möglichen verschiedenen Inputs-Outputs ist, die in ihrer Gesamtheit einen Raum möglicher Verhaltenszustände bilden (|I| x |O| = |f_io|). Rein mathematisch könnte man auch noch (iv) den Aspekt der Mächtigkeit der Menge aller Systeme einer Art SYS, also |SYS|, definieren und diese Menge – die in der Biologie Population genannt wird – als eine Art ‚Hüllensystem‘ S_pop definieren. Ein Hüllensystem wäre dann ein System, das ausschließlich Elemente einer bestimmten Art enthält. Ein Hüllensystem S_pop_a könnte zahlreicher sein als ein Hüllensystem S_pop_b, |S_pop_a| > |S_pop_b|, es könnte aber auch sein, dass sich die Mächtigkeit einer Population im Laufe der Zeit ändert. Eine Population mit einer Mächtigkeit |S_pop_x| = 0 wäre ausgestorben. Die Veränderungen selbst können Wachstumsraten und Sterberaten anzeigen.
  12. Im Folgenden nehmen wir hier an, dass ein System S komplexer ist als ein System S‘ (S >~> S‘), wenn S ein System im Sinne der Definition ist und entweder (i) mehr innere Ebenen enthält oder (ii) pro innere Ebene eine höhere Dichte aufweist oder aber (iii) der Raum möglicher Verhaltenszustände der beteiligten Systeme größer ist. Bei Gleichheit der Größen (i) – (iii) könnte man zusätzlich die Größe (iv) berücksichtigen.
  13. Beispiel: Die Milchstraße, unsere Heimatgalaxie, umfasst zwischen 150 und 400 Mrd. Sterne (Sonnen) und hat einen Durchmesser von ca. 100.000 bis 180.000 Lichtjahre. In einem einführenden Buch über die Mikrobiologie präsentiert Kegel als neueste Schätzungen, dass der menschliche Körper etwa 37 Billionen (10^12) Körperzellen umfasst, dazu 100 Billionen (10^12) Bakterien im Körper und 224 Mrd. (10^9) Bakterien auf der Haut. Dies bedeutet, dass ein einziger menschlicher Körper mit seinen Körperzellen rein quantitativ etwa 150 Galaxien im Format der Milchstraße entspricht (1 Zelle = 1 Stern) und die Bakterien darin nochmals etwa 400 Galaxien. Dies alles zudem nicht verteilt in einem Raum von ca. 550 x 100.000 – 180.000 Lichtjahren, sondern eben in diesem unserem unfassbar winzigen Körper. Dazu kommt, dass die Körperzellen (und auch die Bakterien) in intensiven Austauschprozessen stehen, so dass eine einzelne Zelle mit vielen Tausend, wenn nicht gar zigtausenden anderen Körperzellen kommuniziert (Hormone im Blut können können viele Milliarden Zellen adressieren). Diese wenigen Zahlen können ahnen lassen, mit welchen Komplexitäten wir im Bereich des Biologischen zu tun haben. Dabei ist noch nicht berücksichtigt, dass ja die Zellen im Körper meist noch in funktionellen Einheiten organisiert sind mit weiteren Untereinheiten, so dass sich hier viele Ebenen finden lassen.

KOMPLEXITÄTSEREIGNISSE

 

  1. Unter Voraussetzung des bisherigen Komplexitätsbegriffs kann man nun die Ereignisse der biologischen Evolution mit diesem Begriff beschreiben und schauen, ob es irgendwann einen hervorstechenden Komplexitätssprung gibt, der möglicherweise den Beginn einer neuen Phase markiert.
  2. An dieser Stelle wird schon deutlich, dass die Wahl eines Komplexitätsbegriffs basierend auf Systemen möglicherweise noch zu schwach ist, um den zu beschreibenden Phänomenen gerecht zu werden. Den Begriff ‚Komplexitätssprung‘ kann man zwar formal definieren (es gibt immer viele Möglichkeiten), ob nun solch ein Konzept dann in der empirischen Realität aber genau das beschreibt, was wirklich dem Phänomen optimal entspricht, das kann sich letztlich nur am empirischen Ereignis selbst anschaulich entscheiden (im positiven Fall). Ein einfacher Ansatz wäre, einen Komplexitätssprung über den Begriff des minimalen Abstands zwischen zwei Komplexitäten S und S‘ zu definieren, und unter Einbeziehung ‚einer empirisch sinnvollen Konstante‘. Dann würde immer dann, wenn ein solcher Abstand gemessen werden kann, ein Komplexitätssprung vorliegt. Was wäre aber ein ‚empirisch sinnvoller Abstand‘ in biologischer Sicht?

PERIODISIERUNG

  1. Betrachtet man nach diesen Vorbemerkungen das Schaubild, dann kann man als ersten Abschnitt ‚Emergent Life‘ erkennen. Dies identifiziert die Zeit ab dem ersten nachgewiesenen Auftreten von biologischen Zellen, vor ca. 3.5 Mrd Jahren (nach neuesten Funden evtl. sogar schon ab 3.77 Mrd Jahren). Der Übergang von Molekülen zu sich selbst reproduzierenden Zellen markiert einen gewaltigen Komplexitätssprung.
  2. Man kann versuchen, den formalen Komplexitätsbegriff darauf anzuwenden. Nimmt man beispielsweise eine eukaryotische Zelle als System S, dann kann man typische Umgebungen ermitteln, interne Organisationslevel, die Dichte auf den Leveln sowie den Raum möglicher Verhaltenszustände von jedem beteiligten System. Nimmt man als Vergleich die strukturell einfacheren prokaryotischen Zellen (die als evolutionär älter gelten), dann kann man zu unterschiedlichen Werten kommen, die im Falle der prokaryotischen Zellen kleiner ausfallen. Im Unterschied zu einer Ansammlung von irgendwelchen Molekülen wird man noch größere Unterschiede feststellen. Will man diese strukturellen Unterschiede für eine Klassifikation nutzen, dann muss man sie gewichten. Ohne hier auf die Details einer solchen Gewichtung eingehen zu können (das wäre ein eigener riesiger Artikel) stellen wir hier einfach mal fest, dass gilt: S_eukaryot >~> S_prokaryot >~> S_molecule, wobei der ‚Abstand‘ zwischen den beiden Zelltypen deutlich kleiner ist als zwischen dem einfachen Zelltyp und einem einfachen Molekül, also Distance(S_eukaryot, S_prokaryot) < Distance(S_prokaryot, S_molecule).
  3. Unterstellen wir mal, alle Details vorausgehender Klassifikationen wären erfüllt. Was wäre damit erreicht? Wir wüssten schematisch, dass wir es mit drei verschiedenen Typen von Systemen zu tun hätte mit unterschiedlichen Levels, Input-Output-Räumen, unterschiedlichen Dichten … hätten wir damit aber irgendetwas von dem erfasst, was die evolutionäre Biologie, Molekularbiologie, Zellbiologie usw. bislang als charakteristisch für die biologische Zelle erkannt zu haben meint?
  4. Einige der wichtigen Eigenschaften werden informell so beschrieben: (i) Zellen haben eine erkennbare Struktur mit Wechselwirkungen zur Umgebung (insofern sind sie Systeme); (ii) sie sind in der Lage, Energie aus der Umgebung aufzunehmen und damit unterschiedliche chemische Prozesse zu moderieren; (iii) sie sind in der Lage, die Strukturen und Funktionen dieser Struktur in Form eines speziellen Moleküls zu kodieren (Bauplan, ‚Gedächtnis‘); (iv) sie können sich mit Hilfe des Bauplans reproduzieren, wobei die Reproduktion Abweichungen zulässt.
  5. Mindestens in diesen vier genannten Eigenschaften unterscheiden sich biologische Zellen von Molekülen. Der zuvor eingeführte Komplexitätsbegriff kann hier zwar eine höhere Komplexität herausrechnen, aber tut sich schwer, die vier Leiteigenschaften angemessen zu repräsentieren. Woran liegt das?
  6. Das ist einmal der Begriff der Energie. Dieser wurde von der Physik in vielen Jahrhunderten schrittweise erarbeitet und ist eine Eigenschaft, die generisch die gesamte empirische Welt durchzieht. Letztlich liegt er allem zugrunde als Äquivalent zur bewegten Massen. Wenn man nur Strukturen von Systemen betrachtet, kommt Energie nicht wirklich vor. Wenn es nun aber eine zentrale neue Eigenschaft eines Systems ist, freie Energie für eigene Zwecke ‚verarbeiten‘ zu können, dann müsste dies in die Systemstruktur aufgenommen werden (spezielle Funktionen…). Allerdings verarbeiten sogar Moleküle in gewisser Weise Energie, allerdings nicht so komplex und produktiv wie Zellen.
  7. Dann sind dort die metabolischen Prozesse (Stoffwechselprozesse) der Zellen. Diese sind extrem vielfältig und komplex miteinander verwoben. Der abstrakte Komplexitätsbegriff kann dies zwar anzeigen, aber nur ‚äußerlich‘; die Besonderheiten dieser Prozesse werden damit nicht sichtbar.
  8. Schließlich das Phänomen des Zellkerns mit Molekülen, die einen Bauplan kodieren; man könnte dies auch als eine Form von Gedächtnis beschreiben. Zum kodierten Bauplan gibt es auch eine komplexe Dekodierungsmaschinerie. Eine rein formale Repräsentation im Komplexitätsbegriff macht die Besonderheit nicht sichtbar. Wenn man weiß, worauf es ankommt, könnte man eine entsprechende Systemstruktur zusammen mit den notwendigen Operationen definieren.
  9. Was sich hier andeutet, ist, dass die abstrakte Seite der formalen Repräsentation als solche zwar nahezu alles zulässt an Formalisierung, aber welche Struktur letztlich etwas Sinnvolles in der empirischen Welt kodiert, folgt aus der abstrakten Struktur alleine nicht. Dies muss man (mühsam) aus den empirischen Phänomenen selbst herauslesen durch eine Art induktive Modellbildung/ Theoriebildung, also das, was die empirischen Wissenschaften seit Jahrhunderten versuchen.
  10. Der Versuch, ‚auf die Schnelle‘ die sich hier andeutenden Komplexitäten zu systematisieren, wird also nur gelingen, wenn die Verallgemeinerungen die entscheidenden empirischen Inhalte dabei ’nicht verlieren‘.
  11. Ohne diese Problematik an dieser Stelle jetzt weiter zu vertiefen (darauf ist später nochmals zurück zu kommen), soll hier nur ein Gedanke festgehalten werden, der sich mit Blick auf die nachfolgende Phase anbietet: mit Blick aufs Ganze und den weiteren Fortgang könnte man in der ersten Phase von Emerging Life als grundlegendes Ereignis die Ausbildung der Fähigkeit sehen, eine Art strukturelles Gedächtnis bilden zu können, das sich bei der Weitergabe strukturell variieren lässt. Damit ist grundlegend der Ausgangspunkt für die Kumulation von Wissen unter Überwindung der reinen Gegenwart möglich geworden, die Kumulierung von ersten Wirkzusammenhängen. Diese Urform eines Gedächtnisses bildet einen ersten grundlegenden Meta-Level für ein erstes Ur-Wissen von der Welt jenseits des Systems. Der Emerging Mind aus der nächsten Phase wäre dann der Schritt über das strukturelle Gedächtnis hin zu einem lokal-dynamischen Gedächtnis.
  12. Dann stellt sich die Frage, welche der nachfolgenden Ereignisse in der Evolution eine weitere Steigerung der Komplexität manifestieren? Kandidaten kann man viele finden. Zellen haben gelernt, sich in immer komplexeren Verbänden zu organisieren, sie haben immer komplexere Strukturen innerhalb der Verbände ausgebildet, sie konnten in immer unterschiedlicheren Umgebungen leben, sie konnten innerhalb von Populationen immer besser kooperieren, konnten sich auch immer besser auf die Besonderheiten anderer Populationen einstellen (als potentielle Beute oder als potentielle Feinde), und konnten immer mehr Eigenschaften der Umgebungen nutzen, um nur einige der vielfältigen Aspekte zu nennen. Manche bildeten komplexe Sozialstrukturen aus, um in zahlenmäßig großen Populationen gemeinsam handeln zu können (Schwärme, ‚Staaten‘, Verbünde, ….). Nach vielen Milliarden Jahren, von heute aus erst kürzlich, vor einigen Millionen Jahren, gab es aber Populationen, deren zentrale Informationsverarbeitungssysteme (Nervensysteme, Gehirne), das individuelle System in die Lage versetzen können, Vergangenes nicht nur zu konservieren (Gedächtnis), sondern in dem Erinnerbaren Abstraktionen, Beziehungen, Unterschiede und Veränderungen erkennen zu können. Zugleich waren diese Systeme in der Lage Gegenwärtiges, Gedachtes und neue Kombinationen von all dem (Gedachtes, Geplantes) symbolisch zu benennen, auszusprechen, es untereinander auszutauschen, und sich auf diese Weise ganz neu zu orientieren und zu koordinieren. Dies führte zu einer revolutionären Befreiung aus der Gegenwart, aus dem Jetzt und aus dem ‚für sich sein‘. Damit war mit einem Mal alles möglich: das schrittweise Verstehen der gesamten Welt, die schrittweise Koordinierung allen Tuns, das Speichern von Wissen über den Moment hinaus, das Durchspielen von Zusammenhängen über das individuelle Denken hinaus.
  13. Als nächster Komplexitätssprung wird daher das Auftreten von Lebewesen mit komplexen Nervensystemen gesehen, die ein Bewusstsein ausbilden konnten, das sie in die Lage versetzt, miteinander ihre internen Zustände symbolisch austauschen zu können, so dass sie einen Siegeszug der Erkenntnis und des Aufbaus komplexer Gesellschaften beginnen konnten. Dieses Aufkommen des Geistes (‚Emerging Mind‘) definiert sich damit nicht nur über die direkt messbaren Strukturen (Nervensystem, Struktur, Umfang,..), sondern auch über den Umfang der möglichen Zustände des Verhaltens, das direkt abhängig ist sowohl von den möglichen Zuständen des Gehirns, des zugehörigen Körpers, aber auch über die Gegebenheiten der Umwelt. Anders ausgedrückt, das neue Potential dieser Lebensform erkennt man nicht direkt und alleine an ihren materiellen Strukturen, sondern an der Dynamik ihrer potentiellen inneren Zustände in Wechselwirkung mit verfügbaren Umwelten. Es ist nicht nur entscheidend, dass diese Systeme symbolisch kommunizieren konnten, sondern auch WAS, nicht entscheidend alleine dass sie Werkzeuge bilden konnten, sondern auch WIE und WOZU, usw.
  14. Es ist nicht einfach, dieses neue Potential angemessen theoretisch zu beschreiben, da eben die rein strukturellen Elemente nicht genügend aussagestark sind. Rein funktionelle Aspekte auch nicht. Es kommen hier völlig neue Aspekte ins Spiel.

Die Fortsezung gibt es HIER.

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Buch: Die andere Superintelligenz. Oder: schaffen wir uns selbst ab? – Kapitel 5 – neu – Version 2

VORBEMERKUNG: Der folgende Text ist ein Vorabdruck zu dem Buch Die andere Superintelligenz. Oder: schaffen wir uns selbst ab?, das im November 2015 erscheinen soll.

Was ist Leben?

Erst die Erde

Etwa 9.2 Mrd Jahre nach dem sogenannten Big Bang kam es zur Entstehung unseres Sonnensystems mit der Sonne als wichtigstem Bezugspunkt. Nur ca. 60 Mio Jahre später gab es unsere Erde. Die Zeitspanne, innerhalb der Spuren von Leben auf der Erde bislang identifiziert wurden, liegt zwischen -4 Mrd Jahre von heute zurück gerechnet bis ca. -3.5 Mrd Jahre. Oder, vom Beginn der Erde aus gesehen, ca. 540 Mio Jahre bis ca. 1 Mrd Jahre nach der Entstehung der Erde.

Alte Bilder vom Leben

Wenn man vom Leben spricht, von etwas Belebtem im Gegensatz zum Unbelebtem, fragt man sich sofort, wie man ‚Leben‘ definieren kann? In der zurückliegenden Geschichte gab es viele Beschreibungs- und Definitionsversuche. Einer, der heute noch begrifflich nachwirkt, ist die Sicht der Philosophie der Antike (ca. -600 bis 650) . Hier wurde das ‚Atmen‘ (gr. ‚pneo‘) als charakteristisches Merkmal für ‚Lebendiges‘ genommen, wodurch es vom ‚Unbelebtem‘ abgegrenzt wurde. Aus dem ‚Atmen‘ wurde zugleich ein allgemeines Lebensprinzip abgeleitet, das ‚Pneuma‘ (im Deutschen leicht missverständlich als ‚Geist‘ übersetzt, im Lateinischen als ’spiritus‘), das sich u.a. im Wind manifestiert und ein allgemeines kosmologisches Lebensprinzip verkörpert, das sowohl die Grundlage für die psychischen Eigenschaften eines Lebewesens bildet wie auch für seine körperliche Lebendigkeit. In der Medizin gab es vielfältige Versuche, das Pneuma im Körper zu identifizieren (z.B. im Blut, in der Leber, im Herzen, im Gehirn und den Nerven). Im philosophischen Bereich konnte das Pneuma ein heißer Äther sein, der die ganze Welt umfasst. Eine andere Auffassung sieht das Pneuma zusammengesetzt aus Feuer und Luft, woraus sich alle Körper der Welt bilden. Das Pneuma wird auch gesehen als die ‚Seele‘, die allein das Leben des Körpers ermöglicht. Bei den Stoikern wird das Pneuma-Konzept zum allumfassenden Begriff einer Weltseele gesteigert. Mit der Zeit vermischte sich der Pneuma-Begriff mit dem Begriff ’nous‘ (Kurzform für ’noos‘)(Englisch als ‚mind‘ übersetzt; Deutsch ebenfalls als ‚Geist‘), um darin die kognitiv-geistige Dimension besser auszudrücken. Weitere einflussreiche begriffliche Koordinierungen finden statt mit dem lateinischen ‚mens‘ (Deutsch auch übersetzt mit ‚Geist‘) und dem hebräischen ‚ruach‘ (im Deutschan ebenfalls mit ‚Geist‘ übersetzt; bekannt in der Formulierung ‚Der Geist Gottes (= ‚ruach elohim‘) schwebte über den Wassern‘; in der Septuaginta, der griechischen Übersetzung der hebräischen Bibel, heißt es ‚pneuma theou‘ (= der Geist Gottes)) (Anmerkung: Diese Bemerkungen sind ein kleiner Extrakt aus der sehr ausführlichen begriffsgeschichtlichen Herleitung in Sandkühler 2010)

Die Zelle im Fokus

War es für die antiken Philosophen, Mediziner und Wissenschaftler noch praktisch unmöglich, die Frage nach den detaillierten Wirkprinzipien des ‚Lebens‘ genauer zu beantworten, erarbeitete sich die moderne Naturwissenschaft immer mehr Einsichten in die Wirkprinzipien biologischer Phänomene (bei Tieren, Pflanzen, Mikroben, molekularbiologischen Sachverhalten), so dass im Laufe des 20.Jahrhunderts klar wurde, dass die Gemeinsamkeit aller Lebensphänomene auf der Erde in jener Superstruktur zu suchen ist, die heute (biologische) Zelle genannt wird.

Alle bekannten Lebensformen auf der Erde, die mehr als eine Zelle umfassen (wir als Exemplare der Gattung homo mit der einzigen Art homo sapiens bestehen aus ca. 10^13 vielen Zellen), gehen zu Beginn ihrer körperlichen Existenz aus genau einer Zelle hervor. Dies bedeutet, dass eine Zelle über alle notwendigen Eigenschaften verfügt, sich zu reproduzieren und das Wachstum eines biologischen Systems zu steuern.

So enthält eine Zelle (Anmerkung: Für das Folgende benutze ich B.Alberts et.al (2008)) alle Informationen, die notwendig sind, um sowohl sich selbst zu organisieren wie auch um sich zu reproduzieren. Die Zelle operiert abseits eines chemischen Gleichgewichts, was nur durch permanente Aufnahme von Energie realisiert werden kann. Obwohl die Zelle durch ihre Aktivitäten die Entropie in ihrer Umgebung ‚erhöht‘, kann sie gegenläufig durch die Aufnahme von Energie auch Entropie verringern. Um einen einheitlichen Prozessraum zu gewährleisten, besitzen Zellen eine Membran, die dafür sorgt, dass nur bestimmte Stoffe in die Zelle hinein- oder herauskommen.

Keine Definition für außerirdisches Leben

Obgleich die Identifizierung der Zelle samt ihrer Funktionsweise eine der größten Errungenschaften der modernen Wissenschaften bei der Erforschung des Phänomens des Lebens darstellt, macht uns die moderne Astrobiologie darauf aufmerksam, dass eine Definition der Lebensphänomene mit Einschränkung des Blicks auf die speziellen Bedingungen auf der Erde nicht unproblematisch ist. Wunderbare Bücher wie „Rare Earth“ von Peter Douglas Ward (Geboren 1949) und Donald Eugene Brownlee (Geboren 1943) „ASTROBIOLOGY. A Multidisciplinary Approach“ von Jonathan I.Lunine (Geb. 1959) machen zumindest sichtbar, wo die Probleme liegen könnten. Lunine diskutiert in Kap.14 seines Buches die Möglichkeit einer allgemeineren Definition von Leben explizit, stellt jedoch fest, dass es aktuell keine solche eindeutige allgemeine Definition von Leben gibt, die über die bekannten erdgebundenen Formen wesentlich hinausgeht. (Vgl. ebd. S.436)

Schrödingers Vision

Wenn man die Charakterisierungen von Leben bei Lunine (2005) in Kap.14 und bei Alberts et.al (2008) in Kap.1 liest, fällt auf, dass die Beschreibung der Grundstrukturen des Lebens trotz aller Abstraktionen tendenziell noch sehr an vielen konkreten Eigenschaften hängen.

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (1887-1961), der 1944 sein einflussreiches Büchlein „What is Life? The Physical Aspect of the Living Cell“ veröffentlichte, kannte all die Feinheiten der modernen Molekularbiologie noch nicht . Schrödinger unterzog das Phänomen des Lebens einer intensiven Befragung aus Sicht der damaligen Physik. Auch ohne all die beeindruckenden Details der neueren Forschung wurde ihm klar, dass das hervorstechendste Merkmal des ‚Biologischen‘, des ‚Lebendigen‘ die Fähigkeit ist, angesichts der physikalisch unausweichlichen Zunahme der Entropie einen gegensätzlichen Trend zu realisieren; statt wachsender Unordnung als Entropie diagnostizierte er eine wachsende Ordnung als negative Entropie, also als etwas, was der Entropie entgegen wirkt.

Diesen Gedanken Schrödingers kann man weiter variieren und in dem Sinne vertiefen, dass der Aufbau einer Ordnung Energie benötigt, mittels der Freiheitsgrade eingeschränkt und Zustände temporär ‚gefestigt‘ werden können.

Fragt sich nur, warum?

Alberts et.al (2008) sehen das Hauptcharakteristikum einer biologischen Zelle darin, dass sie sich fortpflanzen kann, und nicht nur das, sondern dass sie sich selbstmodifizierend fortpflanzen kann. Die Realität biologischer Systeme zeigt zudem, dass es nicht nur um ‚irgendeine‘ Fortpflanzung ging, sondern um eine kontinuierlich optimierende Fortpflanzung.

Metastrukturen

Nimmt man diese Eckwerte ernst, dann liegt es nahe, biologische Zellen als Systeme zu betrachten, die einerseits mit den reagierenden Molekülen mindestens eine Objektebene [O] umfasst und in Gestalt der DNA eine Art Metaebene [M]; zwischen beiden Systemen lässt sich eine geeigneten Abbildung [R] in Gestalt von Übersetzungsprozessen realisieren, so dass die Metaebene M mittels Abbildungsvorschrift R in eine Objektebene O übersetzt werden kann (R: M \longmapsto O). Damit eine Reproduktion grundsätzlich gelingen kann, muss verlangt werden, dass das System mit seiner Struktur ‚lang genug‘ stabil ist, um solch einen Übersetzungsprozess umsetzen zu können. Wie diese Übersetzungsprozesse im einzelnen vonstatten gehen, ist letztlich unwichtig. Wenn in diesem Modell bestimmte Strukturen erstmals realisiert wurden, dann fungieren sie als eine Art ‚Gedächtnis‘: alle Strukturelemente von M repräsentieren potentielle Objektstrukturen, die jeweils den Ausgangspunkt für die nächste ‚Entwicklungsstufe‘ bilden (sofern sie nicht von der Umwelt ‚aussortiert‘ werden).

Die Rolle dieser Metastrukturen lässt sich letztlich nicht einfach mit den üblichen chemischen Reaktionsketten beschreiben; tut man es dennoch, verliert man die Besonderheit des Phänomens aus dem Blick. Eine begriffliche Strategie, um das Phänomen der ‚wirkenden Metastrukturen‘ in den Griff zu bekommen, war die Einführung des ‚Informationsbegriffs‘.

Information

Grob kann man hier mindestens die folgenden sprachlichen Verwendungsweisen des Begriffs ‚Information‘ im Kontext von Informationstheorie und Molekularbiologie unterscheiden:

  1. Unreflektiert umgangssprachlich (‚Information_0‘)
  2. Anhand des Entscheidungsaufwandes (Bit) (‚Information_1‘)
  3. Rein statistisch (a la Shannon 1948) (‚Information_2‘)
  4. Semiotisch informell (ohne die Semiotik zu zitieren) (‚Semantik_0‘)
  5. Als komplementär zur Statistik (Deacon) (‚Semantik_1‘)
  6. Als erweitertes Shannonmodell (‚Semantik_2‘)

Information_0

Die ‚unreflektiert umgangssprachliche‘ Verwendung des Begriffs ‚Information‘ (hier: ‚Information_0‘) brauchen wir hier nicht weiter zu diskutieren. Sie benutzt den Begriff Information einfach so, ohne weitere Erklärungen, Herleitungen, Begründungen. (Ein Beispiel Küppers (1986:41ff))

Information_1

Die Verwendung des Begriffs Information im Kontext eines Entscheidungsaufwandes (gemessen in ‚Bit‘), hier als ‚Information_1‘ geht auf John Wilder Tukey (1915-2000) zurück.

Information_2

Shannon (1948) übernimmt zunächst diesen Begriff Information_1, verzichtet dann aber im weiteren Verlauf auf diesen Informationsbegriff und führt dann seinen statistischen Informationsbegriff ein (hier: ‚Information_2‘), der am Entropiekonzept von Boltzmann orientiert ist. Er spricht dann zwar immer noch von ‚Information‘, bezieht sich dazu aber auf den Logarithmus der Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses, was alles und jedes sein kann. Ein direkter Bezug zu einem ’speziellen‘ Informationsbegriff (wie z.B. Information_1) besteht nicht. Man kann die logarithmierte Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses als ‚Information‘ bezeichnen (hier: ‚Information_2‘), aber damit wird der Informationsbegriff inflationär, dann ist alles eine Information, da jedes Ereignis mindestens eine Wahrscheinlichkeit besitzt. (Leider benutzt auch Carl Friedrich von Weizsäcker (1971:347f) diesen inflationären Begriff (plus zusätzlicher philosophischer Komplikationen)). Interessanterweise ist es gerade dieser inflationäre statistische Informationsbegriff Information_2, der eine sehr starke Resonanz gefunden hat.

Semantik 0

Nun gibt es gerade im Bereich der Molekularbiologie zahlreiche Phänomene, die bei einer Beschreibung mittels eines statistischen Informationsbegriffs wichtige Momente ihres Phänomens verlieren. (Dazu eine kleine Übersicht bei Godfrey-Smith, Kim Sterelny (2009)) Ein Hauptkritikpunkt war und ist das angebliche Fehlen von Bedeutungselementen im statistischen Modell von Shannon (1948). Man spricht auch vom Fehlen einer ‚Semantik‘. Allerdings wird eine Diskussion der möglichen Bedeutungsmomente von Kommunikationsereignissen unter Verwendung des Begriffs ‚Semantik‘ auch oft unreflektiert alltagssprachlich vorgenommen (hier: Semantik_0′), d.h. es wird plötzlich von Semantik_0 gesprochen (oft noch erweitert um ‚Pragmatik‘), ohne dass die Herkunft und Verwendung dieses Begriffs in der Wissenschaft der Semiotik weiter berücksichtigt wird. (Ein Beispiel für solch eine verwirrende Verwendungsweise findet sich z.B. wieder bei Weizsäcker (1971:350f), wo Information_0, Information_2 sowie Semantik_0 miteinander frei kombiniert werden, ohne Berücksichtigung der wichtigen Randbedingungen ihrer Verwendung; ganz ähnlich Küppers (1986:61ff); zur Semiotik siehe Noeth (2000)). Ein anderes neueres Beispiel ist Floridi (2015:Kap.3+4) Er benutzt zwar den Begriff ‚Semantik‘ extensiv, aber auch er stellt keinen Bezug zur semiotischen Herkunft her und verwendet den Begriff sehr speziell. Seine Verwendung führt nicht über den formalen Rahmen der statistischen Informationstheorie hinaus.

Semantik 1

Sehr originell ist das Vorgehen von Deacon (2007, 2008, 2010). Er diagnostiziert zwar auch einen Mangel, wenn man die statistische Informationstheorie von Shannon (1948) auf biologische Phänomene anwenden will, statt sich aber auf die schwierige Thematik einer expliziten Semantik einzulassen, versucht er über die Ähnlichkeit des Shannonschen statistischen Informationsbegriffs mit dem von Boltzmann einen Anschluss an die Thermodynamik zu konstruieren. Von dort zum Ungleichgewicht biologischer Systeme, die durch Arbeit und Energieaufnahme ihr Gleichgewicht zu halten versuchen. Diese Interaktionen des Systems mit der Umgebung modifizieren die inneren Zustände des Systems, die wiederum dann das Verhalten des Systems ‚umweltgerecht‘ steuern. Allerdings belässt es Deacon bei diesen allgemeinen Annahmen. Die ‚Abwesenheit‘ der Bedeutung im Modell von Shannon wird über diese frei assoziierten Kontexte – so vermutet man als Leser – mit den postulierten internen Modifikationen des interagierenden Systems begrifflich zusammengeführt. Wie dies genau gedacht werden kann, bleibt offen.

Semantik 2

So anregend die Überlegungen von Deacon auch sind, sie lassen letztlich offen, wie man denn – auch unter Berücksichtigung des Modells von Shannon – ein quasi erweitertes Shannonmodell konstruieren kann, in dem Bedeutung eine Rolle spielt. Hier eine kurze Skizze für solch ein Modell.

Ausgehend von Shannons Modell in 1948 besteht die Welt aus Sendern S, Empfängern D, und Informationskanälen C, über die Sender und Empfänger Signale S eingebettet in ein Rauschen N austauschen können (<S,D,S,N,C> mit C: S —> S x N).

Ein Empfänger-Sender hat die Struktur, dass Signale S in interne Nachrichten M dekodiert werden können mittels R: S x N —> M. Umgekehrt können auch Nachrichten M in Signale kodiert werden mit T: M —> S. Ein minimaler Shannon Sender-Empfänger hat dann die Struktur <M, R, T>. So gesehen funktionieren R und T jeweils als ‚Schnittstellen‘ zwischen dem ‚Äußeren‘ und dem ‚Inneren‘ des Systems.

In diesem minimalen Shannonmodell kommen keine Bedeutungen vor. Man kann allerdings annehmen, dass die Menge M der Nachrichten eine strukturierte Menge ist, deren Elemente Paare der Art (m_i,p_i) in M mit ‚m_i‘ als Nachrichtenelement und ‚p_i‘ als Wahrscheinlichkeit, wie oft dieses Nachrichtenelement im Kanal auftritt. Dann könnte man Shannons Forml H=-Sum(p_i * log2(p_i)) als Teil des Systems auffassen. Das minimale Modell wäre dann <M, R, T, H>.

Will man ‚Bedeutungen‘ in das System einführen, dann muss man nach der Semiotik einen Zeichenbegriff für das System definieren, der es erlaubt, eine Beziehung (Abbildung) zwischen einem ‚Zeichenmaterial‚ und einem ‚Bedeutungsmaterial‚ zu konstruieren. Nimmt man die Signale S von Shannon als Kandidaten für ein Zeichenmaterial, fragt sich, wie man das Bedeutungsmaterial B ins Spiel bringt.

Klar ist nur, dass ein Zeichenmaterial erst dann zu einem ‚Zeichen‘ wird, wenn der Zeichenbenutzer in der Lage ist, dem Zeichenmaterial eine Bedeutung B zuzuordnen. Eine einfache Annahme wäre, zu sagen, die dekodierten Nachrichten M bilden das erkannte Zeichenmaterial und der Empfänger kann dieses Material irgendwelchen Bedeutungen B zuordnen, indem er das Zeichenmaterial M ‚interpretiert‚, also I : M —> B. Damit würde sich die Struktur erweitern zu <B, M, R, T, H, I>. Damit nicht nur ein Empfänger ‚verstehen‘ kann, sondern auch ‚mitteilen‘, müsste der Empfänger als Sender Bedeutungen auch wieder ‚umgekehrt lesen‘ können, also -I: B —> M. Diese Nachrichten könnten dann wieder mittels T in Signale übersetzt werden, der Kanal sendet diese Signale S angereichert mit Rauschen N zum Empfänger, usw. Wir erhalten also ein minimal erweitertes Shannon Modell mit Bedeutung als <B, M, R, T, H, I, -I>. Ein Sender-Empfänger kann also weiterhin die Wahrscheinlichkeitsstruktur seiner Nachrichten auswerten; zusätzlich aber auch mögliche Bedeutungsanteile.

Bliebe als Restfrage, wie die Bedeutungen B in das System hineinkommen bzw. wie die Interpretationsfunktion I entsteht?

An dieser Stelle kann man die Spekulationen von Deacon aufgreifen und als Arbeitshypothese annehmen, dass sich die Bedeutungen B samt der Interpretationsbeziehung I (und -I) in einem Adaptionsprozess (Lernprozess) in Interaktion mit der Umgebung entwickeln. Dies soll an anderer Stelle beschrieben werden.

Für eine komplette Beschreibung biologischer Phänomene benötigt man aber noch weitere Annahmen zur Ontogense und zur Phylogense. Diese seien hier noch kurz skizziert. (Eine ausführliche formale Darstellung wird anderswo nachgeliefert).

Ontogenese

Von der Lernfähigkeit eines biologischen Systems muss man die Ontogenese unterscheiden, jenen Prozess, der von der Keimzelle bis zum ausgewachsenen System führt.

Die Umsetzung der Ontogenese in einem formalen Modell besteht darin, einen Konstruktionsprozess zu definieren, das aus einem Anfangselement Zmin das endgültige System Sys in SYS erstellen würde. Das Anfangselement wäre ein minimales Element Zmin analog einer befruchteten Zelle, das alle Informationen enthalten würde, die notwendig wären, um diese Konstruktion durchführen zu können, also Ontogenese: Zmin x X —> SYS. Das ‚X‘ stünde für alle die Elemente, die im Rahmen einer Ontogenese aus der Umgebung ENV übernommen werden müssten, um das endgültige system SYS = <B, M, R, T, H, I, -I> zu konstruieren.

Phylogenese

Für die Reproduktion der Systeme im Laufe der Zeiten benötigte man eine Population von Systemen SYS, von denen jedes System Sys in SYS mindestens ein minimales Anfangselement Zmin besitzt, das für eine Ontogenese zur Verfügung gestellt werden kann. Bevor die Ontogenese beginnen würde, würden zwei minimale Anfangselemente Zmin1 und Zmin2 im Bereich ihrer Bauanleitungen ‚gemischt‘. Man müsste also annehmen, dass das minimale System um das Element Zmin erweitert würde SYS = <B, M, Zmin, R, T, H, I, -I>.

Erstes Zwischenergebnis

Auffällig ist also, dass das Phänomen des Lebens

  1. trotz Entropie über dynamische Ungleichgewichte immer komplexere Strukturen aufbauen kann.
  2. innerhalb seiner Strukturen immer komplexere Informations- und Bedeutungsstrukturen aufbaut und nutzt.

So wie man bislang z.B. die ‚Gravitation‘ anhand ihrer Wirkungen erfasst und bis heute erfolglos zu erklären versucht, so erfassen wir als Lebende das Leben anhand seiner Wirkungen und versuchen bis heute auch erfolglos, zu verstehen, was hier eigentlich passiert. Kein einziges physikalisches Gesetzt bietet auch nur den leisesten Anhaltspunkt für dieses atemberaubende Geschehen.

In dieser Situation den Menschen als eine ‚vermutlich aussterbende Art‘ zu bezeichnen ist dann nicht einfach nur ‚gedankenlos‘, sondern im höchsten Maße unwissenschaftlich, da es letztlich einer Denkverweigerung nahe kommt. Eine Wissenschaft, die sich weigert, über die Phänomene der Natur nachzudenken, ist keine Wissenschaft.

Fortsetzung Folgt.

QUELLEN

  1. H.J. Sandkühler (Hg.), 2010, „Enzyklopädie Philosophie“, Hamburg: Felix Meiner Verlag, Band 1: Von A bis H, Kapitel: Geist, SS.792ff
  2. B.Alberts et.al (Hg.), 2008, „Molecular Biology of the CELL“, Kap.1, 5.Aufl., New York: Garland Science, Taylor & Francis Group
  3. Peter Douglas Ward und `Donald Eugene Brownlee (2000),“Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe“, New York: Copernikus/ Springer,
  4. Jonathan I.Lunine (2005), „ASTROBIOLOGY. A Multidisciplinary Approach“, San Francisco – Boston – New York et al.: Pearson-Addison Wesley
  5. Zu Schroedinger 1944: Based on Lectures delivered under the auspices of the Institute at Trinity College, Dublin, in February 1943, Cambridge: University Press. 1944. Ich selbst habe die Canto Taschenbuchausgabe der Cambridge University von 1992 benutzt. Diese Ausgabe enthält ‚What is Life?‘, ‚Mind from Matter‘, sowie autobiographischen Angaben und ein Vorwort von Roger Penrose
  6. Anmerkung zu Schroedinger 1944: Sowohl James D. Watson (2003) wie auch ähnlich Francis Crick (1990) berichten, dass Schrödingers Schrift (bzw. einer seiner Vorträge) sie für ihre Erforschung der DNA stark angeregt hatte.
  7. James D.Watson und A.Berry(2003), „DNA, the Secret of Life“, New York: Random House
  8. Francis Crick (1990),„What Mad Pursuit: A Personal View of Scientific Discovery“, Reprint, Basic Books
  9. Peter Godfrey-Smith und Kim Sterelny (2009) Biological Information“, in: Stanford Enyclopedia of Philosophy
  10. Carl Friedrich von Weizsäcker (1971), „Die Einheit der Natur“, München: Carl Hanser Verlag
  11. Bernd-Olaf Küppers (1986), „Der Ursprung biologischer Information. Zur Naturphilosophie der Lebensentstehung“, München – Zürich: Piper Verlag.
  12. Claude E. Shannon, A mathematical theory of communication. Bell System Tech. J., 27:379-423, 623-656, July, Oct. 1948
  13. Claude E. Shannon; Warren Weaver (1949) „The mathematical theory of communication“. Urbana – Chicgo: University of Illinois Press.
  14. Noeth, W., Handbuch der Semiotik, 2. vollst. neu bearb. und erw. Aufl. mit 89 Abb. Stuttgart/Weimar: J.B. Metzler, xii + 668pp, 2000
  15. Luciano Floridi (2015) Semantic Conceptions of Information, in: Stanford Enyclopedia of Philosophy
  16. Deacon, T. (2007), Shannon-Boltzmann-Darwin: Redfining information. Part 1. in: Cognitive Semiotics, 1: 123-148
  17. Deacon, T. (2008), Shannon-Boltzmann-Darwin: Redfining information. Part 2. in: Cognitive Semiotics, 2: 167-194
  18. Terrence W.Deacon (2010), „What is missing from theories of information“, in: INFORMATION AND THE NATURE OF REALITY. From Physics to Metaphysics“, ed. By Paul Davies & Niels Henrik Gregersen, Cambridge (UK) et al: Cambridge University Press, pp.146 – 169

Einen Überblick über alle Blogbeiträge des Autors cagent nach Titeln findet sich HIER.

Buch: Die andere Superintelligenz. Oder: schaffen wir uns selbst ab? – Kapitel 5-neu

VORBEMERKUNG: Der folgende Text ist ein Vorabdruck zu dem Buch Die andere Superintelligenz. Oder: schaffen wir uns selbst ab?, das im November 2015 erscheinen soll.

Was ist Leben?

Erst die Erde

Etwa 9.2 Mrd Jahre nach dem sogenannten Big Bang kam es zur Entstehung unseres Sonnensystems mit der Sonne als wichtigstem Bezugspunkt. Nur ca. 60 Mio Jahre später gab es unsere Erde. Die Zeitspanne, innerhalb der Spuren von Leben auf der Erde bislang identifiziert wurden, liegt zwischen -4 Mrd Jahre von heute zurück gerechnet bis ca. -3.5 Mrd Jahre. Oder, vom Beginn der Erde aus gesehen, ca. 540 Mio Jahre bis ca. 1 Mrd Jahre nach der Entstehung der Erde .

Alte Bilder vom Leben

Wenn man vom Leben spricht, von etwas Belebtem im Gegensatz zum Unbelebtem, fragt man sich sofort, wie man ‚Leben‘ definieren kann? In der zurückliegenden Geschichte gab es viele Beschreibungs- und Definitionsversuche. Einer, der heute noch begrifflich nachwirkt, ist die Sicht der Philosophie der Antike (ca. -600 bis 650) . Hier wurde das ‚Atmen‘ (gr. ‚pneo‘) als charakteristisches Merkmal für ‚Lebendiges‘ genommen, wodurch es vom ‚Unbelebtem‘ abgegrenzt wurde. Aus dem ‚Atmen‘ wurde zugleich ein allgemeines Lebensprinzip abgeleitet, das ‚Pneuma‘ (im Deutschen leicht missverständlich als ‚Geist‘ übersetzt, im Lateinischen als ’spiritus‘), das sich u.a. im Wind manifestiert und ein allgemeines kosmologisches Lebensprinzip verkörpert, das sowohl die Grundlage für die psychischen Eigenschaften eines Lebewesens bildet wie auch für seine körperliche Lebendigkeit. In der Medizin gab es vielfältige Versuche, das Pneuma im Körper zu identifizieren (z.B. im Blut, in der Leber, im Herzen, im Gehirn und den Nerven). Im philosophischen Bereich konnte das Pneuma ein heißer Äther sein, der die ganze Welt umfasst. Eine andere Auffassung sieht das Pneuma zusammengesetzt aus Feuer und Luft, woraus sich alle Körper der Welt bilden. Das Pneuma wird auch gesehen als die ‚Seele‘, die allein das Leben des Körpers ermöglicht. Bei den Stoikern wird das Pneuma-Konzept zum allumfassenden Begriff einer Weltseele gesteigert. Mit der Zeit vermischte sich der Pneuma-Begriff mit dem Begriff ’nous‘ (Kurzform für ’noos‘)(Englisch als ‚mind‘ übersetzt; Deutsch ebenfalls als ‚Geist‘), um darin die kognitiv-geistige Dimension besser auszudrücken. Weitere einflussreiche begriffliche Koordinierungen finden statt mit dem lateinischen ‚mens‘ (Deutsch auch übersetzt mit ‚Geist‘) und dem hebräischen ‚ruach‘ (im Deutschan ebenfalls mit ‚Geist‘ übersetzt; bekannt in der Formulierung ‚Der Geist Gottes (= ‚ruach elohim‘) schwebte über den Wassern‘; in der Septuaginta, der griechischen Übersetzung der hebräischen Bibel, heißt es ‚pneuma theou‘ (= der Geist Gottes)) (Anmerkung: Diese Bemerkungen sind ein kleiner Extrakt aus der sehr ausführlichen begriffsgeschichtlichen Herleitung in der ‚Enzyklopädie Philosophie‘ (2010), herausgegeben von H.J. Sandkühler, Felix Meiner Verlag, Hamburg 2010. Buch: Von A bis Z, Kapitel: Geist,SS.792ff}

Die Zelle im Fokus

War es für die antiken Philosophen, Mediziner und Wissenschaftler noch praktisch unmöglich, die Frage nach den detaillierten Wirkprinzipien des ‚Lebens‘ genauer zu beantworten, erarbeitete sich die moderne Naturwissenschaft immer mehr Einsichten in die Wirkprinzipien biologischer Phänomene (bei Tieren, Pflanzen, Mikroben, molekularbiologischen Sachverhalten), so dass im Laufe des 20.Jahrhunderts klar wurde, dass die Gemeinsamkeit aller Lebensphänomene auf der Erde in jener Superstruktur zu suchen ist, die heute (biologische) Zelle genannt wird.

Alle bekannten Lebensformen auf der Erde, die mehr als eine Zelle umfassen (wir als Exemplare der Gattung homo mit der einzigen Art homo sapiens bestehen aus ca. 10^13 vielen Zellen), gehen zu Beginn ihrer körperlichen Existenz aus genau einer Zelle hervor. Dies bedeutet, dass eine Zelle über alle notwendigen Eigenschaften verfügt, sich zu reproduzieren und das Wachstum eines biologischen Systems zu steuern.

So enthält eine Zelle (Anmerkung: Für das Folgende benutze ich Kap.1 des wunderbaren Buches „Molecular Biology of the CELL“, 5.Aufl. 2008, hrsg. von B.Alberts et.al, New York: Garland Science, Taylor & Francis Group) alle Informationen, die notwendig sind, um sowohl sich selbst zu organisieren wie auch um sich zu reproduzieren. Die Zelle operiert abseits eines chemischen Gleichgewichts, was nur durch permanente Aufnahme von Energie realisiert werden kann. Obwohl die Zelle durch ihre Aktivitäten die Entropie in ihrer Umgebung ‚erhöht‘, kann sie gegenläufig durch die Aufnahme von Energie auch Entropie verringern. Um einen einheitlichen Prozessraum zu gewährleisten, besitzen Zellen eine Membran, die dafür sorgt, dass nur bestimmte Stoffe in die Zelle hinein- oder herauskommen.

Keine Definition für außerirdisches Leben

Obgleich die Identifizierung der Zelle samt ihrer Funktionsweise eine der größten Errungenschaften der modernen Wissenschaften bei der Erforschung des Phänomens des Lebens darstellt, macht uns die moderne Astrobiologie darauf aufmerksam, dass eine Definition der Lebensphänomene mit Einschränkung des Blicks auf die speziellen Bedingungen auf der Erde nicht unproblematisch ist. Wunderbare Bücher wie das Buch „Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe“ (2000) (Anmerkung: erschienen im Verlag Copernikus/ Springer, New York.) von Peter Douglas Ward (Geboren 1949) und Donald Eugene Brownlee (Geboren 1943) oder das Buch „ASTROBIOLOGY. A Multidisciplinary Approach“ (2005) (Anmerkung: erschienen in San Francisco – Boston – New York et al. bei Pearson-Addison Wesley) von Jonathan I.Lunine (Geb. 1959) machen zumindest sichtbar, wo die Probleme liegen könnten. Lunine diskutiert in Kap.14 seines Buches die Möglichkeit einer allgemeineren Definition von Leben explizit, stellt jedoch fest, dass es aktuell keine solche eindeutige allgemeine Definition von Leben gibt, die über die bekannten erdgebundenen Formen wesentlich hinausgeht. (Vgl. ebd. S.436)

Schrödingers Vision

Wenn man die Charakterisierungen von Leben bei Lunine (2005) in Kap.14 und bei Alberts et.al (2008) in Kap.1 liest, fällt auf, dass die Beschreibung der Grundstrukturen des Lebens trotz aller Abstraktionen tendenziell noch sehr an vielen konkreten Eigenschaften hängen.

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (1887-1961) , der 1944 sein einflussreiches Büchlein „What is Life? The Physical Aspect of the Living Cell“ veröffentlichte (Anmerkung: Based on Lectures delivered under the auspices of the Institute at Trinity College, Dublin, in February 1943, Cambridge: University Press. 1944. [B 12, B 18a.1] Ich selbst habe die Canto Taschenbuchausgabe der Cambridge University von 1992 benutzt. Diese Ausgabe enthält ‚What is Life?‘, ‚Mind from Matter‘, sowie autobiographischen Angaben und ein Vorwort on Roger Penrose)), kannte all die Feinheiten der modernen Molekularbiologie noch nicht (Anmerkung: Allerdings berichten sowohl James D. Watson in seinem Buch „DNA, the Secret of Life“ (Anmerkung: zusammen mit Berry, A. (2003), New York: Random House) wie auch ähnlich Francis Crick in seinem autobiographischen Buch „What Mad Pursuit“ (Anmerkung: What Mad Pursuit: A Personal View of Scientific Discovery (Basic Books reprint edition, 1990)), dass Schrödingers Schrift (bzw. einer seiner Vorträge) sie für ihre Erforschung der DNA stark angeregt hatte.). Schrödinger unterzog das Phänomen des Lebens einer intensiven Befragung aus Sicht der damaligen Physik. Auch ohne all die beeindruckenden Details der neueren Forschung wurde ihm klar, dass das hervorstechendste Merkmal des ‚Biologischen‘, des ‚Lebendigen‘ die Fähigkeit ist, angesichts der physikalisch unausweichlichen Zunahme der Entropie einen gegensätzlichen Trend zu realisieren; statt wachsender Unordnung als Entropie diagnostizierte er eine wachsende Ordnung als negative Entropie, also als etwas, was der Entropie entgegen wirkt.

Diesen Gedanken Schrödingers kann man weiter variieren und in dem Sinne vertiefen, dass der Aufbau einer Ordnung Energie benötigt, mittels der Freiheitsgrade eingeschränkt und Zustände temporär ‚gefestigt‘ werden können.

Fragt sich nur, warum?

Alberts et.al (2008) sehen das Hauptcharakteristikum einer biologischen Zelle darin, dass sie sich fortpflanzen kann, und nicht nur das, sondern dass sie sich selbstmodifizierend fortpflanzen kann. Die Realität biologischer Systeme zeigt zudem, dass es nicht nur um ‚irgendeine‘ Fortpflanzung ging, sondern um eine kontinuierlich optimierende Fortpflanzung.

Nimmt man versuchsweise einen abstrakten Betrachtungsstandpunkt ein, dann kann man vereinfachend annehmen, dass es sich bei biologischen Zellen um Systeme handelt, die u.a. mindestens eine Objektebene [O] und eine Metaebene [M] umfassen, mit einer geeigneten Abbildung [R], so dass man die Metaebene M in die Objektebene O mittels R abbilden kann R: M \longmapsto O Damit könnte eine Reproduktion grundsätzlich gelingen, vorausgesetzt, das System mit seiner Struktur bleibt ‚lang genug‘ stabil.

Kann man solch eine ‚hinreichend lange‘ Stabilität garantieren, dann können minimale Systemstrukturen aufgebaut werden, und es können Reproduktionen vorgenommen werden. Wie dies im einzelnen geschieht, ist letztlich unwichtig. Die tatsächliche Realisierungsgeschichte biologischer Systeme auf der Erde ist von schwindelerregender Komplexität und zugleich von atemberaubender Schönheit. Tatsächlich gibt es an jedem Punkt des Prozesses Varianten (auch in der realen Geschichte), wenn aber bestimmte Strukturen erst einmal realisiert wurden, dann fungierten diese (Meta-)Strukturen als eine Art ‚Gedächtnis‘: alle Strukturelemente von M repräsentieren potentielle Objektstrukturen, die jeweils den Ausgangspunkt für die nächste ‚Entwicklungsstufe‘ bilden (sofern sie nicht von der Umwelt ‚aussortiert‘ werden).

Irrlicht Information

Forts. folgt.

Wer nicht warten will, bis die Fortsetzung hier erscheint, kann mitlesen, was zwischendurch gedacht und geschrieben wird, um zur Fortsetzung zu gelangen: HIER.

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INDIVIDUUM vs. SYSTEM: Wenn das Individuum tot ist wird das System sterben …

1. Die folgenden Überlegungen müsste man eigentlich mit viel Mathematik und Empirie untermauert hinschreiben. Da ich aber auf Wochen absehbar dazu nicht die Zeit haben werde, ich den Gedanken trotzdem wichtig finde, notiere ich ihn so, wie er mir jetzt in die Finger und Tasten fließt …

PARADOX MENSCH Mai 2012

2. Am 4.Mai 2012 – also vor mehr als 2 Jahren – hatte ich einen Blogeintrag geschrieben (PARADOX MENSCH), in dem ich versucht hatte, anzudeuten, wie der eine Mensch in ganz unterschiedlichen ’sozialen Rollen‘, in ganz unterschiedlichen gesellschaftlichen Kontexten vorkommt und dort, je nach Handlungs-, Wissens- und Werteraum ganz verschiedene Dinge tun kann. Derselbe Mensch kann hundert Tausende für sich bis zum umfallen Arbeiten lassen und selbst dabei ‚reich‘ und ‚genussvoll‘ in den Tag hinein leben oder er kann als genau dieser einzelner in einer Werkhalle stehen und für einen Hungerlohn bei miserablen Bedingungen sein Leben aufarbeiten, ohne viel darüber nachdenken zu können, wie er sein Leben ändern könnte. Der Mensch in der Werkhalle kann viel intelligenter, viel begabter sein als der, der die hundert Tausende befehligt, aber der in der Werkhalle hat keine sozialen Räume, um diese seine Begabungen ausleben zu können. Vielleicht wäre er ein mathematisches Genie, ein großer Pianist, ein begnadeter Architekt, eine wunderbare Krankenschwester, ein(e) …. wir werden es in der aktuellen Situation nicht wissen, es sei denn …

3. Was sich in dem Blogeintrag von 2012 andeutet, aber nicht explizit ausgeführt wird, das ist diese ‚doppelte Sicht‘ auf die Wirklichkeit:

INDIVIDUELL-SUBJEKTIV, SYSTEMISCH – TRANSSUBJEKTIV

4. als Individuen, als einzelne ‚erleben‘ wir die Welt aus unserer subjektiven Perspektive, mit unserem einzelnen Körper, finden uns vor in einem gesellschaftlichen Kontext, der uns als Kinder ‚empfängt‘ und der von Anfang an ‚mit uns umgeht‘. Als Kinder können wir fast nichts machen; wir sind ‚Gegenstand‘ dieser Prozesse‘, sehr oft einfach nur ‚Opfer‘; der Prozess ‚macht mit uns‘ etwas. Wie wir wissen können, gibt es hier die volle Bandbreite zwischen Hunger, Quälereien, Missbrauch, Folter, Arbeit bis hin zu friedlicher Umgebung, umsorgt werden, genügend (zu viel) zu Essen haben, spielen können, lernen können usw.

5. Wir erleben die Welt aus dieser EGO-Perspektive mit dem individuellen Körper, seinem Aussehen, seiner Motorik, seinen Eigenheiten in einer Umgebung, die ihre Spielregeln hat, unabhängig von uns. Wir gewinnen ein BILD von uns, das sich über die Umgebung formt, bildet, zu unserem Bild über uns wird, eine Rückspiegelung von uns unter den Bedingungen der Umgebung. Jemand hat die Begabung zu einem Ingenieure, wird aber immer nur belohnt und unterstützt, wenn er etwas ganz anderes macht, also wird er normalerweise nie Ingenieure werden. … Wer nur überlebt, wenn er lernt sich anzupassen oder andere mit Gewalt niederhält, permanent Angst um sich verbreitet, der wird selten zu einem ‚friedlichen‘, ‚umgänglichen‘ Gegenüber …

6. Aus Sicht ‚der Welt‘, der sozialen Struktur, der Firma, der Behörde, kurz, aus Sicht ‚des Systems‘ ist ein einzelner immer dasjenige ‚Element‘, das ‚im Sinne des Systems‘ ‚funktioniert‘! Wer Lehrer in einer Schule geworden ist, wurde dies nur, weil es das ‚System Schule‘ gibt und der einzelne bestimmte ‚Anforderung‘ ‚erfüllt‘ hat. Solange er diese Anforderungen erfüllt, kann er in dem ‚System Schule‘ das Element genannt ‚Lehrer‘ sein.

7. Das System interessiert sich nicht dafür, ob und wie das einzelne Element Lehrer auf seiner subjektiven Seite die alltäglichen Ereignisse, Erlebnisse, Anforderungen verarbeitet, verarbeiten kann; wenn das Element ‚Lehrer‘ im Sinne des Systems ‚Schwächen‘ zeigt, Anforderungen länger nicht erfüllen kann, dann muss das System dieses ’schwächelnde Element‘ ‚entfernen‘, da es ansonsten sich selbst schwächen würde. Das ‚System Schule‘ als gesellschaftliches System bezieht seine Berechtigung aus der Systemleistung. Wird diese nicht erbracht, dann gerät es – je nach Gesellschaft – unter Druck; dieser Druck wird auf jedes einzelne Element weiter gegeben.

8. Solange ein einzelnes Element die Systemanforderungen gut erfüllen kann bekommt es gute Rückmeldungen und fühlt sich ‚wohl‘. Kommt es zu Konflikten, Störungen innerhalb des Systems oder hat das individuelle Element auf seiner ’subjektiven Seite‘ Veränderungen, die es ihm schwer machen, die Systemanforderungen zu erfüllen, dann gerät es individuell unter ‚Druck‘, ‚Stress‘.

9. Kann dieser Druck auf Dauer nicht ‚gemildert‘ bzw. ganz aufgelöst werden, wird der Druck das individuelle Element (also jeden einzelnen von uns) ‚krank‘ machen, ‚arbeitsunfähig‘, ‚depressiv‘, oder was es noch an schönen Worten gibt.

MENSCHENFREUNDLICHE SYSTEME

10. In ‚menschenfreundlichen‘ Systemen gibt es Mechanismen, die einzelnen, wenn Sie in solche Stresssituationen kommen, Hilfen anbieten, wie der Druck eventuell aufgelöst werden kann, so dass das individuelle Element mit seinen Fähigkeiten, Erfahrungen und seinem Engagement mindestens erhalten bleibt. In anderen – den meisten ? — Systemen, wird ein gestresstes Element, das Ausfälle zeigt, ‚ausgesondert‘; es erfüllt nicht mehr seinen ’systemischen Zweck‘. Welche der beiden Strategien letztlich ’nachhaltiger‘ ist, mehr Qualität im System erzeugt, ist offiziell nicht entschieden.

11. In ‚menschenfreundlichen Gesellschaftssystemen‘ ist für wichtige ‚Notsituationen = Stresssituationen‘ ‚vorgesorgt‘, es gibt systemische ‚Hilfen‘, um im Falle von z.B. Arbeitslosigkeit oder Krankheit oder finanzieller Unterversorgung unterschiedlich stark unterstützt zu werden. In weniger menschenfreundlichen Systemen bekommt das einzelne Element, wenn es vom ‚System‘ ‚ausgesondert‘ wird, keinerlei Unterstützung; wer dann keinen zusätzlichen Kontext hat, fällt ins ‚gesellschaftliche Nichts‘.

12. Unabhängig von ökonomischen und gesellschaftlichen Systemen bleiben dann nur ‚individuell basierte Systeme‘ (Freundschaften, Familien, Vereine, private Vereinigungen, …), die einen ‚Puffer‘ bilden, eine ‚Lebenszone‘ für all das, was die anderen Systeme nicht bieten.

INDIVIDUELLE GRATWANDERUNG

13. Ein einzelner Mensch, der sein Leben sehr weitgehend darüber definiert, dass er ‚Systemelement‘ ist, d.h. dass er/sie als Element in einem System S bestimmte Leistungen erbringen muss, um ‚mitspielen‘ zu können, und der für dieses ‚Mitspielen‘ einen ‚vollen Einsatz‘ bringen muss, ein solcher Mensch vollzieht eine permanente ‚Gratwanderung‘.

14. Da jeder einzelne Mensch ein biologisches System ist, das einerseits fantastisch ist (im Kontext des biologischen Lebens), andererseits aber natürliche ‚Grenzwerte‘ hat, die eingehalten werden müssen, damit es auf Dauer funktionieren kann, kann ein einzelner Mensch auf Dauer als ‚Element im System‘ nicht ‚absolut‘ funktionieren; es braucht Pausen, Ruhezonen, hat auch mal ’schwächere Phasen‘, kann nicht über Jahre vollidentisch 100% liefern. Dazu kommen gelegentliche Krankheiten, Ereignisse im ‚privaten Umfeld, die für die ‚Stabilisierung‘ des einzelnen wichtig sind, die aber nicht immer mit dem ‚System‘ voll kompatibel sind. Je nach ‚Menschenunfreundlichkeit‘ des Systems lassen sich die privaten Bedürfnisse mit dem System in Einklang bringen oder aber nicht. Diese zunächst vielleicht kleinen Störungen können sich dann bei einem menschenunfreundlichem System auf Dauer zu immer größeren Störungen auswachsen bis dahin, dass das einzelne individuelle Element nicht mehr im System funktionieren kann.

15. Solange ein einzelnes Element nur seine ’subjektive Perspektive‘ anlegt und seine eigene Situation nur aus seiner individuellen Betroffenheit, seinem individuellen Stress betrachtet, kann es schnell in eine Stimmung der individuellen Ohnmacht geraten, der individuellen Kraftlosigkeit, des individuellen Versagens verknüpft mit Ängsten (eingebildeten oder real begründet), und damit mit seinen negativen Gefühlen die negative Situation weiter verstärken. Das kann dann zu einem negativen ‚Abwärtsstrudel‘ führen, gibt es nicht irgendwelche Faktoren in dem privaten Umfeld, die dieses ‚auffangen‘ können, das Ganze zum ‚Stillstand‘ bringen, ‚Besinnung‘ und ’neue Kraft‘ ermöglichen und damit die Voraussetzung für eine mögliche ‚Auflösung der Stresssituation‘ schaffen.

16. Menschen, die annähernd 100% in ihr ‚Element in einem System‘ Sein investieren und annähernd 0% in ihr privates Umfeld, sind ideale Kandidaten für den individuellen Totalcrash.

17. ‚Plazebos‘ wie Alkohol, Drogen, punktuelle Befriedigungs-Beziehungen, bezahlte Sonderevents und dergleichen sind erfahrungsgemäß keine nachhaltige Hilfe; sie verstärken eher noch die individuelle Hilflosigkeit für den Fall, dass es ernst wird mit dem Stress. Denn dann helfen alle diese Plazebos nichts mehr.

WAS WIRKLICH ZÄHLT

18. Das einzige, was wirklich zählt, das sind auf allen Ebenen solche Beziehungen zu anderen, die von ‚tatsächlichem‘ menschlichen Respekt, Anerkennung, Vertrautheit, Zuverlässigkeit, und Wertschätzung getragen sind, dann und gerade dann, wenn man phasenweise seine ‚vermeintliche Stärke‘ zu verlieren scheint. Das umfasst private Wohnbereiche zusammen mit anderen sowie ‚echte‘ Freundschaften, ‚echte‘ Beziehungen, ‚gelebte‘ Beziehungsgruppen, ‚Gefühlter Sinn‘, und dergleichen mehr.

LOGIK DES SYSTEMS

19. Die ‚Logik der Systeme‘ ist als solche ’neutral‘: sie kann menschenrelevante Aspekte entweder ausklammern oder einbeziehen. Solange es ein ‚Überangebot‘ an ‚fähigen Menschen‘ für ein System gibt, kann es vielleicht menschenrelevante Aspekte ‚ausklammern‘, solange das ‚gesellschaftliche Umfeld‘ eines Systems die ‚Störungen absorbiert‘. Wie man weiß, kann aber die ‚Qualität‘ eines Systems erheblich leiden, wenn es die ‚menschenrelevanten‘ Aspekte zu stark ausklammert; auch wird ein gesellschaftliches Umfeld – wie uns die Geschichte lehrt – auf Dauer ab einem bestimmten Ausmaß an zu absorbierenden Störungen instabil, so dass auch die für sich scheinbar funktionierenden Systeme ins Schwanken geraten. Die Stabilität eines Systems ist niemals unabhängig von seiner Umgebung. So führte historisch eine auftretende krasse Vermögens- und Arbeits-Ungleichverteilung immer wieder zu starken Turbulenzen, Revolutionen, in denen Menschen sich wehren. Denn letztlich sind alle absolut gleich, jeder hat die gleichen Rechte. Das einseitige Vorenthalten von Rechten bei den einen und die einseitige Privilegierung für wenige andere hat nahezu keine Begründung in einem persönlichen Besser sein, sondern ist fast ausschließlich systemisch-historisch bedingt. Da ‚Privilegieninhaber‘ von sich aus fast nie freiwillig auf ihre Privilegien verzichten wollen und alles tun, um diese ‚abzusichern‘, wird ein systemisches Ungleichgewicht in der Regel immer schlechter; dies ist nicht nachhaltig; letztendlich führt es zur De-Stabilisierung und damit in chaotische Zustände, in der es nicht notwendig ‚Gewinner‘ geben muss, aber auf jeden Fall viele Verlierer.

20. Ein ganz anderer Aspekt ist die globale Verarmung aller Systeme, die die individuellen Potentiale systemisch unterdrücken. Da fast jeder Mensch gut ist für etwas Besonderes, führt die ‚Einkastelung‘ der Individuen in ‚tote Elemente‘ eines Systems zwangsläufig zu einer ungeheuren Ressourcenverschwendung und Verarmung, die dem System selbst wertvollste Ressourcen entzieht. Der ‚Tod des Individuums‘ ist daher auf Dauer auch über die ‚Verarmung‘ des Systems auch ein ‚Tod des Systems‘. Jedes System, das nachhaltig die Potentiale seiner Individuen samt ihrer Privatheit besser fördert und entwickelt als ein Konkurrenzsystem, wird auf Dauer besser und stabiler sein.

Einen Überblick über alle bisherige Blogeinträge nach Titeln findet sich HIER.

PHILOSOPHIEWERKSTATT VOM 11.Januar 2014 – Rückblick – Lernen braucht Wissen und Emotionen

Letzte Änderung: Mo 12.Jan.2014 (Strukturierung, Am Ende Ausblick mit Terminen und Programmvorschlag)

ZUSAMMENFASSUNG

1) Mittlerweile liegt die dritte PHILOSOPHIEWERKSTATT 11.Jan.2014 hinter uns. Wie schon die letzten Male waren es sehr intensive Gespräche, die entstanden. Das tatsächliche Programm wich vom Plan ein wenig ab. Der Rückblick verlief wie geplant, war aber in sich schon ziemlich intensiv. Es gab dann eine längere Pause mit Essen, Trinken und viel Reden. Es folgte dann der neue Input zum Thema ‚Sind Emotionen (im weitesten Sinne) für ein Lernen notwendig?‘. Damit knüpften wir nochmals an das gemeinsame Brainatorming vom 14.Dez.2013 an; außerdem passte es gut zum Rückblick.
2) Kurz zusammengefasst waren die Überlegungen etwa wie folgt: bei einem komplexen System wie einem Tier oder gar einem Menschen ist eine klare Beschreibung von ‚Wissen‘ und ‚Emotionen (i.w.S.)‘ schwer bis unmöglich. Die meisten Menschen haben zum Thema zwar eine Meinung in ihrem Alltag, aber bei genaueren Nachfragen ist es kaum möglich, zu klären, was jemand meint, wenn er nach seinem ‚Bauchgefühl‘ entscheidet: Wann tut er das? Wie? Gibt es Unterschiede? usw. Dass stark Emotionen das Verhalten allgemein und das Lernen insbesondere beeinflussen können, scheint aufgrund der Alltagserfahrung klar zu sein.

EXPERIMENT ZU ‚EMOTION UND WISSEN‘

3) Die Frage ist also, ob es ein Experiment geben könnte, das einfach genug ist, und doch so, dass man alle beteiligten Komponenten ‚klar‘ verstehen und kontrollieren kann, das zugleich aber noch aussagekräftig genug ist, um zum Verhältnis von ‚Wissen‘ und Emotionen‘ etwas sagen zu können.

PSYCHOLOGIE UND INFORMATIK

4) Der Vortragende wählte dazu eine Kombination aus Psychologie und Informatik. Die Psychologen haben zu Beginn des 20.Jahrhunderts gelernt, wie sie ‚Intelligenz‘ messen können, ohne zu wissen, was ‚Intelligenz‘ in einem Lebewesen genau ist. Die Methode, die ‚Intelligenz‘ eines Systems durch Bezugnahme auf das Verhalten bei der Lösung einer Menge von Aufgaben zu beschreiben, dadurch zu quantifizieren, und damit ‚vergleichbar‘ zu machen, ist nicht auf Menschen beschränkt. Man kann damit auch Tiere messen und auch — heute — Computer. Damit könnte man bezogen auf ein definiertes Aufgabenset feststellen, in welchem Ausmaß ein Computer und ein Menschen ‚verhaltensmäßig übereinstimmen‘ oder nicht.

COMPUTER: WAS IST DAS?

5) Bei dieser Gelegenheit gab es einen Hinweis auf den Begriff ‚Computer‘. Die meisten Menschen verbinden mit dem Begriff ‚Computer‘ die konkreten Geräte, mit denen man im Alltag arbeitet (Smartphones, Tablets, eReader, PCs,…). Dies ist nicht ganz falsch, da alle diese Geräte beispielhafte Realisierungen des abstrakten Konzeptes eines berechnenden Automaten sind, das historisch bedeutsam im Kontext des Grundlagenstreits der Mathematik zu Beginn des 20.Jahrhunderts von Turing 1936/7 in die Diskussion eingeführt worden ist. Er hatte versucht, den Beweis von Gödel von 1931, zu den Grenzen der Entscheidbarkeit mathematischer Theorien, mit anderen Mitteln als Gödel sie benutzt hatte, vorzunehmen, um den Beweis dadurch möglicherweise verständlicher zu machen (was Gödel persönlich auch so sah; Gödel war nämlich mit seinem eigenen Beweis unzufrieden gewesen, und hatte Turings Lösungsansatz in einer Rede in Princeton ausdrücklich als ‚verständlicher‘ gelobt). Am Beispiel eines Büroangestellten, der mit einem Schreibstift auf einem Blatt Papier seine Zahlen notiert und rechnet, hatte Gödel das Konzept der maximal einfachen Maschine für maximal komplexe Aufgaben formuliert, die alles, was mit endlichen Mitteln berechenbar ist, berechnen kann. Später wurde diese seine abstrakte Maschine ihm zu Ehren Turingmaschine genannt. Während eine Turingmaschine duch die Unendlichkeit des Schreib-Lesebandes letztlich einen unendlich großen Speicher besitzt, hat jede konkrete gebaute Maschine, die wie eine Turingmaschine arbeitet, immer nur einen endlichen Speicher. In diesem Sinne kann ein realer Computer die Leistung einer idealen Turingmaschine immer nur annähern.
6) Was ein Computer im Stil einer Turingmaschine letztlich alles ‚tun‘ kann, hängt davon ab, wie man ihn programmiert. Bislang werden Programme für bestimmte klar umrissene Aufgaben geschrieben, und man erwartet, dass das Programm in einer bestimmten Situation genau das tut, was man von ihm erwartet (einen Text schreiben; Bremsen, wenn man auf das Bremspedal tritt; einen Alarm geben, wenn ein bestimmter Wert gefährlich überschritten wird; usw.). Programme, die in diesem Sinne ‚erwartungskonform‘ sind, sind ‚deterministisch‘, sind ‚reaktiv‘, d.h. sie sind in ihrem Verhalten genau festgelegt. Dass die meisten Menschen vor diesem Alltagshintergrund davon ausgehen, dass Computer ja eigentlich ‚dumm‘ sind, ist nachvollziehbar.
7) Allerdings ist dieser Eindruck auch irreführend, denn Computer ‚als solche‘ können im Prinzip alles, was ‚berechenbar‘ ist, d.h. auch ‚Denken‘, ‚Fühlen‘, usw., wenn man sie nur ‚lässt‘. Die meisten übersehen, dass wir Menschen alle unsere wunderbaren Eigenschaften nicht haben, weil wir sie ‚gelernt‘ haben, sondern weil unser Körper und unser Gehirn in bestimmter Weise so vorgeprägt ist, dass wir überhaupt ‚Wahrnehmen‘, ‚Erinnern‘, ‚Denken‘ usw. können.

Experimenteller Rahmen, offen für Philosophie, Psychologie und Neurowissenschaften

Experimenteller Rahmen, offen für Philosophie, Psychologie und Neurowissenschaften

OFFENE SYSTEME, REAKTIV UND ADAPTIV

8) Die strukturellen Gemeinsamkeiten zwischen uns Menschen und einem möglichen Computer werden deutlich, wenn man sowohl Menschen als auch Computer abstrakt als ‚Input-Output-Systeme‘ betrachtet. Sowohl vom Menschen wie auch vom Computer können wir annehmen, dass sie auf spezifische Weise Ereignisse aus der ‚Umgebung‘ (der ‚Welt‘ (W)) aufnehmen können (Sinnesorgane, Sensoren, Leseband), die wir hier abstrakt einfach als ‚Systeminput‘ oder einfach ‚Input‘ (I) bezeichnen. Genauso können wir annehmen, dass Menschen wie Computer auf die Welt (W) zurückwirken können (über diverse Aktoren, Schreibband). Die Menge dieser Rückwirkungen bezeichnen wir hier als ‚Output‘ (O). Ferner gehen wir immer davon aus, dass es zwischen dem beobachtbaren Output ‚O‘ und dem beobachtbaren Input ‚I‘ einen irgendwie gearteten ‚gesetzmäßigen‘ oder ‚regelhaften‘ Zusammenhang gibt, den wir hier einfach ‚phi‘ nennen, also ‚phi‘ ordnet dem Input ‚I‘ auf spezifische Weise einen bestimmten Output ‚O‘ zu. Die Mathematiker sprechen in diesem Zusammenhang von einer ‚Abbildung‘ oder ‚Funktion‘, geschrieben z.B. als ‚phi: I —> O‘. Die Informatiker sprechen von einem ‚Algorithmus‘ oder einem ‚Programm‘. Gemeint ist in allen Fällen das Gleiche.
9) In der Form ‚phi‘ ordnet dem Input ‚I‘ einen Output ‚O‘ zu wissen wir so gut wie nichts über die innere Struktur des Systems. Dies ändert sich, wenn wir zusätzlich den Begriff ‚innere Zustände‘ (‚inner states‘, IS) einführen. Damit können wir das Reden über ein System nahezu beliebig verfeinern. Diese inneren Zustände ‚IS‘ können ‚Neuronen‘ sein, ‚Erlebnisse‘ (‚Qualia‘), chemische Prozesse, was immer man braucht. Die Einbeziehung der inneren Zustände ‚IS‘ erlaubt sogleich einige interessante Differenzierungen.
10) Zunächst mal können wir unsere Redeweise erweitern zu ‚phi‘ ordnet einem Input ‚I‘ mit Hilfe der aktuellen inneren Zustände ‚IS‘ einen entsprechenden Output ‚O‘ zu, phi: I x IS —> O. Das heißt, die inneren Zustände ‚IS‘, was immer diese im einzelnen genau sind, sind ‚mitursächlich‘ dafür, dass dieser bestimmte Output ‚O‘ zustande kommt. Bsp: Wenn ich bei einem Getränkeautomaten ein Getränk auswähle, das geforderte Geld einwerfe und dann auf Ausführung drücke, dann wird der Automat (falls er nicht ‚defekt‘ ist) mir das gewählte Getränk ausgeben. Er wird immer nur das tun, und nichts anderes.
11) Von lernenden Systemen wie Tieren oder Menschen wissen wir, dass ihre Reaktionen (ihr Output ‚O‘) sich im Laufe der Zeit ändern können, weil sie ‚durch Lernen‘ ihre inneren Zustände ‚IS‘ ändern können. In diesem Fall müssten wir von der Verhaltensfunktion ‚phi‘ sagen: ‚phi‘ ordnet dem aktuellen Input ‚I‘ und unter Berücksichtigung der aktuellen internen Zustände ‚IS‘ nicht nur einen bestimmten Output ‚O‘ zu, sondern kann auch dabei gleichzeitig seine eigenen internen Zustände ‚IS‘ in spezifischer Weise ‚ändern‘, also phi: I x IS —> IS x O. Ein ‚lernendes‘ System ist in diesem Sinne ’selbstveränderlich‘, ‚adaptiv‘, ‚anpassungsfähig‘ usw.
12) Der wichtige Punkt hier ist nun, dass diese adaptive Verhaltensformel ( phi: I x IS —> IS x O) nicht nur auf Tiere und Menschen anwendbar ist, sondern auch — ohne Einschränkungen — auf das Konzept des Computers. Dass wir bis heute kaum wirklich lernfähige Computer haben, liegt vor allem an zwei Gründen: (i) im Alltag wollen wir lieber ‚dumme‘ Maschinen, weil sie uns für bestimmte Zwecke klare Erwartungen erfüllen sollen; (ii) zum anderen gibt es nahezu kaum Programmierer, die wissen, wie man ein lernfähiges Programm schreibt. Der Begriff ‚Künstliche Intelligenz‘ (KI) (bzw. Engl.: ‚artificial intelligence‘ (AI)) existiert zwar seit Beginn des Denkens über und Entwickelns von Computern, aber da wir bis heute nur rudimentäre Vorstellungen davon haben, was Lernen beim Menschen bedeutet, weiß keiner so recht, wie er einen Computer programmieren soll, der die Intelligenz von Menschen hinreichend ’nachahmt‘. In einer typischen Informatikausbildung in Deutschland kommt weder Psychologie noch Neurowissenschaften vor. Dazu muss man sagen, dass die Nachfrage nach lernfähigen Computern in der Realität bislang auch gering war (in vielen Filmen über intelligente Maschinen wird das Thema ausgiebig durchgespielt; dort meist negativ besetzt: die ‚bösen‘ Maschinen, die die Menschheit ausrotten wollen).

VERSCHIEDENE SICHTEN DER WISSENSCHAFTEN

13) Im vorausgehenden Schaubild wird aber auch noch etwas anderes angedeutet, was in den vorausgegangenen Sitzungen immer wieder mal anklang: Ich kann den Menschen von verschiedenen Blickpunkten aus betrachten: (NN) Von den Neuronen des Gehirns aus (Neurowissenschaften); (SR) vom beobachtbaren Verhalten aus (Psychologie); (PHN) Von den Phänomenen des Bewusstseins aus (Philosophie, Phänomenologie), oder in Kombinationen: (NN-SR) Neuro-Psychologie; (NN-PHN) Neuro-Phänomenologie; (PHN-SR) Phänomenologische Psychologie. Das Problem hierbei ist (was sehr oft übersehen wird), dass es zwischen den drei Sehweisen NN, SR und PHN keine direkten Verbindungen gibt: Das Neuron als solches sagt nichts über das Verhalten oder über Bewusstseinstatbestände; ein beobachtbares Verhalten sagt nichts über Neuronen oder Bewusstseinstatbestände; ein bewusstes Erlebnis sagt nichts über Neuronen oder beobachtbares Verhalten. Eine Verbindung zwischen diesen verschiedenen Sehweisen herzustellen ist von daher kein Selbstläufer, sondern eine eigenständige Leistung mit hohen methodischen Anforderungen (man sollte nicht überrascht sein, wenn man ein Buch mit dem Begriff ‚Neuropsychologie‘ aufschlägt und man findet auf keiner Seite die entsprechenden methodischen Maßnahmen….).
14) Für das vorgesehene Experiment soll die verhaltensorientierte Sicht der Psychologie als Hauptperspektive gewählt werden. Andere Perspektiven werden nach Bedarf zugeschaltet.

BEWUSSTSEIN DER PHILOSOPHEN, DER PSYCHOLOGEN, der NEUROWISSENSCHAFTEN

15) Ohne auf Details einzugehen sei hier angenommen, dass die philosophische Perspektive eigentlich nur die Kategorie ‚Bewusstsein‘ (‚consciousness‘ (CNSC)) kennt und dazu unterschiedliche Annahmen darüber, warum das Bewusstsein so ist, wie es ist. Die verhaltensbasierte Psychologie hat eine ganze Bandbreite von Denkmodellen entwickelt, die mögliche ‚Funktionen‘ im System beschreiben. Dazu gehören recht umfangreiche Modelle zu unterschiedlichen Gedächtnisformen wie z.B. ‚Sensorisch‘ (’sensorical memory‘, (SM)), ‚Kurzzeitspeicher’/ ‚Arbeitsspeicher‘ (’short term memory‘ (STM)) und ‚Langzeitspeicher‘ (‚long term memory‘ (LTM)). Letzteres mit sehr differenzierten Teilstrukturen). Heutzutage wird eine starke Korrelation zwischen dem philosophischen Konzept ‚Bewusstsein‘ und dem psychologischen Konzept ‚Arbeitsgedächtnis‘ angenommen. Die Neurowissenschaften entdecken immer mehr Funktionale Schaltkreise im Gehirn, die wiederum auf unterschiedliche Weise (Ebenen, Hierarchien) angeordnet sind. So gibt es funktionale Schaltkreise auf einer hohen integrativen Ebene, deren Korrelation mit dem psychologischen Konzept ‚Arbeitsgedächtnis‘ und dem philosophischen Konzept ‚Bewusstsein‘ korrelieren. Doch sind diese Sachverhalte sehr komplex und keinesfalls eindeutig. Für das nachfolgende Experiment spielt dies keine Rolle. Es orientiert sich am beobachtbaren Verhalten und ist bzgl. der internen Mechanismen, die das Verhalten hervorbringen, ’neutral‘.

EXPERIMENTELLER RAHMEN (UNVOLLSTÄNDIG)

16) Der äußere Rahmen des Experiments ist jetzt also eine Welt ‚W‘, in der das lernende System ‚LS‘ irgendwelche ‚Aufgaben‘ lösen muss. Für die Erreichung einer Lösung benötigt das lernende System ‚Wissen‘. Wie dann gezeigt werden soll, reicht Wissen alleine aber nicht aus. Neben ‚Wissen‘ benötigt ein lernendes System auch etwas, wodurch das Wissen ‚bewertet‘ werden kann, andernfalls kann es nicht lernen. Eine Möglichkeit, solche ‚Bewertungen‘ vornehmen zu können, sind ‚eingebaute‘ (‚intrinsische‘, ‚endogene‘, ‚angeborene’…) Zustände, die in Form von ‚Emotionen‘ (im weitesten Sinne wie z.B. ‚Hunger‘, ‚Durst‘ (= Bedürfnisse), ‚Neugierede‘, ‚Angst‘, ‚Schmerzen‘, ‚Lust’……) auftreten und das Verhalten ‚bewerten‘ können.

Fortsetzung folgt….

Die nächsten Termine für eine Philosophie-Werkstatt sind geplant für 8. Februar, 8. März, 12. April, 10. Mai, 14. Juni 2014.

Als Programmvorschlag für 8.Febr.2014 liegt vor:

  • Teil 1: In Gruppengesprächen und Plenum klären, was der Diskussionsstand ist, was fehlt, welche Themen neu addressiert werden sollen.
  • Teil 2: Fortsetzung des Themas: Wie können Emotionen helfen, dem Wissen eine handlungsfähige Struktur zu geben?
  • Teil 3: Philosophische Begründung für ein Kunstexperiment und Realisierung eines Beispiels

Einen Überblick über alle bishrigen Blogeinträge nach Titeln findet sich HIER.

M.DONALD: EVOLUTION DES MENSCHLICHEN BEWUSSTSEINS – Kurzbesprechung, Teil 2

Diesem Beitrag ging voraus Teil 1.

1) Das siebte Kapitel ist überschrieben ‚The First Hybrid Minds on Earth‘ (etwa: ‚Die ersten hybriden Geister auf der Erde‘). (S.252)
2) [Anmerkung: Das Problem ist, dass es für den Plural des englischen Begriffs ‚minds‘ in diesem Kontext keine direkte Übersetzung gibt. Die Übersetzung ‚Geister‘ ist eher irreführend, da mit ‚Geister‘ im Deutschen etwas anderes assoziiert wird als mit dem Plural von ‚minds‘. Das liegt daran, dass der deutsche Singular ‚Geist‘ einmal die ‚geistige Kapazität‘ im allgemeinen meinen kann, aber auch ein ontologisch schillerndes Wesen, das als ‚Geist‘ zwar ‚irgendwie‘ da ist, aber nicht so, wie ein reales Wesen. Von der ‚geistigen Kapazität‘ im Singular gibt es im Deutschen aber keinen wirklichen Plural, also die ‚geistige Kapazität‘ in vielfachen Ausprägungen, viele ‚reale‘ Wesen mit einem ‚realen‘ Geist. Die Übersetzung von ‚mind‘ als ‚Verstand‘ oder ‚Vernunft‘ ist nicht ganz falsch, aber auch nicht ganz richtig. Aber auch von ‚Verstand‘ und ‚Vernunft‘ gibt es im Deutschen keinen Plural! Das ist eigentlich interessant. Warum kann man im Deutschen von ‚Geist‘, ‚Verstand‘ und ‚Vernunft‘ nicht im Plural sprechen bzw. denken? Faktisch sind diese Eigenschaften an individuelle Körper gebunden, von denen es viele gibt. Warum kann man im Deutschen dann nicht von ‚den Geistern‘, den ‚Verständen‘, ‚den Vernünften‘ sprechen? Ich denke, hier zeigt sich in der Sprache etwas, das man nicht so einfach hinnehmen sollte.]
3) Das Kapitel startet mit der These, dass die Entwicklung ’symbolischer Fähigkeiten‘ (’symbolic skills‘) nicht durch Beschränkung auf ein isoliertes Gehirn alleine erklärt werden können, da es sich um Phänomene handelt, die ‚inhärent vernetzte Phänomene‘ (‚inherent network phenomena‘) sind.(vgl. S.252)
4) [Anmerkung: Wenn ich einen Körper als Ansammlung von vielen Zellen (ca. 14 Billionen, 14 * 10^12) verstehe, die in ihrer Ausformung von einem genetischen Bauplan und seiner ‚Umsetzung‘ in Form von ‚Wachstum‘ abhängig sind, dann kann ich die genetische und die ontogenetische Maschinerie natürlich bis zu einem gewissen Grad beschreiben, ohne explizit Bezug auf externe Faktoren zu nehmen. Eine solche Beschreibung ist auch nicht ‚falsch‘, da das, was ich beschreibe, ja empirisch aufweisbar ist. Dennoch kann diese empirische nicht falsche Beschreibung in ihrem Verzicht auf korrelierende Kontext-Faktoren möglicherweise entscheidende Faktoren ‚unterschlagen‘ (‚verdrängen‘,…). Dies wäre dann der Fall, wenn sich die ‚körperinternen‘ Faktoren in ihren Veränderungen nur ‚verstehen lassen würden‘, wenn man die korrelierenden Faktoren einbeziehen würde. Verstehen ist aber relativ, kriterienabhängig: welche Eigenschaften erscheinen einem ‚wichtig‘, so dass man sie in eine Erklärung einbeziehen möchte? ]
5) [Anmerkung: In einer empirischen Erklärung gelten nur Phänomene, die notwendig sind, um das Auftreten eines bestimmten Phänomens auch in Form einer Voraussage ‚erklären‘ zu können, etwa: Wenn X gegeben ist, dann wird Y mit einer Wahrscheinlichkeit von p auftreten. Wenn ich mehrere biologische Arten A1, …, Ak habe, die eine Eigenschaft P0 gemeinsam haben, sich aber jeweils in mindestens einer Eigenschaft P1, …, Pk voneinander unterscheiden, dann würde eine Beschränkung auf P0 zwar nicht falsch sein, aber eben nicht alles erklären. Um die Art Ai in ihrer Besonderheit erklären zu können, müsste ich die Eigenschaften P0 + Pi erklären, nicht nur P0 alleine.]
6) [Anmerkung: Wie im Falle biologischer Systeme bekannt, entwickeln sich besondere Arten Ai mit einer Spezialeigenschaft Pi in der Regel immer in Abhängigkeit von einer besonderen Umgebungseigenschaften Ei. Dies bedeutet, man kann das Auftreten der Eigenschaft Pi bei der Art Ai nicht ‚verstehen‘, wenn man die korrelierende Eigenschaft Ei nicht berücksichtigt. Aus diesem Grund betrachtet die moderne Biologie biologische Systeme Ai niemals isoliert, sondern immer nur im Kontext von jeweiligen umgebenden Lebensräumen Ei und die ‚Wechselwirkungen‘ zwischen Umgebung und der Population der Art Ai. Diese Wechselwirkungen setzen sich zusammen aus individuellen Eigenschaften des jeweiligen individuellen biologischen Systems (z.B. spezifische Wahrnehmungsfähigkeit, Verdauungsfähigkeit, Bewegungsform, usw.) und verbunden damit mit der Zahl der Nachkommen während der Lebenszeit. Die individuellen Fähigkeiten erweisen ihre Bedeutung in der Fähigkeit, dass die Population als Ganze in jeder Generation über hinreichend viele und fähige Nachkommen verfügt. Diese Sicht der Dinge war in der Biologie nicht immer schon da; sie musste Schritt für Schritt erarbeitet werden.]
7) [Anmerkung: Die These von Donald , dass man den Kontext einbeziehen muss, ist von daher einerseits nichts grundlegend Neues. Andererseits legt er den Finger auf Kontexteigenschaften, die als solche qualitativ verschieden sind von den vorausgehenden. ‚Symbole‘ sind vieldeutige Werkzeuge, die der Mensch so in der Natur nicht vorgefunden, sondern die er selber geschaffen hat. In dem Maße, wie er sie geschaffen hat, können sie zu einem Teil seiner Umgebung werden, die wie die ’natürliche‘ Umgebung auf ihn ‚einwirken‘ kann. Und hier kommt die nächste Besonderheit: Symbole als Umgebung wirken nicht nur physisch auf den Menschen ein wie die natürliche Natur, sondern sie beeinflussen die gedanklichen Prozesse des Menschen, sie bilden ‚Formen‘, ‚Muster‘, ‚Regeln‘, Strukturen‘, ‚Inhalte‘ usw. der gedanklichen Prozesse, mit Hilfe deren sich der Mensch in seiner Welt ‚orientiert‘. Die Orientierung besteht darin, dass der Mensch ‚im Medium seiner Gedanken‘ seine Wahrnehmungen von der Welt (und sich selbst) ‚interpretiert‘. Anders gesagt: mit den Symbolen als Werkzeug schafft der Mensch eine Umgebung, die auf ihn zurückwirken kann, und mit Hilfe von der er die Welt interpretiert; eine bizarre ‚Rückkopplung‘. Dies ist keine genetisch-ontogenetisch vermittelte Koevolution sondern eine symbolisch vermittelte Koevolution ‚mit sich selbst‘; das ist eine neue Qualität. Der Mensch schafft sich in symbolischen Räumen ein Medium, das als dieses Medium auf sein Denken zurückwirkt und darin permanent sein Medium verändert.]
8) [Anmerkung: Verglichen mit der genetischen basierten Evolution ist diese Art von symbolischer Koevolution um Dimensionen schneller. Durch die ‚Ungleichzeitigkeit‘ von genetischer und symbolischer Koevolution ist ein massiver Konflikt vorprogrammiert: wird die schnellere symbolische Evolution die langsamere genetische Evolution letztlich strukturell verändern können (durch ‚Gentechnik‘) oder wird die symbolische Evolution durch Schaffung eines ‚künstlichen Geistes‘ die genetische Evolution überflüssig machen? ]
9) Diese These bedeutet im Fall der Sprache, dass es – nach Donald — nicht die Fähigkeit zum Sprechen als solche war, die zum Phänomen der Sprache in ihrem vollem Umfang geführt hat, sondern in der Bildung von ‚gedanklichen Gemeinschaften‘ (‚cognitive communities‘). Dies bedeutet, das Zusammensein und das Zusammenwirken von mehreren Menschen als solchen muss gegeben gewesen sein, damit sich aus einem elementaren ‚Sprechen‘ ein ‚Sprache‘ entwickeln konnte. (vgl. SS.252-254)
10) [Anmerkung: So suggestiv diese Formulierungen von Donald klingen mögen, so erscheint mir doch Vorsicht geboten. Wie schon das einfache Beispiel mit den beiden Nervenzellen A und B andeutete, die ein UND oder OR-Gatter realisieren: der einzelnen Zelle kann man dies Eigenschaft nicht ansehen. Noch kann man sagen, dass A sich nur so entwickeln konnte, weil es B gab (oder umgekehrt); in dem Falle reicht es aus, dass sowohl A als auch B bestimmte Grundeigenschaften besitzen, die in Kombination unterschiedliche Funktionen ‚zeigen‘. Das gleiche gilt für Atome; auch wenn man nicht sagt, dass Wasserstoff ‚H‘ sich bilden musste, weil es Sauerstoff ‚O‘ gab (oder umgekehrt), gilt, dass eine Kombination von ‚H‘ und ‚O‘ zu ‚H2O‘ möglich ist und dann in dieser Kombination ’neue‘ Eigenschaften zeigt. M.a.W. das Vorkommen von einzelnen Gehirnen im Rahmen einer Population bedeutet, dass die Gehirne ‚ihre eigene Umgebung‘ sind. Das Besondere wäre nicht die Umgebung als solche, sondern die Tatsache, dass Gehirne spezielle Eigenschaften besitzen, die, wenn sie auf ein anderes Gehirn treffen, ’sichtbar‘ werden. Im Falle der Sprache als einem vernetzten Beziehungssystem von ‚Sprachmaterial‘ (‚token‘) ‚Z‘, möglichem ‚intentionalem Gegenstand‘ ‚O'(‚real‘ oder ‚gedacht‘), ‚gewusster Bedeutungsbeziehung‘ ‚B: Z <---> O‘ und einem ’semiotischen System‘ ‚S‘ als Träger und Realisator dieser Bedeutungsbeziehungen, sind Gehirne in einem Körper – soweit wir sie kennen – die idealen Mediatoren für Sprache: Gehirne können intentionale Gegenstände O ‚repräsentieren‘, sie können Zeichenmaterial Z ‚produzieren‘, sie können beliebige Bedeutungsbeziehungen B realisieren, und sie können diese Fähigkeiten als dynamische Systeme kontinuierlich einsetzen. Dies bedeutet, die Präsenz von mindestens zwei Gehirnen bietet alle Voraussetzungen dafür, dass sich Sprache bilden kann. ]
11) [Anmerkung: Vor diesem Hintergrund erscheint es bemerkenswert, dass die Wissenschaft sich bislang so schwer tut, Sprachbildungsprozesse mit dem Computer nach zu vollziehen. Seit den pionierhaften Talking-Heads Experimenten eines Luc Steels sind wir nicht viel weiter gekommen (siehe Quellen unten) (vergleicht man die Forschungsmittel, die generell ausgegeben werden mit jenen, die für Forschungen zur künstlichen Intelligenz ausgegeben werden, so ist der Betrag für künstliche Intelligenz so niedrig, dass man ihn kaum in Prozenten ausdrücken kann. Aber ich bezweifle, ob es nur am Geld liegt.]
12) Das erste, was Kinder in solchen gedanklichen Gemeinschaften lernen müssen, das ist ein Satz von ‚reziproken Verhaltensmustern‘, in denen man sich wechselseitig der Aufmerksamkeit versichern kann. Dies wiederum geht nur, sofern die Gedächtnisstrukturen hinreichend differenziert sind. Objekte, Relationen, Strukturen, Rollen, Abläufe usw. müssen erinnert werden können; Selbstmodelle und Fremdmodelle, die Metareflexionen voraussetzen. Dies alles impliziert komplexe Lernprozesse, die wiederum Zeit brauchen und entsprechende soziale Umgebungen, die dazu beitragen, dass bestimmte Muster ’sozial einprogrammiert‘ werden. (vgl.SS.254-257)
13) [Anmerkung: Aufgrund des nachweisbaren Zusammenhangs zwischen bestimmten Umgebungseigenschaften Ei und bestimmten Eigenschaften Pi einer bestimmten Art Ai ist die Versuchung groß, diesen Zusammenhang ‚kausal‘ zu interpretieren, also im Sinne ‚weil‘ es Ei gibt, daher bildete sich Pi heraus. Mir scheint, dies ist – wenn überhaupt – höchstens die ‚halbe Wahrheit‘. Bedenkt man die Funktionsweise der genetischen basierten Evolution, so ist die primäre Quelle von möglichen Strukturen das Wechselspiel von Selbstreproduktion des genetischen Codes und der molekularen Übersetzung des Codes in Proteinstrukturen als Ontogenese. Dies bedeutet, dass – egal welche Umgebungseigenschaften jeweils gegeben sind – primär der verfügbare genetische Code und dessen molekulare Übersetzung darüber entscheidet, was sich überhaupt an Strukturen bilden kann. So könnte es grundsätzlich auch so sein, dass die Menge der genetisch bedingten Strukturen grundsätzlich nicht zu den umgebungsmäßig gegebenen Eigenschaften Ei passen würde. In diesem Fall könnten die Umgebungseigenschaften niemals ‚bewirken‘, dass sich ‚geeignete‘ Strukturen bilden. Der Eindruck von möglichen kausalen Zusammenhängen ist ‚beobachterabhängig‘ und eher ein ‚Artefakt des Denkens‘. Dass es zu scheinbaren ‚Anpassungen‘ kommen kann ist zwar ein ‚Auswahlprozesse‘ (Selektion‘), aber nicht in dem Sinne, dass die gegebenen Umgebungseigenschaften Ei aller erst die speziellen genetischen Eigenschaften Gi schaffen, die zu den phänotypischen Eigenschaften Pi führen, sondern weil der genetische und ontogenetische Prozess ‚von sich aus‘ die Eigenschaften Gi bereitstellen kann bzw. sie bereitgestellt hatte können diese dann ’selektiert‘ werden, weil jene Phänotypen, die aus diesen Gi hervorgegangen sind, mehr Nachkommen haben, als jene Phänotypen, die aus einem anderen Genotyp Gj hervorgegangen sind. Die Dramaturgie von geologischem Erdprozess und genetisch basierter Evolution ist damit in keiner Weise aufgeklärt; hier gibt es mehr Fragen als Antworten.‘]
14) Donald ergänzt seine Bemerkungen zum Gedächtnis dahingehend, dass er für das menschliche Gedächtnis postuliert, dass es die beobachtbaren Verhaltensleistungen nur unterstützen kann, wenn es in viele funktional differenzierte Bereich aufgegliedert ist, die parallel arbeiten können. So müssten wir grundsätzlich unterscheiden können zwischen ‚Selbst‘ und ‚Anderer‘, ‚Gegenwart‘, ‚Vergangenheit‘ und ‚Zukunft‘. (vgl. SS.257-259)
15) [Anmerkung: Es ist interessant, wie vage und allgemein die Aussagen zum Gedächtnis sind, obgleich doch gerade das Gedächtnis so zentral sein soll für die symbolisch vermittelte Kultur (ein ähnliches Phänomen war bei Norman zu beobachten. Auch bei ihm waren die Aussagen zum Gedächtnis sehr vage, plakativ, nicht durch harte empirische Modellbildung abgesicherten. Andererseits, wenn man sieht, wie schwer sich selbst die neuesten neurowissenschaftlichen Forschungen zum Raumgedächtnis und episodischen Gedächtnis tun, dann darf man Donald hier nicht zu hart kritisieren. Aber zumindest sollte er dann darauf hinweisen, dass es ziemlich spekulativ ist, was er da sagt…]

LITERATURHINWEISE

Steels, L.; Cooperation between distributed agents through self-organisation, Intelligent Robots and Systems ’90. ‚Towards a New Frontier of Applications‘, Proceedings. IROS ’90. IEEE International Workshop on, pp. 8 – 14 supl, 1990
Steels, Luc (1990) „Components of Expertise“ , AI Magazine Volume 11 Number 2 (1990), pp. 28-49.
Steels, L.; Mathematical analysis of behavior systems, From Perception to Action Conference, 1994., Proceedings, pp. 88 – 95, 1994
Steels, L.; A self-organizing spatial vocabulary, Artificial Life Journal, 2(3), pp. 319-332, 1995
Steels, L.; Language Games for Autonomous Robots, IEEE Intelligent Systems , Volume 16 Issue 5, pp.16 – 22, 2001
Steels, Luc; (2001) Grounding Symbols through Evolutionary Language Games. In: Cangelosi A. and Parisi D. (Eds.) Simulating the Evolution of Language Springer.
Steels, L.; Evolving grounded communication for robots, Trends in Cognitive Science 7(7), July 2003, pp.308 – 312
Steels, L.; Semiotic Dynamics for Embodied Agents, Intelligent Systems, IEEE, Volume: 21 , Issue: 3, pp. 32 – 38, 2006
Steels, L.; The Symbol Grounding Problem has been solved. So What’s Next?, In Glenberg, A.; Graesser, A.; Vega, M. de; (Eds.), Symbols, Embodiment, and Meaning, Oxford University Press, pp. 506-557, 2008
Steels, L.; Work on Symbol Grounding now needs concrete Experimentation, Intern. J. of Signs and Semiotic Systems, 1(1), pp. 57-58, 2011
Steels, Luc (2011) „Design Patterns in Fluid Construction Grammar“ , Amsterdam: John Benjamins Pub.
Steels, Luc (2011) „Modeling the cultural evolution of language.“ Physics of Life Reviews, 8(4) pp. 339-356.

Fortsetzung folgt in Teil 3.

Einen Überblick über alle bisherige Blogeinträge nach Titeln findet sich HIER.

GEIST-SICHTBARMACHUNGS-EXPERIMENT, Teil 1, Begriffe und theoretischer Rahmen

ZENTRALE BEGRIFFE: GEIST

(1) Für das anvisierte Großprojekt ‚Sichtbarmachung des Geistes‘ (in Frankfurt, der Stadt Goethes, der einen Faust 1+2 geschrieben hat) ist es hilfreich, den zentralen Begriff ‚Geist‘ ein wenig zu lokalisieren. Angesichts der nahezu unerschöpflichen Quellenlage zum Thema ‚Geist‘ mag dies auf den ersten Blick als ein scheinbar hoffnungsloses Unterfangen erscheinen.
(2) Da es hier aber in erster Linie nicht um eine ‚Begriffsgeschichte‘ der Wortmarke ‚Geist‘ gehen soll, sondern um eine systematischen Gebrauch des Begriffs im Kontext einer expliziten Theorie, wird es genügen, die Annahmen dieser Theorie darzustellen.

ZENTRALE BEGRIFFE: GEIST, INTELLIGENZ, BEWUSSTSEIN

(3) Beim aktuellen Stand der Reflexion werden es drei zentrale Begriffe sein, die in der anvisierten Theorie zentral Verwendung finden werden: ‚Geist‘, ‚Intelligenz‘ und ‚Bewusstsein‘. Während hier im Blog eher informell und auf Deutsch über diese Dinge nachgedacht wird, wird die eigentlich Theorie auf Englisch geschrieben in Gestalt verschiedener Vorlesungsskripte (siehe http://www.uffmm.org). Ob aus all dem jemals mal ein ‚Buch‘ im klassischen Sinne werden wird, ist momentan offen. Für potentielle Leser wäre es sicher eine Erleichterung.
(4) Auch wenn man nicht in die Tiefen und Verästelungen einer vollständigen Begriffsgeschichte hinabsteigen möchte, um die den Begriffen ‚Geist‘, ‚Intelligenz‘ und ‚Bewusstsein‘ innewohnende Vieldeutigkeit und damit einhergehende Vagheit zu verdeutlichen, genügt ein kleines Selbstexperiment mit aktuellen Wörterbüchern, um sehr schnell zu merken, auf welch schlüpfrigem Boden man sich begibt, will man diese Begriffe systematisch benutzen (siehe Eintrag unten und Bild).

Differenzen zwischen Deutsch-Englischen Wortfeldern bei Geist, Intelligenz, Bewusstsein

Differenzen zwischen Deutsch-Englischen Wortfeldern bei Geist, Intelligenz, Bewusstsein

5) Wie man im Schaubild ‚Wortverweise zu ‚Geist‘, ‚Intelligenz‘, ‚Vernunft‘, ‚Bewusstsein‘ sehen kann (und in den Einträgen im Anhang), führt ein Hin- und Her Übersetzen selten zum Ausgangswort zurück. Und dies hier nur im Falle von Deutsch und Englisch. Bedenkt man, dass alle diese Begriffe eine mehrhundertjährige Vorgeschichte in der griechischen Kultur haben, die wiederum über das Latein und das Arabische in die modernen Sprachen Deutsch und Englisch transferiert wurden (ohne Berücksichtigung all der vielfältigen Wechselwirkungen mit den anderen umgebenden Kulturen) , so kann man ahnen, dass eine begriffsgeschichtliche Vorgehensweise zwar sehr anregend sein könnte, aber letztlich keinen wirklichen Beitrag zu dem leisten kann, um das es hier geht: die Benutzung bestimmter Termini in einer aktuellen systematischen Theorie mit empirischen Bezug.

ZIEL DES EXPERIMENTES 1

6) In einer informellen Darstellungsweise könnte man sagen, dass es im Geist-Sichtbarmachungs-Experiment (Mind-Visibility-Generation-Experiment) darum geht, zu zeigen, wie unter Berücksichtigung der kosmischen Rahmenbedingungen (im Sinne der Astrobiologie), der evolutionären Prozesshaftigkeit (im Sinne der Evolutionsbiologie), ausgehend vom beobachtbaren Verhalten (im Sinne verhaltensbasierter Wissenschaften) und unter Berücksichtigung struktureller Eigenschaften von Körpern (im Sinne von Anatomie, Neurowissenschaften,…) plausibel gemacht werden kann, wie die anhand von definierten Aufgaben messbare ‚Intelligenz‘ (im Sinne der empirischen Psychologie) mit einem ‚Geist‘ korrespondiert, der für eine bestimmte Menge von Funktionen steht, die den Strukturen eines Körpers eine spezifische Dynamik verleihen. Das mit ‚Bewusstsein‘ Gemeinte wird dabei angenommen als eine Teilfunktion des ‚Geistes‘.

THEORIEVORAUSSETZUNGEN

7) Wie bei jeder Theorie kann man auch hier unterscheiden zwischen der Theorie selbst und ihrer Hervorbringung. Während die Theorie selbst ein irgendwie geartetes formales Gebilde ist, das von den ‚Theoriemachern‘ (Wissenschaftlern, Ingenieuren) mittels Experimenten auf bestimmte Wirklichkeitsausschnitte bezogen wird, müssen die Theoriemacher individuell spezifische Erkenntnisvoraussetzungen mitbringen, ohne die die Formulierung und koordinierte Nutzung einer Theorie nicht möglich ist. Wir nennen diese postulierten notwendigen Erkenntnisvoraussetzungen hier die ‚minimale kognitive Struktur (MKS)‘ (oder Englisch: ‚minimal cognitive structure (MCS)‘ in dem Sinne, dass jedes virtuelle System, das die gleichen minimale kognitive Struktur besitzen würde, in der Lage wäre, die gleiche Theorie zu formulieren und anzuwenden.

ZIEL DES EXPERIMENTES 2

8) Das Hauptziel des ‚Geist-Sichtbarmachungs-Experimentes (GeiSichtExp)‘ ist genau dieses: virtuelle Systeme entstehen zu lassen, die den minimalen kognitiven Strukturen von Tieren und Menschen so entsprechen, dass sie die gleichen Weltmodelle und dazu gehörigen Verhaltensweisen hervorbringen können. Damit würden diese virtuellen Systeme ‚verhaltensidentisch‘ zu Tieren und Menschen und die Frage nach dem Unterschied zwischen der ‚Natur‘ oder dem ‚Wesen‘ des mit ‚Geist Gemeintem‘ beim Tier und Mensch einerseits sowie den virtuellen Systemen andererseits würde darauf hinauslaufen, ob der ‚Material‘, aus dem die jeweiligen Systeme ‚gebaut‘ sind, eine ‚wesentliche‘ Rolle zukommt.

ENTKOPPLUNG VON BIOLOGISCHEN STRUKTUREN

9) Bei biologischen Systemen hat die Struktur des Körpers, speziell auf der Ebene der Zellen, überwiegend mit der Beschaffung und Erhaltung der Energie zu tun, mit der Erhaltung und Weitergabe von Bauinformationen, mit Wachstum und Koordinierung, usw. und nur zum kleineren Teil mit aktueller Informationsverarbeitung. Würde man das ‚Wesen des Geistes‘ auf die Informationsverarbeitung im engeren Sinne beschränken — was hier im ersten Ansatz versuchsweise getan wird –, dann wäre der größere Teil des Körpers für den Geist nicht direkt relevant. Damit verschärft sich die Plausibilität dafür, dass Strukturen zur Ermöglichung von Informationsverarbeitung im Sinne eines ‚Geistes‘ auch mit anderen Mitteln realisiert werden können. Dies wäre ein erstes Argument dafür, dass das ‚Phänomen des Geistes‘ nicht an die typischen biologischen Strukturen gebunden sein muss.

10) Die Sichtbarmachung von ‚Geist‘ in diesem beschränkten Sinne erscheint prinzipiell machbar, wenngleich aufgrund der implizierten Komplexität nicht einfach. Ein ‚Hobbyprogrammierer um die Ecke‘ wird es nicht schaffen (genauso wenig wie die milliardenschweren Neuro-Simulatoren, die allenthalben entstanden sind bzw. entstehen).

NICHT ALLE FRAGEN BEANTWORTET

11) Die tieferliegende Frage nach dem ‚Geist‘ als einer ‚innewohnenden Eigenschaft der Energie‘ als Ausgangspunkt jeglicher Strukturbildung im Universum würde durch das ‚Geist-Sichtbarmachungs-Experiment‘ jedoch noch nicht beantwortet. Allerdings wäre dies ein Schritt in die Richtung einer möglichen Beantwortung, eine mögliche Motivation, um das Fragen und Experimentieren zu intensivieren.

SUBJEKTIVE WIDERSTÄNDE

12) Die meisten Leute, mit denen ich bislang über dieses ‚Geist-Sichtbarmachungs-Experiment‘ sprechen konnte, tun sich bislang aber überhaupt schwer, diesem Experiment einen Sinn ab zu gewinnen. Die ‚Widerstände‘ für ein ‚Mitdenken‘ sind vielfach. Grundsätzlich tun sich Menschen schwer, über sich selbst nach zu denken. Und wenn überhaupt, dann hat man aus der Vergangenheit bestimmte liebgewordene Bilder, die den Menschen als etwas ‚Besonderes‘ gegenüber allem anderen sehen, als ein mit ‚Geist‘ (und möglicherweise noch ‚Seele‘) ausgestattetem Wesen, dessen Bezug zum Ganzen des Universums trotz Wissen um die Evolution irgendwie und irgendwo nicht so richtig gesehen wird. Die unterschiedlich kursierenden religiösen (hinduistisch, buddhistisch, jüdisch, christlich, muslimisch, …) Deutungsmustern tun ihr ihriges, um den Blick nicht frei zu bekommen, für das ’neue Bild‘ eines — möglicherweise — durch und durch geistigen Universums mit einer darin implizierten eigentümlichen ‚Liebe‘ und ‚Verantwortung‘. Nach allem, was bislang bekannt ist, geht es nicht um ‚weniger‘ Religion, sondern eher um ‚mehr‘. Und wie wir wissen, ist der Weg vom Kind zum erwachsenen, verantwortungsvollen Menschen lang und beschwerlich. Und nicht wenige verweigern auf diesem Weg die notwendigen Einsichten und Konsequenzen. Der Preis der Freiheit ist die Möglichkeit der Verweigerung. Freiheit durch ‚Zwang‘ zu ersetzen hilft in der Regel nicht, da damit die notwendige ‚Reife‘ im einzelnen nicht durch einen eigenen Lernprozess entstehen kann. ‚Zwangsgesellschaften‘ erzeugen auf Dauer ihren eigenen Untergang.

Theoretischer Rahmen für das GEIST-SICHTBARMACHUNGS Projektes

Theoretischer Rahmen für das GEIST-SICHTBARMACHUNGS Projektes

THEORIERAHMEN 2

13) Die benutzte Theorie benutzt drei Komponenten: (i) eine Menge von definierten Aufgaben (‚Tasks‘), die eine Art Umgebung (‚environment‘) für lernende Systeme darstellen; (ii) die zu untersuchenden (lernenden) Systeme (‚Systems‘); (iii) die Interaktion dieser Systeme mit den Aufgaben der Umgebung.

AUFGABEN

14) ‚Aufgaben‘ sind theoretisch definierte Mengen von ‚Zuständen‘, die man in mindestens einen ‚Anfangszustand‘ (’start state‘), mindestens einen ‚Zielzustand‘ (‚goal state‘), sowie einer — eventuell leeren — Menge von ‚Zwischenzuständen‘ (‚intermediate states‘) einteilen kann. Von einem Zielzustand muss es mindestens einen ‚Pfad‘ (‚path‘) zu mindestens einem Zielzustand geben. Dieser wird ‚Lösungspfad‘ (’solution path‘) genannt. Interessant sind die ‚kürzest möglichen‘ Lösungspfade. Kann man einen Lösungspfad angeben, so kann man — unter Voraussetzung feststehender Interaktionen (s.u.) — auch die zum Lösungspfad notwendigen Folgen von Interaktionen angeben, die als solche eine ‚idealisierte empirische Verhaltensfunktion‘ (Phi hoch i‘, φi) definieren. Diese idealisierte empirische Verhaltensfunktion φi kann dann als Sollwert (Norm) benutzt werden, um tatsächliche empirische Verhaltensfunktionen damit zu vergleichen (messen).

SYSTEME

15) Die ‚Systeme‘ innerhalb der verwendeten Theorie sind allesamt ‚offene‘ Systeme, d.h. ‚Input-Output-Systeme‘, die über diverse Wahrnehmungen und Aktionen im kontinuierlichen Austausch mit der jeweiligen Umgebung stehen. Unter Bezug auf eine unterstellte Verhaltensfunktion (phi hoch t, φt: I —> O) kann man dann grob unterscheiden zwischen ‚reaktiven‘ und ‚adaptiven‘ Systemen. ‚Reaktive‘ Systeme (φt: I x IS —> O) verfügen zwar über interne Zustände IS, die in das Verhalten einfließen, diese internen Zustände IS können jedoch nicht wesentlich verändert werden. Im Gegensatz dazu können ‚adaptive‘ Systeme (φt: I x IS —> IS x O) ihre internen Zustände IS hinreichend verändern. Die jeweilige Implementierung der internen Zustände IS (mittels z.B. biologischer Zellen, neuronaler Zellen, Classifier, Graphen) spielt keine wesentliche Rolle. Bislang kann man allerdings ‚technische‘ System von ‚biologischen‘ Systemen meistens dadurch unterscheiden, dass biologische Systeme zwischen einem ‚Genotyp‘ und einem ‚Phänotyp‘ unterscheiden. Der Phänotyp entsteht aus einem Genotyp durch einen Wachstumsprozess, bei dem anhand von genetischen Ausgangsinformationen ein interaktiver Prozess angeregt wird, in dessen Verlauf der Phänotyp (salopp: Körper) entsteht. Der Phänotyp trägt über ‚Fortpflanzung‘ zum Erhalt der genetischen Informationen bei. Bei diesem Prozess können die genetischen Informationen mit Zufallseinflüssen verändert werden. Auf diese Weise können genau jene genetischen Informationen selektiv überleben, deren Phänotypen sich in einer bestimmten Umgebung besonders ‚bewähren‘. Bei technischen Systemen fehlt diese genetische Rückkopplung bislang aufgrund der hier anfallenden Komplexität einerseits und des für solche Prozesse notwendigen Zeitbedarfs.

INTERAKTIONEN: STIMULUS (S), RESPONSE (R)

16) Die ‚Interaktion‘ eines Systems mit seiner Umgebung geschieht einmal über solche Umweltereignisse, die das System als ‚Reize’/ ‚Stimuli‘ (S) ‚wahrnehmen‘ kann sowie über solche Veränderungen an der Außenseite (Interface, Schnittstelle) seines Systems, die als ‚Antworten’/ ‚Responses‘ (R) auf die Umgebung ‚einwirken‘ können. Sofern solch eine Reaktion ‚R‘ von einem bestimmen Stimulus ‚S‘ abhängig ist, spricht man auch von einem Stimulus-Response-Paar (s,r) ∈ S x R. Die Menge aller solcher Stimulus-Response Paare, die für ein bestimmtes System als ‚charakteristisch‘ beobachtet werden können, wird hier als ‚empirische Verhaltensfunktion‘ (φe) bezeichnet. Handelt es sich bei dem System unter Beobachtung um eine biologisches System, ist es eine ‚empirisch-empirische‘ Verhaltensfunktion (φe,e), im Falle von technischen Systemen um eine ‚empirisch-technische‘ Verhaltensfunktion (φe,t). Empirische Verhaltensfunktionen kann man mit idealisierten (‚gesollten‘) Verhaltensfunktionen (φi) vergleichen. Stimmen die empirischen Funktionen mit den idealisierten ‚hinreichend überein‘, dann kann man sagen, dass ein System den für eine Aufgabe zu leistenden minimalen Lösungspfad ‚gelernt‘ hat. Zwischen einer vollständigen (100%) und keiner (0%) Übereinstimmung mag es viele charakteristische Varianten geben.
17) Innerhalb des hier skizzierten theoretischen Rahmens lassen sich alle bis heute bekannten reaktiven und adaptiven Systeme behandeln. Im Laufe des Experimentes werden einige dieser Systeme real vorgestellt werden. Alle beobachtbaren Leistungen sind über definierte Aufgaben beschreibbar und dadurch mit dem Verhalten realer biologischer Systeme vergleichbar. Die Einbeziehung des genotypischen Lernens ist angezielt, aber weitgehend abhängig von der Verfügbarkeit geeigneter Ressourcen.

QUELLENNACHWEISE

Abfrageergebnisse in www.leo.org (Abfrage vom 27.Dez.2012)

1) Mind –> Geist, Verstand, Ansicht, Gedanke, Absicht
2) Vernunft –> reason, rationality, sanity
3) Verstand –> mind, apprehension, brain(s), comprehension, discretion, intellect, reason, sanity, sense, understanding, wit(s)
4) Geist –> mind, ghost, spirit, animus, apparition, esprit, genie, intellect, nous, phantom, psyche, specter/ spectre, wit, wraith
5) intelligence –> Einsicht, Intelligenz, Auffassungsvermögen, die Aufklärung, die Information (auch vom Geheimdienst), die Klugheit, die Nachricht, der Verstand, die Wiedergabe, Auskunft, Geheimdienst,
6) Intelligenz –> intelligence, brainpower, brains, intelligentsia, savvy, understanding
7) reason –> Grund, Anlass, Argument, Begründung, Motiv
8) Bewusstsein –>awareness, consciousness
9) consciousness –> Bewusstsein, Bewusstheit, Besinnung
10) awareness –> Bewusstsein, Bewusstheit, Erkenntnis
11) Aufmerksamkeit –> attention, concentration, advertence/ advertency, alertness, attentiveness, heedfulness, mindfulness, notice, regard, thoughtfulness

Eine Übersicht über alle Blog-Einträge bisher nach Titeln findet sich HIER