MENSCHENBILD – VORGESCHICHTE BIS ZUM HOMO SAPIENS – Ergänzungen

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Übersicht
Im Folgenden einige Ergänzungen zu dem vorausgehenden Blogeintrag ’Menschenbild …’.

I. WARUM ERGÄNZUNGEN ?

In dem vorausgehenden Blogeintrag (siehe: [DH17d])
wurde in einem ersten Durchgang versucht, die großen
Linien der ’Menschwerdung des Menschen’ nachzuzeichnen.
Angesichts des Umfangs und der Komplexität
des Themas konnten viele wichtige Punkte nur grob
beschrieben werden. Hier einige ergänzende Nachträge.

II. ZEITMESSUNG

Für die Rekonstruktion der Entwicklung der
verschiedenen Menschenformen benötigt man eine
Einordnung der ’Formen’ in bestimmte Schemata,
ihre ’geologische’ Fixierung mit jeweiligen Kontexten,
sowie die Einordnung auf einer ’Zeitachse’, die einen
direkten Bezug zu den konkreten Substraten (Knochen,
Werkzeuge, …) aufweist.

Eine Einführung in diese Thematik findet sich in
dem Artikel von Günther A.Wagner [Wag07], der am
Beispiel der Zeitbestimmung des Fundes zum homo
heidelbergensis die allgemeine Problematik einer
Zeitbestimmung abhandelt.

A. Stratigraphie

Es war der Geologe Nicolaus Steno, der 1669
erkannt, dass sich die Veränderungen der Erde in
Sedimentablagerungen manifestierten, wobei die
unteren Schichten die Älteren sind. Es entstand daraus
generell die Stratigraphie die die Fossile registriert
(Biostratigraphie), ferner die Lithostratigraphie mit dem
Fokus auf dem Gestein, die Magnetostratigraphie
mit Fokus auf der Gesteinsmagnetisierung, sowie
die Klimastratigraphie, die nach Indikatoren für das
Klima sucht. In der Summe entstehen auf diese Weise
räumliche und zeitliche Netze, die man zu einer primären
geologischen zeitlichen Einteilung nutzen kann. (Siehe
dazu z.B. die Tabellen bei Wagner [Wag07]:SS.204ff)

B.Tertiär, Quartär

Die Zeit seit -2 Ma Jahren [‚Ma‘ := Millonen Jahre] wurde aufgrund der
Stratigraphie in die Abfolge der Systeme Tertiär bis -1.8
Ma Jahren und Quartär bis zur Gegenwart eingeteilt.

C. Pliozän, Pleistozän

Diese grobe Einteilung wurde anhand stratigraphischer
Kriterien weiter verfeinert in die Abteilungen Pliozän
(-2.0 bis -1.8 Ma), Altpleistozän (-1.8 bis -0.78 Ma),
Mittelpleistozän (-078 bis -0.128 Ma), Jungpleistozän
(-0.128 Ma bis -11.7 Ka) und Holozän (-11.7 Ka bis zur
Gegenwart).[‚Ka‘ := 1000 Jahre].

D. Paläolithikum

Eine andere Einteilung orientierte sich an dem
Merkmal Steinwerkzeuge . Erste Steinwerkzeuge lassen
sich in Afrika ab -2,5 Ma nachweisen, in Europa erst ab
-0.9 Ma (siehe: [WD17a]). Diese Zeit wird Altsteinzeit
(Alt-Paläolithikum) genannt, Dauer bis ca.-300.000/-
200.000. Wichtige Formfelder: Acheulien . Es folgt die
Mittelsteinzeit (Mittel-Paläolithikum) , die etwa um -40 Ka
endet. Wichtige Formfelder sind hier:die Moustérien , ca.
-200.000 bis -40.000; es handelt sich hier um sehr fein
gearbeitete Werkstücke in zahlreichen, auf die Funktion
hin gestalteten Formen. Typisch sind fein ausgebildete
Faustkeile. Micoquien (oder ”Keilmesser-Gruppen”),
ca. -130.000 bis -70.000. Hier findet man Keilmesser
Blattspitzen-Gruppen, die flache und ovale Werkzeuge
(Blattspitzen) nutzten. Ch âtelperronien bis ca. -34.000.
(regional eingeschränkt, Frankreich und Nordspanien).
Es folgt die Jungsteinzeit (Jung-Paläolithikum) die bis
zum Ende der letzten Kaltzeit dauert, die mit dem
Beginn des Holozäns zusammenfällt, etwa 11.7 Ka vor
dem Jahr 2000 (siehe dazu: [WD17d]). Der Beginn der
Jungsteinzeit fällt auch zusammen mit dem Auftauchen
des homo sapiens in Europa. Bei den Steinwerkzeugen
unterscheidet man die Formenwelt Aurignacien, ca.
40.000 bis ca. -28.000; sie markiert den Beginn der jungpaläolithischen
Kleinkunst in Europa, u.a. erste Felsbilder; Gravettien von ca.
-28.000 bis ca. -21.000, Zeithorizont der Venusfigurinen.
Solutréen von ca. -22.000 bis ca. -18.000; Magdalénien
von ca. -18.000 bis ca. -12.000.

E. Holozän

Der Beginn des Holozäns (-9.7 Ka oder ’11.7 Ka
vor dem Jahr 2000’) ist gekennzeichnet durch einen
starken Klimaanstieg, der zu starken Veränderungen
in Fauna und Flora geführt hat (man nennt es auch
’drastische ökologische Restrukturierungen’ (siehe
dazu: [WD17d])). Die Zeit -9.7 Ka bis -6 Ka nennt
man auch Alt-Holozän. Riesige Eismassen schmelzen
und die Erdoberfläche hebt sich um viele Meter. Im
nachfolgenden Mittelholozän (ca. -6 Ka bis -2.5 Ka)
gab es einerseits ein Klimaoptimum, das positive
Lebensräume schuf. In einem Klimapessimus (von
ca. -4.1 Ka bis -2.5 Ka) wurde es deutlich kühler und
trockener; viele Wüsten kehrten wieder zurück. Die
Menschen zogen sich in die Flussgebiete zurück, was
zur Ausbildung komplexer Ansiedlungen führte. Es kam
zu Zusammenbrüchen ganzer Kulturen, zu erzwungenen
Wanderungen sowie Eroberungen. Das anschließende
Jung-Holozän (von ca. -2.5 Ka bis heute) ist u.a.
durch einen Wechsel weiterer Kalt- und Warmzeiten
gekennzeichnet.

Innerhalb des Holozäns werden anhand spezieller
Kriterienbündel weitere Unterteilungen vorgenommen.

Epipaläolithikum, Mesolithikum, Neolithikum

Am Beispiel der Begriffe Epipaläolithikum, Mesolithikum,
Neolithikum wird deutlich, wie sich Kriterien, die im
Rahmen der Stratigraphie zur Anwendung kommen
können, aufgrund von Zeitverschiebungen zwischen
verschiedenen Regionen sowie durch parallele
Kriterienbündel überlappen können.

Die Bezeichnung Mesolithikum (Mittelsteinzeit) trifft
eigentlich nur auf das nacheiszeitliche Europa zu (siehe:
[WD17f]), während der Begriff Epipaläolithikum in er
gleichen Zeit angewendet wird, aber eher auf Regionen
die kaum bis gar nicht von nacheiszeitlichen Eiswechsel
betroffen waren (siehe [WD17c]).

2. Neolithikum

Dagegen bezieht sich der Begriff Neolithikum (Jungsteinzeit)
auf ein Bündel von Faktoren, die zusammen
den Charakter dieser Phase beschreiben: die Domestizierung
von Tieren und Pflanzen, die Sesshaftigkeit der
Bauern (Nomadismus auf Viehhaltung basierender Kulturen),
die Verbreitung geschliffener Steingeräte (Steinbeile,
Dexel), sowie Ausweitung des Gebrauchs von
Gefäßen aus Keramik (siehe [WD17e]). Eine Zuordnung
des Beginns dieser Phase in absoluten Zahlen ist aufgrund
der regionalen Zeitverschiebungen im Auftreten
der Phänomene schwankend, frühestens beginnend mit
ca. -11.5 Ka.

F. Anthropozän

Aufgrund der immer stärker werdenden Einwirkung
des Menschen auf die Lebensbedingungen der Erde,
wird diskutiert, ob man die Zeit ab der Englischen
Industriellen Revolution als Anthropozän bezeichnen
sollte (siehe: [WD17b]). Es gibt sehr viele Indikatoren,
die solch eine neue Gliederung nahe legen, allerdings
konnte man sich noch nicht auf einen Anfangszeitpunkt
einigen; mehrere Szenarien stehen zur Auswahl.

G. Chronometrie

Wie aus den vorausgehenden Abschnitten deutlich
werden kann, lassen sich mittels der Stratigraphie
und gut gewählter Kriterien räumlich und zeitlich
abgrenzbare Phasen/ Perioden herausheben, diese
dann benennen, um auf diese Weise eine erste
geologisch motivierte Struktur zu bekommen, an die
sich weitere archäologische Kriterien anbinden lassen.
Will man nun diese relativen Zuordnungen mit
absoluten Zeitangaben verknüpfen (Chronometrie),
dann benötigt man dazu einen Zeitstrahl, der Uhren
voraussetzt, d.h. Prozesse, die hinreichend regelmäßig
in gleichen Abständen Ereignisse erzeugen, die man
abzählen kann.

Wagner beschreibt eine Reihe von solchen ’Uhren’,
auf die die Archäologie zurückgreifen kann; manche
sind recht neuen Datums (siehe: [Wag07]:SS.207ff).
Anhaltspunkte sind z.B. jahreszeitliche Wechsel,
Klimaänderungen, Baumringe (Dendrologie),
Sedimentablagerungen (Warvenchronologie), Eiskerne,
astronomische gesteuerte Ereignisse (wie jene, die
durch die Milanković-Zyklen hervorgerufen werden), Magnetismus, und Eigenschaften der Radioaktivität.

Da die Energiebilanz auf der Erdoberfläche zu
mehr als 99.9% von der Sonneneinstrahlung gespeist
wird, kommt den Parametern Neigung der Erdachse,
Rotationsgeschwindigkeit sowie Erdumlaufbahn
eine fundamentale Bedeutung zu. Schon geringe
Schwankungen hier können zu weitreichenden
Klimaänderungen führen (Stichwort: Milanković-
Zyklen)(siehe: [Wag07]:S.216 und [WD17g]). Da sich die
astronomischen Verhältnisse ziemlich genau berechnen
lassen, kann man die Annahmen des Milanković-
Zusammenhangs direkt experimentell an messbaren
Energiesignalen in den Ablagerungen überprüfen. Die
Autoren Zöller, Urban und Hambach zeigen auf, wie man
die Klimasignale in Meeressedimenten, Lössschichten
und Eisbohrkernen mit den berechneten astronomischen
Parametern korrelieren kann (siehe: [ZUH07], hier z.B.
die Tabelle auf S.87). Auf der Basis dieser ca. 50
globalen Warm- und Kaltzeiten in der Zeit ab ca. -2.5
Ma kann man dann ein Gerüst aufbauen, das mit
absoluten Zahlen versehen werden kann (siehe aber
auch hier [WD17g]).

Aus Stratigraphie und Chronometrie
kommt man damit zu einer Chronologie (Terminologie
von Wagner [Wag07]:S.207). Zu den Forschungen
zur Chronometrisierung von Eiszeiten siehe auch den
ausführlichen Artikel von Masson et al. [MDSP10].

III. PALÄONTOLOGIE UND PALÄOBIOLOGIE

Während im vorigen Blogbeitrag [DH17d] auf eine
Vielfalt von Disziplinen hingewiesen worden ist, die bei
der Analyse der biologischen Entwicklungsprozesse
involviert sind, soll hier das Augenmerk nur auf die
beiden Disziplinen Paläontologie und Paläobiologie
gelegt werden.

Wie Robert Foley herausarbeitet (siehe: [Fol98]),
brauchen beide Disziplinen einander. Die Paläobiologie
kann mittels molekularbiologischer und genetischer
Methoden die Abhängigkeitsbeziehungen zwischen
verschiedenen Lebensformen immer genauer
bestimmen, so genau, wie es die Paläontologie niemals
kann, aber die Paläobiologie kann dafür nicht die
Kontexte der Gene, die begleitenden geologischen,
sozialen, technologischen und sonstigen Elemente
erfassen; dies kann nur die Paläontologie.

Dieses Zusammenspiel demonstriert Foley am
Beispiel der Diskussion um die Abstammungslinien
der Gattung homo. Während die Vielfalt der
paläontologischen Funde viele mögliche Hypothesen
über Abstammungsverhältnisse ermöglichten, konnten
paläobiologische Untersuchungen aufzeigen, dass es
(i) aufgrund der ersten Auswanderungswelle aus Afrika
(ab ca. -1.6 Ma) viele Besiedlungsprozesse in Europa
und Asien gab, dass aber (ii) diese Lebensformen
keine genetischen Austauschverhältnisse mit dem
homo sapiens eingegangen sind, der in einer zweiten
Auswanderungswelle ab ca. -100 Ka von Afrika aus
über Arabien ca. -70 Ka nach Asien vordrang und erst
ab ca. -40 Ka nach Europa kam. (iii) Speziell zum
Neandertaler, der seit ca. -200 Ka vor allem in Europa
auftrat lässt sich sagen, dass es keine nennenswerten
Genaustausch gab. Außerdem zeigte sich (iv), dass der
Genpool aller neuen Lebensformen außerhalb von Afrika
verglichen mit dem Genpool afrikanischer Lebensformen
sehr eng ist. Daraus wird gefolgert, dass alle bekannten
Lebensformen von einer sehr kleinen homo sapiens
Population in Afrika abstammen müssen.(Vgl. zu allem
[Fol98]).

IV. ABSTAMMUNGSLINIEN

Die von Foley angesprochene Methodenproblematik
der Paläontologie wird von den Autoren Hardt und Henke
in ihrer Untersuchung zur ”Stammesgeschichtlichen
Stellung des Homo heidelbergensis” (siehe: [HH07]) sehr
ausführlich am Beispiel der Klassifizierungsgeschichte
des Fundes homo heidelbergensis in Mauer diskutiert.
Die Paläontologischen Deutungsversuche waren bis
in die Mitte des 20.Jahrhunderts gekennzeichnet von
einer gewissen (unwissenschaftlichen) Beliebigkeit,
die keine wirklichen Prinzipien erkennen ließ.

Das Klassifizierungssystem von Carl von Linné (1707 –
1778) mit Art (species), Gattung (genus), Ordnung
(ordo) und Klasse (classis) ist rein begrifflich-logisch
eine Sache, diese Konzepte aber konsistent mit
empirischen Merkmalen zu assoziieren, eine andere.
Bis in die 60er und 70er Jahre des 20.Jahrhunderts
hielt man z.B. an der Interpretation fest, dass es eine
Abfolge gibt von h.africanus zu h.habilis zu h.erectus
zu h.sapiens (siehe: [HH07]:S.188). Die Vermehrung
der Funde weltweit, die Zunahme von Varianten,
das Feststellen von Ähnlichkeiten und Unterschieden
dort, wo sie nach den bisherigen Interpretationen
nicht hätten vorkommen sollen, die zunehmende
Verbesserungen der Methoden, die Steigerung der
Präzision, die Einbeziehung der Paläobiologie, dies alles (und mehr)
führte zu mehrfachen Erschütterungen der bisherigen
Interpretationsansätze. Eines der Ergebnisse war,
dass homo erectus keine valide europäische Spezies
(Art) war. (siehe: [HH07]:S.192). Auch wurde klar,
dass alle bekannten Arten sich auf einen Ursprung
in Afrika zurückführen lassen, wenngleich in zwei
unterschiedlichen Auswanderungswellen: eine um -1.8
Ma und eine viel spätere um -100 Ka mit dem homo
sapiens. Die Nachfahren der ersten Out-of-Afrika Welle
haben sich mit den Nachfahren der zweiten Out-of-Afrika
Welle genetisch nicht vermischt (siehe: [HH07]:S.192f).

Wie nun die modernen Einordnungsversuche zum
homo heidelbergensis zeigen (siehe den Überblick bei
[HH07]:SS.200ff)), gibt es bislang vier große Szenarien,
zwischen denen eindeutig zu entscheiden, noch nicht
mit letzter Eindeutigkeit möglich ist.

Das Thema der wachsenden Vielfalt (Diversität)
der entdeckten Lebensformen und das Problem ihrer
Einordnung wird bei Foley intensiv diskutiert (siehe
[Fol10]). Angesichts der Zunahme der Funde zum
Stamm der hominini (Pan (Schimpansen) und homo
(Menschen)) thematisiert Foley gezielt das Problem
der Klassifizierung von Funden mit dem Modell der
’Art’ (Spezies), da die Vielfalt der möglichen Kriterien
einerseits und der bisweilen fließende Übergang von
Formen im Rahmen einer evolutiven Entwicklung klare
Grenzziehungen schwer bis unmöglich machen. Foley
plädiert daher dafür, den Art-Begriff nicht absolut
zu sehen sondern als ein analytisches Werkzeug
[Fol10]:S.71.

Eine Grundeinsicht in all der aktuellen Vielfalt ist allerdings
(sowohl im Licht der Paläontologie wie auch der
Paläobiologie), dass nicht nur der Stamm der hominini
auf einen rein afrikanischen Ursprung hindeutet, sondern
auch die überwältigende Mehrheit der Primatengattungen
[Fol10]:S.69.

V. GEHIRNVOLUMEN

Anwachsen der Gehirnvolumen mit Daten vonStorch et.al sowie Foley

Bild 1: Anwachsen der Gehirnvolumen (cm^3) mit Daten von Storch et.al (2013) sowie Foley (2010)

Ein interessantes Detail ist der Zuwachs des Gehirnvolumens
von ca. 320 – 380 cm^3 bis dann ca. 1000 –
1700 cm^3 im Zeitraum von ca. -7.2 Ma bis zu ersten
Funden des homo sapiens (siehe: [SWW13]:S.474). Man
beachte dabei, dass die Gehirnvolumina in der Auflistung
von [SWW13]:S.474 nicht relativ zum Körpergewicht
gewichtet sind. Für die Zeitachse wurden außerdem nicht alle
verfügbaren Daten aufgetragen, sondern anhand der
Liste von Foley [Fol10]:S.70f nur jeweils das zeitlich
erste Auftreten. Die Kurve im Bild 1 zeigt, wie das
Gehirnvolumen immer steiler ansteigt (bisher). Diese Volumenangaben
streuen jedoch sehr stark (bis zu 50% Abweichung vom Mittelwert).

VI. WISSENSCHAFTSPHILOSOPHISCHES

Wie sich in den vorausgehenden Diskussionen andeutet,
repräsentieren die Paradigmen von Paläontologie
und Paläobiologie zwei eigenständige Methodenbündel,
die ihre volle Leistung aber erst in einem gemeinsamen
Rahmen entfalten, in dem ihre individuellen
Daten in einen übergeordneten Zusammenhang – auf
einer Metaebene – zusammengebaut werden. Weder die
Paläontologie für sich noch die Paläobiologie für sich
bieten solch eine Metaebene explizit an. Im Interesse
der Sache wäre es aber gut, wenn das Zusammenspiel
beider Methodenbündel in einem gemeinsamen theoretischen
Rahmen explizit möglich wäre. Wie könnte dies
geschehen?

A. Ein Theorieschema für Paläontologie mit Paläobiologie

Im Rahmen eines Theorieprojektes, bei dem cagent
beteiligt ist (siehe: [DH17b]) wird gezeigt, wie man
im Rahmen der Vorgehensweise des allgemeinen
Systems Engineerings das Verhalten von Menschen in
Aufgabenkontexten theoretisch beschreiben kann. Die
Details finden sich in dem Abschnitt, der üblicherweise
als ’Mensch-Maschine Interaktion’ bezeichnet wird (EN:
’Human-Machine Interaction (HMI)) (siehe: [DH17a]).

Die beiden Grundkonzepte dort sind ’Userstory
(US)’ und ’Usermodel (UM)’. In der Userstory wird das
Verhalten von Akteuren beschrieben (Menschen oder
geeignete Maschinen (Roboter…), die eine Reihe von
Aufgaben in einer definierten Umgebung abarbeiten.
Diese Darstellung ist rein ’beobachtend’, sprich: wird
aus einer ’Dritten-Person-Perspektive’ (EN: ’3rd Person
View’) vorgenommen. Die inneren Zustände der
beteiligten Personen bleiben unbekannt (Akteure als
’black boxes’). Will man innere Zustände dieser Akteure
beschreiben, dann bedeutet dies, dass man Annahmen
(Hypothesen) über die inneren Zustände samt ihren
Wechselwirkungen treffen muss. Dies entspricht der
Konstruktion einer Verhaltensfunktion Φ#, die beschreibt,
wie die angenommenen ’Input-Ereignisse (I)’ des
Akteurs in die angenommenen ’Output-Ereignisse (O)’
des Akteurs abgebildet werden, also # Φ: I O.
Solch eine hypothetische Verhaltensfunktion ist Teil
einer umfassenden Struktur <I, O, Φ>. Diese Struktur
stellt einen minimalen Theoriekern dar, in den die
hypothetische Verhaltensfunktion Φ eingebettet ist. Wie
man diesen Theoriekern mit der Verhaltensfunktion im
einzelnen ausfüllt, ist im allgemeinen Fall beliebig. Die
einzige Anforderung, die erfüllt werden muss, besteht
darin, dass die Abfolge der Input-Output-Ereignisse
{(i1; o1), …} der Theorie mit der vorgegebenen Userstory
übereinstimmen muss. Darin drückt sich aus, dass die
Userstory aus Sicht des Usermodells den vorgegebene
Kontext darstellt, analog zur Erde als vorgegebenem
Kontext zu den biologischen Systemen.

Angewendet auf den Ausgangsfall Paläontologie und
Paläobiologie bedeutet dies, man kann die Paläontologie
aus Sicht einer Metatheorie verstehen als eine Userstory,
in der alle Rahmenbedingungen fixiert werden, die man
empirisch fassen kann; die verschiedenen biologischen
Systeme sind dann die identifizierten Akteure, für
die man jeweils Usermodelle konstruieren könnte,
die das Verhalten dieser Akteure in der definierten
Userstory beschreiben. Hier käme die Paläobiologie
ins Spiel, die durch Annahmen über das Genom
und Annahmen über ursächliche Zusammenhänge
zwischen Genom einerseits und Körperbau und
Verhalten andererseits, Beiträge für eine mögliche
Verhaltensfunktion leisten kann. Dazu kämen auch noch
die Vergleiche zwischen den verschiedenen Genomen
bzw. zwischen den verschiedenen Verhaltensfunktionen,
die auf Abhängigkeitsbeziehungen schließen lassen
würden.

Aufgrund der großen Komplexität sowohl bei der
Erstellung der Userstory wie auch der verschiedenen
Usermodelle werden alle dieser Modelle natürlich nur
Annäherungen sein können. Die heute angewendeten Modelle
sind allerdings auch nur Annäherungen, ihnen fehlen
allerdings nahezu alle formalen Eigenschaften, die sie
zu theoretischen Strukturen im Sinne einer empirischen
Theorie machen würden.

B. Simulationsmodelle für Paläontologie mit Paläobiologie

Sofern man sich auf das obige wissenschaftsphilosophisch
motivierte Theorieparadigma einlassen würde, würde sich
relativ schnell ein rein praktisches
Problem ergeben. Schon das Hinschreiben einfacher
Userstories und insbesondere Usermodelle führt sehr
schnell zu einem großen Schreibaufwand. Dieser
immer größere Schreib- und dann auch Lese- und
Ausführungsaufwand verlangt ziemlich direkt nach
computergestützten Verfahren der Simulation.
Dazu bräuchte man mindestens zwei Computerprogramme:
eines, durch das die Eigenschaften und die
Dynamik der Userstory simuliert würden, ein anderes
für die verschiedenen Usermodelle.
Ganz konkret bieten sich für diese Anforderungen
eine Unzahl möglicher Softwareumgebungen an. Für
den Neustart des ’Emerging Mind Projektes’ des INM
ab September 2017 (siehe: [DH17c]) wird zur Zeit mit
folgender Software und Hardware geplant:

  1. Für schnelle, kleine Modellierung wird sowohl das
    freie Mathematikpaket ’scilab’ benutzt (scilab.org)
    wie auch das freie Kreativprogramm ’processing’
    (processing.org).
  2. Für komplexe Anwendung mit Anspruch auf einen
    realistischen Einsatz auch in der realen Welt mit
    realen Robotern wird das Betriebssystem ’ubuntu’
    (ubuntu.com) benutzt und dazu die Middleware
    ’ROS (:= Robotic Operating System)(ros.org).
  3. Als Hardware kann dazu nahezu alles benutzt werden,
    was es gibt, auch eher ältere Geräte. Dies ist
    für Anwendungen im Bereich Schulen (und auch
    Hochschulen) sehr günstig, da es hier meist an
    Geld mangelt (trotz aller Schönwetterparolen der
    Deutschen Politiker).

REFERENCES

  • [DH17a] Gerd Doeben-Henisch. Approaching Hmi. Pages 1–nn, July 2017. Journal: UFFMM, URL: https://uffmm.org/2017/08/03/approaching-hmi/.
  • [DH17b] Gerd Doeben-Henisch. Bootstrapping main concepts, pages 1–nn, July 2017. Journal: UFFMM , URL: uffmm.org.
  • [DH17c] Gerd Doeben-Henisch. Emerging Mind Projekt, pages 1–nn, Sept 2017. Project: INM-EMP, URL: https://www.emerging-mind.org.
  • [DH17d] Gerd Doeben-Henisch. Menschenbild. Vorgeschichte bis zum homo sapiens. Überlegungen Philosophie Jetzt, ISSN 2365-5062, URL: cognitiveagent.org.
  • [Fol98] Robert Foley. The context of human genetic evolution, (8):339–347, 1998. Journal: Genom Research (GR).
  • [Fol10] Robert Foley. Species diversity in human evolution: challenges and opportunities, (60):62–72, 2010. Journal: Transactions of the Royal Society of South Africa, URL: http://dx.doi.org/10.1080/00359190509520479.
  • [HH07] Thorolf Hardt and Winfried Henke. Zur stammesgeschichtlichen Stellung des Homo heidelbergensis, In Günther A. Wagner, Hermann Rieder, Ludwig Zöller, Erich Mick (Hg.), Homo heidelbergensis. Schlüsselfund der Menschheitsgeschichte, SS. 184–202. Konrad Theiss Verlag, Stuttgart, 2007.
  • [MDSP10] V. Masson-Delmotte, B. Stenni, K. et.al., Pol. Epica dome c record of glacial and interglacial intensities, (29):113–128, 2010. Journal: Quaternary Science Reviews, URL: doi:10.1016/j.quascirev.2009.09.030.
  • [SWW13] Volker Storch, Ulrich Welsch, Michael Wink, (Hg.) Evolutionsbiologie, Springer-Verlag, Berlin – Heidelberg, 3.Aufl., 2013.
  • [Wag07] Günther A. Wagner. Altersbestimmung: Der lange Atem der Menschwerdung, In Günther A. Wagner, Hermann Rieder, Ludwig Zöller, Erich Mick (Hg.), Homo heidelbergensis. Schlüsselfund der Menschheitsgeschichte, SS. 203 -225. Konrad Theiss Verlag, Stuttgart, 2007.
  • [WD17a] Wikipedia-DE. Altpaläolithikum. 2017.
  • [WD17b] Wikipedia-DE. AnthropozÄn. 2017.
  • [WD17c] Wikipedia-DE. Epipaläolithikum. 2017.
  • [WD17d] Wikipedia-DE. HolozÄn. 2017.
  • [WD17e] Wikipedia-DE. Jungsteinzeit. 2017.
  • [WD17f] Wikipedia-DE. Mesolithikum. 2017.
  • [WD17g] Wikipedia-DE. Milanković-Zyklen. 2017.
  • [ZUH07] Ludwig Zöller, Brigitte Urban, Ulrich Hambach. Klima und Umweltveränderungen während des Eiszeitalters, In Günther A. Wagner, Hermann Rieder, Ludwig Zöller, Erich Mick (Hg.), Homo heidelbergensis. Schlüsselfund der Menschheitsgeschichte, SS. 84–112. Konrad Theiss Verlag, Stuttgart, 2007.

KONTEXT BLOG

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EARTH 2117 – ERDE 2117 – Erste Gedanken – Simupedia für alle?

KONTEXT

  1. Wie man als Leser des Blogs bemerken kann, fokussiert sich der Blog zur Zeit hauptsächlich auf drei Themenfelder: (i) Die Frage nach der technischen Superintelligenz (TSI); (ii) die Frage nach dem, was der Mensch ist bzw. werden kann, mit der speziellen Teilfrage nach der mystischen Erfahrung (gibt es die? Was sagt dies über den Menschen und die Welt?); sowie (iii) die Frage nach dem möglichen Zustand der Erde im Jahr 2117. Die Zahl 2117 ergab sich u.a. aus den aktuellen Prognosen, zu welchem Zeitpunkt Experten das Auftreten einer technischen Superintelligenz für hoch wahrscheinlich halten. Zu diesen drei Themenfeldern kommen dann noch die möglichen Wechselwirkungen zwischen (i), (ii) und (iii). Andere Themen sind grundsätzlich nicht ausgeschlossen, sind aber bis auf weiteres Nebenthemen.

PROGNOSEN GENERELL

  1. Die Frage nach dem möglichen Zustand der Erde setzt voraus, dass wir den Zustand der Erde als veränderlich ansehen, dass es ein Jetzt gibt, und dass es im jeweiligen Jetzt die Möglichkeit gibt, dass sich Eigenschaften der Erde im Jetzt so verändern, dass es zu einem nachfolgenden Jetzt andere Eigenschaften gibt als beim vorausgehenden Jetzt.

DER MENSCH UND DIE ZEIT

  1. Auf Seiten des Menschen ist es die Erinnerungsfähigkeit, die den Menschen in die Lage versetzt, zwischen einem aktuellen Jetzt und einem vorausgehenden Jetzt zu unterscheiden. Auf Seiten des Menschen sind es weitere kognitive Fähigkeiten, die den Menschen in die Lage versetzen, am Wahrgenommenen und Erinnerten kognitive Eigenschaften zu erfassen (durch Abstrahieren, Klassifizieren, Vergleichen usw.) mit denen sich kognitiv Veränderungen identifizieren lassen. Mittels solcher identifizierten kognitiven Konzepten der Veränderung kann der Mensch von angenommenen (kognitiven) Zuständen auf mögliche (kognitive) Zustände mittels der angenommenen Veränderungskonzepte schließen. Der Mensch ist also grundsätzlich in der Lage, aufgrund von Erfahrungen aus der Vergangenheit im Vergleich zur Gegenwart mögliche Veränderungen zu erschließen, die dann wiederum genutzt werden können, mögliche Zukünfte zu denken.
  2. Natürlich hängt die Qualität solche Hochrechnungen entscheidend davon ab, wie wirklichkeitsnah die Erfahrungen aus der Vergangenheit sind, die Art der Erinnerungen, die möglichen Denkoperationen des Selektierens, Abstrahierens, Vergleichens usw. Wie gut mögliche Veränderungen erfasst wurden, einschließlich der möglichen Wechselwirkungen zwischen unterschiedlichen Faktoren.

TECHNISCHE HILFSMITTEL: COMPUTER

  1. Wie der Gang der Wissenschaften und der Technologie uns zeigen kann, können solche möglichen Hochrechnungen deutlich verbessert werden, wenn der Mensch für diese (kognitiven) Denkleistungen als Hilfsmittel formalisierte Sprachen benutzt und Computer, die mittels Algorithmen bestimmte Denkoperationen des Menschen modellhaft nachvollziehen können. Statt also per Hand auf dem Papier umfangreiche Rechnungen viele tausend Male selbst vorzunehmen (wozu in der Realität dann sehr schnell einfach die Zeit und Arbeitskraft fehlt), schreibt man einen Algorithmus (= Programm, Software), der diese Rechnungen für das Arbeiten eines Computers übersetzt und die Maschine dann die Rechnungen automatisch (= maschinell) machen lässt.

BEGRIFF DER ZEIT

  1. Ein nicht unwesentlicher Faktor in diesen Überlegungen zu möglichen Zukünften ist der Begriff der Zeit.
  2. Der Begriff der Zeit ist viel schillernd und je nach Kontext kann er etwas ganz Verschiedenes bedeuten.
  3. Im Kontext des menschlichen Denkens haben wir die grundsätzliche Unterscheidung zwischen dem aktuellen Jetzt und dem vorausgehenden Jetzt in Form von verfügbaren Erinnerungen. Dazu kommen dann mögliche Jetzte aufgrund der Möglichkeit, im (kognitiven) Denken mittels dem (kognitiven) Konzept von Veränderung, aus der Vergangenheit und der Gegenwart denkbare (= mögliche) neue Zustände zu berechnen (zu denken, vorzustellen, …). Im Denken sind diese möglichen Zustände rein gedacht (virtuell), aber, sofern sie genügend nahe an der empirischen Wirklichkeit sind, könnten diese möglichen Zustände real werden, d.h. Zu einem neuen aktuellen Jetzt.

UHREN-MASCHINEN

  1. Um das Reden über diese unterschiedliche Formen von Jetzten zu vereinfachen, wurde sehr früh das Hilfsmittel der Uhr eingeführt: die Uhr ist eine Maschine, die periodisch Uhren-Ereignisse erzeugt, denen man Zahlzeichen zuordnen kann, also z.B. 1, 2, 3, … Es hat sich dann eingebürgert, ein Zeitsystem zu vereinbaren, bei dem man Jahre unterscheidet, darin 12 Monate, darin Wochen, darin 7 Wochentage, darin 24 Stunden pro Tag, darin 60 Minuten pro Stunde, darin 60 Sekunden pro Minute, und noch feinere Unterteilungen.
  2. Nimmt man an, dass eine Uhren-Maschine periodisch Sekunden erzeugt, dann würde jede Sekunde ein Ereignis angezeigt, dem dann nach 60 Sekunden eine Minute entsprechend würde, 60 Minuten dann eine Stunde, usw.
  3. Sofern man dann noch das praktische Problem lösen kann, wie die Uhren-Maschinen überall auf der Erde die gleiche Zeit anzeigen, und man einen gemeinsamen Referenzpunkt für den Beginn der Zeitrechnung hat, dann könnten alle Menschen nach der gleichen Zeitgebung leben.
  4. Unter Voraussetzung solcher einer Technologie der Zeiterzeugung könnte man dann abstrakt immer von definierten Zeitpunkten in diesem vereinbarten Zeitsystem sprechen.

(TECHNISCHE) SIMULATION

  1. Verfügt man über Computer und Zeit-Maschinen, dann kann man den Computer dazu nutzen, im Raum von definierten Zeitpunkten Hochrechnungen vorzunehmen. Man definiert Ausgangssituationen zu bestimmten Zeitpunkten (die Startzeit), man definiert angenommene mögliche Veränderungen in der Zeit, die man dann in Form eines Algorithmus aufschreibt, und dann lässt man den Computer für einen gewünschten Zeitraum ausrechnen, welche Veränderungen sich ergeben.
  2. Will man z.B. errechnen, wie sich die Bevölkerungszahl in einer bestimmten Population im Laufe von 10 Jahren berechnen, und man weiß aufgrund der Vergangenheit, wie hoch die durchschnittlichen Geburten- und Sterberaten für ein Jahr waren, dann kann man die Veränderungen von Jahr 1 zu Jahr 2 berechnen, dann wieder von Jahr 2 zu Jahr 3, usw. bis man das Zieljahr erreicht hat.
  3. Diese Rechnungen sind natürlich nur solange genau, wie sich die Geburten- und Sterberaten in diesem angenommenen Zeitraum nicht verändern. Wie wir aus der Geschichte wissen können, gibt es zahllose Faktoren, die auftreten können (Hunger, Krankheit, Kriege, …), die eine Veränderung mit sich bringen würden.
  4. Ferner sind Populationen immer seltener isoliert. Der Austausch zwischen Populationen nimmt heute immer mehr zu. Eine ganz normale Gemeinde im Kreis Offenbach (Land Hessen, Deutschland) kann z.B. eine Migrationsrate von 15% pro Jahr haben (Menschen die wegziehen oder herziehen), bei einer Geburtenrate von 0,7% und einer Sterberate von 0,8%. Die Größe einer Population hängt dann weniger vom Geborenwerden und Sterben ab, sondern von Standortfaktoren wie Verfügbarkeit von Arbeit, Höhe der Mietpreise, Verkehrsanbindung, Qualität der Schulen, ärztliche Versorgung usw.

DIE ERDE

  1. Will man nun die Erde als ganze betrachten, und hat man sowohl ein vereinbartes Zeitsystem zur Verfügung basierend auf einer gemeinsamen globalen Uhren-Technologie, wie auch Computer, die geeignete Algorithmen ausführen können, dann braucht man ’nur noch‘ (i) hinreichend gute Beschreibungen des Zustands der Erde jetzt, (Daten IST) (ii) von möglichst vielen Zuständen in der Vergangenheit (DATEN VORHER), und (iii) von möglichst allen wichtigen wirkenden Veränderungen zwischen diesen Zuständen (VREGELN). Unter der Annahme, dass alle diese Daten und Veränderungsregeln hinreichend realistisch sind, kann man dann Hochrechnungen für angenommene Zeiträume machen. In unserem Fall von 2017 bis 2117.
  2. Da schon das kleine Beispiel einer winzigen Gemeinde in Deutschland leicht erkennen lässt, wie fragil viele erkannten Veränderungsregeln sind, kann man vermuten, dass dies auf ein so komplexes System wie die ganze Erde sicher auch zutreffen wird.
  3. Betrachten wir ein paar (stark vereinfachte, idealisierte) Beispiele.
  4. Ganz allgemein gehen wir aus von einer globalen Veränderungsregel V_erde für die Erde, die den Zustand der Erde im Jahr 2017 (ERDE_2017) hochrechnen soll auf den Zustand der Erde im Jahr 2117 (ERDE_2117), als Abbildung geschrieben: V_erde : ERDE_2017 —> ERDE_2117.
  5. Der Zustand der Erde im Jahr 2017 (ERDE_2017) setzt sich zusammen aus einer ganzen Menge von Eigenschaften, die den Zustand charakterisieren. Abstrakt könnten wir sagen, die Erde besteht zu jedem Zeitpunkt aus einer Menge charakteristischer Eigenschaften Ei (ERDE_Zeit = <E1, E2, …, En>), und je nachdem, welche Veränderungen zwischen zwei Zeitpunkten stattgefunden haben, verändern sich in dieser Zeitspanne bestimmte Eigenschaften Ei.
  6. Beispiele für solche charakteristischen Eigenschaften Ei könnten sein das Klima (E_Klima), das wiederum selbst in unterscheidbare Eigenschaften zerfällt wie z.B. die durchschnittliche Sonneneinstrahlung, Beschaffenheit der Atmosphäre, Niederschlagsmenge, Wassertemperatur der Ozeane, Verdunstungsgrad des Wassers, usw. Zusammenhängend damit kann von Bedeutung sein die Bodenbeschaffenheit, verfügbare Anbauflächen, Pflanzenwachstum, mögliche Ernten, usw. Dazu wichtig die Verteilung der biologischen Populationen, deren Nahrungsbedarf, die Wechselwirkung zwischen Populationen und Pflanzenwachstum, usw. Hier fällt einem sofort auch die Frage der Lagerung von Nahrungsmitteln auf, deren Verarbeitung und Transport, deren Verteilung und deren Marktpreise.
  7. Schon diese sehr kleine Liste von Eigenschaften und angedeuteten Wechselwirkungen lassen erahnen, wie unterschiedlich mögliche Verläufe der Veränderungen in der Zukunft sein können. Von Heute aus gesehen gibt es also nie nur eine Zukunft, sondern sehr, sehr viele mögliche Zukünfte. Welche der vielen möglichen Zukünfte tatsächlich eintreten wird, hängt von vielen Faktoren ab, nicht zuletzt auch vom Verhalten der Menschen selbst, also von uns, von jedem von uns. (An diesem Punkt lügt die deutsche Sprache! Sie spricht nur von einer Zukunft im Singular (in der Einzahl), in Wahrheit sind es sehr viele und wir können mit bewirken, welche der vielen Zukünfte eintreten wird).

WARUM ÜBER ZUKUNFT SPEKULIEREN?

  1. Angesichts so vieler Unwägbarkeiten hört man oft von Menschen (speziell auch von Politikern!), dass Versuche der Hochrechnungen (= Simulation) auf mögliche Zukünfte sinnlos seien; eine unnötige Verschwendung von Zeit und damit Ressourcen.
  2. Auf den ersten Blick mag dies tatsächlich so erscheinen. Aber nur auf den ersten Blick.
  3. Der Wert von solchen Modellrechnungen über mögliche Zukünfte liegt weniger im Detail der Endergebnisse, sondern im Erkenntniswert, der dadurch entsteht, dass man überhaupt versucht, wirkende Faktoren und deren Wechselwirkungen mit Blick auf mögliche Veränderungen zu erfassen.
  4. Wie oft hört man Klagen von Menschen und Politikern über mögliche gesellschaftliche Missstände (keine Maßnahmen gegen Autoabgase, falsche Finanzsysteme, falsche Verkehrspolitik, falsche Steuerpolitik, falsche Entwicklungspolitik, fragwürdige Arzneimittelmärkte, …). Vom Klagen alleine ändert sich aber nichts. Durch bloßes Klagen entsteht nicht automatisch ein besseres Verständnis der Zusammenhänge, der Wechselwirkungen. Durch bloßes Klagen gelangt man nicht zu verbesserten Modellvorstellungen, wie es denn überhaupt anders aussehen könnte.

SIMUPEDIA FÜR ALLE

  1. Was die Not zumindest ein wenig lindern könnte, das wären systematische (wissenschaftliche) Recherchen über alle Disziplinen hinweg, die in formalen Modellen aufbereitet werden und dann mittels Algorithmen getestet werden: Was wäre, wenn wir die Eigenschaften E1, …, En einfach mal ändern und hier und dort neue Wirkmechanismen (durch Bildung, durch Gesetze, …) ermöglichen würden? Das Ganze natürlich transparent, öffentlich nachvollziehbar, interaktiv für alle. Nicht nur ein ‚Wikipedia‘ der Texte, sondern zusätzlich  eine Art ‚Simupedia‘ der Simulationen für alle.

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