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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DENKEN UND WERTE – DER TREIBSATZ FÜR ZUKÜNFTIGE WELTEN (Teil 1)

  1. In dem Beitrag Digitalisierung und die Religionen vom 9.März 2016 gibt es neben vielen anderen Motiven zwei Motive, die besonders hervortreten: einmal das Momentum (i) kombinatorischer Räume, die gefüllt werden können, und zum anderen (ii) das Momentum der Auswahl, welche Teilräume wie gefüllt werden sollen.

KOMBINATORISCHER RAUM BIOLOGISCHE ZELLE

  1. Im Rahmen der biologischen Evolution auf Zellebene z.B. eröffnet sich der kombinatorische Raum an verschiedenen Stellen. Eine ist jene, wo das Übersetzungsmolekül (das Ribosom) von den gespeicherten potentiellen Informationen (DNA mit ihren Abwandlungen) eine Transformation in andere Moleküle (Proteine) überleitet , mit denen sich neue Zellstrukturen aufbauen lassen. Die Verfügbarkeit dieser Proteine, ihre chemischen Eigenschaften und die Umgebungseigenschaften definieren einen potentiellen kombinatorischen Raum, von dem im konkreten Übersetzungsprozess dann ein bestimmter Teilraum ausgewählt wird.
  2. Aber auch schon der potentielle Informationsspeicher (realisiert mittels DNA-Molekülen) selbst, wie auch seine verschiedenen Transformationsprozesse bis zum Übersetzungsprozess in Proteine repräsentieren ebenfalls kombinatorische Räume, deren Realisierung viel Spielraum zulässt.
  3. Man könnte diese molekülbasierte Informationsspeicherung, diese Transformationen der Moleküle, als eine Urform des Denkens ansehen: Moleküle fungieren als Repräsentanten möglicher Konstruktionsprozesse, und diese Repräsentanten können verändert, rekombiniert werden zu neuen Strukturen, die dann zu neuen Konstruktionsprozessen führen. Man hat also – vereinfacht – ein Funktion der Art repr: M_inf x M_tr x MMprot —> Z, d.h. die Reproduktionsfunktion repr die mittels Molekülen, die als Informationsträger fungieren (M_inf), mittels Molekülen (M_tr), die als Übersetzer fungieren und Molekülen (MM_prot), die als Proteine fungieren können, daraus neue Zellstrukturen entstehen lassen kann.

GELIEHENE PRÄFERENZEN

  1. So wundersam diese Urform des Denkens immer neue kombinatorische Räume strukturell aufspannen und dann im Reproduktionsprozess als reales Strukturen konkretisieren kann, so hilflos und arm ist dieser Mechanismus bei der Beurteilung, Bewertung, welche der möglichen Teilräume denn bevorzugt vor anderen realisiert werden sollten. Soll das Fell weiß oder schwarz sein? Benötigt man überhaupt Zähne? Wozu so komplizierte Hand- und Fingergelenke? Warum tausende Kilometer reisen, um zu brüten? … Die Urform des Denkens ist unfähig, ihre potentielle innere Vielfalt selbständig zu bewerten. Man kann auch sagen, die Urform des Denkens kann zwar kombinieren, ist aber blind wenn es darum geht, gezielt Teilräume auszuwählen, die sich als interessante Kandidaten für das Leben anbieten.
  2. Dabei ist schon die Wortwahl ‚interessante Kandidaten für das Leben‘ problematisch, da der Begriff Leben eine Schöpfung von Lebewesen ist, die viele Milliarden Jahre später erst auftreten und die versuchen im Nachhinein, von außen, durchtränkt von neuen Bedingungen, die zunächst bedeutungsleere Wortmarke Leben mit Bedeutung zu füllen. Die Urform des Denkens verfügt über keinen externen Begriff von Leben und es gibt keine Ingenieure, die der Urform des Denkens zuflüstern können, was sie tun sollen.

MOLEKÜLE ALS INFORMATIONSSPEICHER IMPLIZITE PRÄFERENZEN

  1. Allerdings beinhaltet schon die Urform des Denkens über ein Moment, das außerordentlich ist: jene Moleküle (DNA), die als Speicher potentieller Informationen dienen. Zu einem bestimmten Zeitpunkt repräsentieren diese Informations-Moleküle einen eng umgrenzten Teilraum eines kombinatorischen Raumes und wirken für den Übersetzungsprozess wie eine Art Anweisung in Form eines Bauplans. Gemessen an dem theoretisch möglichen kombinatorischen Raum stellt der Plan des Informationsmoleküls eine Auswahl dar, eine Selektion und damit zeigt sich hier eine indirekte Präferenz für die Informationen auf dem Molekül vor allen anderen möglichen Informationen. Die Urform des Denkens kann zwar im Prinzip einen riesigen potentiellen kombinatorischen Raum repräsentieren und transformieren, die konkrete Zelle aber repräsentiert in diesem riesigen Raum einen winzigen Teilbereich, mit einem aktuellen Ausgangspunkt – gegeben durch die aktuellen Informationen auf dem Informationsmolekül M_inf – und potentiellen Veränderungsrichtungen – gegeben durch die Transformationsprozesse einschließlich der verfügbaren Materialien und Pannen im Prozess. Anders formuliert, die Informationsmoleküle repräsentieren eine komplexe Koordinate (KK) im kombinatorischen Raum und die Transformationsprozesse (einschließlich Pannen und Materialien) repräsentieren eine Menge von möglichen Veränderungsrichtungen (DD), an deren Endpunkten dann jeweils neue komplexe Koordinaten KK_neu_1, …, KK_neu_n liegen.
  2. Wichtig: eine Zelle enthält über die Informationsmoleküle zwar implizite Präferenzen/ Werte, die die Urform des Denkens steuern, diese Präferenzen werden aber nicht von der Zelle selbst generiert, sondern entstehen aus einem Wechselspiel/ aus einer Interaktion mit der Umgebung! Biologische Strukturen (bis heute nur bekannt auf dem Planeten Erde in unserem Sonnensystem in einem geschützten Bereich der Galaxie Milchstraße des uns bekannten Universums) kommen nie isoliert vor, sondern als Teil einer Umgebung, die über sogenannte freie Energie verfügt.

OHNE ENERGIE GEHT NICHTS

  1. Biologische Zellen sind Gebilde, die für ihre Konstruktion und für ihr Funktionieren solche freie Energie brauchen. Der Umfang ihrer Strukturen wie auch die Dauer ihres Funktionierens hängt direkt und ausschließlich von der Verfügbarkeit solcher freien Energie ab. Bezogen auf den kombinatorischen Raum, der durch die Kombination (Informationsmoleküle, Transformationsmolekül, Bausteine) potentiell gegeben ist, ist unter Berücksichtigung der notwendigen Fähigkeit zum Finden und Verarbeiten von freier Energie nicht neutral! Definieren wir den potentiellen kombinatorischen Raum PKK für biologische Zellen als Raum für mögliche komplexe Koordination KK (also KK in PKK), dann sind im potentiellen kombinatorischen Raum nur jene Teilräume von Interesse, in denen die biologische Zelle über hinreichende Fähigkeiten verfügt, freie Energie zu finden und zu nutzen. Nennen wir die Gesamtheit dieser interessanten Teilräume PKK+, mit PKK+ subset PKK.

GEBORGTE PRÄFERENZEN

  1. Da die individuelle biologische Zelle selbst über keinerlei explizite Informationen verfügt, wo überall im potentiell kombinatorischen Raum PKK die interessanten Teilräume PKK+ liegen, stellt sie – trotz ihrer eigenen Reproduktionstätigkeit – eher ein passives Element dar, das sich mit geborgten Präferenzen im potentiellen kombinatorischen Raum PKK bewegt, ohne explizit wissen zu können, ob es auf seinem Weg durch den potentiellen kombinatorischen Raum PKK auch tatsächlich auf solche komplexen Koordinaten KK+ stößt, die ihr eine minimale Lebensfähigkeit erlauben.
  2. Da wir vom Jahr 2016 rückwärts blickend wissen, dass diese passiven Elemente es in ca. 4 Mrd Jahren geschafft haben, komplexe Strukturen unvorstellbaren Ausmaßes zu generieren (ein Exemplar des homo sapiens soll z.B. ca. 37 Billionen Körperzellen haben (davon ca. 100 Mrd als Gehirnzellen), dazu ca. 200 Billionen Bakterien in seinem Körper plus ca. 220 Milliarden auf seiner Haut (siehe dazu Kegel-Review Doeben-Henisch), muss man konstatieren, dass die permanente Interaktion zwischen biologischer Zelle und ihrer Umgebung offensichtlich in der Lage war, all diese wichtigen Informationen PKK+ im potentiellen kombinatorischen Raum PKK zu finden und zu nutzen!
  3. Für die Frage der potentiellen Präferenzen/ Werte gilt für diesen gesamten Zeitraum, dass sich die implizit gespeicherten Präferenzen nur dadurch bilden konnten, dass bestimmte generierte Strukturen (M_inf, M_tr, MM_prot) sich immer von einer positiven komplexen Koordinate zur nächsten positiven Koordinate bewegen konnten. Dadurch konnten die gespeicherten Informationen kumulieren. Aus der Evolutionsgeschichte wissen wir, dass ein Exemplar des homo sapiens im Jahr 2016 eine Erfolgsspur von fast 4 Mrd Jahren repräsentiert, während in diesem Zeitraum eine unfassbar große Zahl von zig Mrd anderen generierte Strukturen (M_inf, M_tr, MM_prot) irgendwann auf eine negative komplexe Koordinate KK- geraten sind. Das war ihr Ende.

ERHÖHUNG DER ERFOLGSWAHRSCHEINLICHKEIT

  1. Für den Zeitraum bis zum Auftreten des homo sapiens müssen wir konstatieren, dass es Präferenzen/ Werte für ein biologisches System nur implizit geben konnte, als Erinnerung an einen erreichten Erfolg im Kampf um freie Energie. Unter Voraussetzung, dass die umgebende Erde einigermaßen konstant war, war die Wahrscheinlichkeit, von einer positiven Koordinate KK+ u einer weiteren komplexen Koordinate KK+ zu kommen um ein Vielfaches höher als wenn das biologische System nur rein zufällig hätte suchen müssen. Die gespeicherten Informationen in den Informationsmolekülen M_inf stellen somit sowohl erste Abstraktionen von potentiellen Eigenschaften wie auch von Prozessen dar. Damit war es Anfangshaft möglich, die impliziten Gesetzmäßigkeiten der umgebenden Welt zu erkennen und zu nutzen.

URSPRUNG VON WERTEN

  1. Es fragt sich, ob man damit einen ersten Ort, einen ersten Ursprung potentieller Werte identifizieren kann.
  2. Vom Ergebnis her, von den überlebensfähigen biologischen Strukturen her, repräsentieren diese einen partiellen Erfolg von Energienutzung entgegen der Entropie, ein Erfolg, der sich in der Existenz von Populationen von solchen erfolgreichen Strukturen als eine Erfolgsspur darstellt. Aber sie alleine bilden nur die halbe Geschichte. Ohne die umgebende Erde (im Sonnensystem, in der Galaxie…), wäre dieser Erfolg nicht möglich. Andererseits, die umgebende Erde ohne die biologischen Strukturen lässt aus sich heraus nicht erkennen, dass solche biologische Strukturen möglich noch wahrscheinlich sind. Bis heute ist die Physik mehr oder weniger sprachlos, wirkt sie wie paralysiert, da sie mit ihren bisherigen (trotz aller mathematischen Komplexität weitgehend naiven) Modellen nicht einmal ansatzweise in der Lage ist, die Entstehung dieser biologischen Strukturen zu erklären. Von daher müssen wir fordern, dass die umgebende Erde die andere Hälfte des Erfolgs darstellt; nur beide zusammen geben das ganze Phänomen. In diesem Fall würde ein reduktiver Ansatz nicht vereinfachen, sondern das Phänomen selbst zerstören!

ONTOLOGISCHE GELTUNG VON BEZIEHUNGEN

  1. Dies führt zu einem bis heute ungeklärten philosophischen Problem der ontologischen Geltung von Funktionen. In der Mathematik sind Funktionen die Grundbausteine von allem, und alle Naturwissenschaften wären ohne den Funktionsbegriff aufgeschmissen. Eine Funktion beschreibt eine Beziehung zwischen unterschiedlichen Elementen. In der Mathematik gehören diese Elemente in der Regel irgendwelchen Mengen an, die einfach unterstellt werden. Wendet man das mathematische Konzept Funktion auf die empirische Wirklichkeit an, dann kann man damit wunderbar Beziehungen beschreiben, hat aber ein Problem, die in der Mathematik unterstellten Mengen in der Realität direkt erkennen zu können; man muss sie hypothetisch unterstellen. Was man direkt beobachten und messen kann sind nicht die funktionalen Beziehungen selbst, sondern nur isolierte Ereignisse in der Zeit, die der Beobachter in seinem Kopf (Gehirn, Gehirnzellen…) verknüpft zu potentiellen Beziehungen, die dann, wenn sie sich hinreichend oft wiederholen, als gegebener empirischer Zusammenhang angenommen werden. Was ist jetzt empirisch real: nur die auslösenden konkreten individuellen Ereignisse oder das in der Zeit geordnete Nacheinander dieser Ereignisse? Da wir ja die einzelnen Ereignisse protokollieren können, können wir sagen, dass auch das Auftrete in der Zeit selbst empirisch ist. Nicht empirische ist die Zuordnung dieser protokollierten Ereignisse zu einem bestimmten gedachten Muster/ Schema/ Modell, das wir zur gedanklichen Interpretation benutzen. Die gleichen Ereignisse lassen in der Regel eine Vielzahl von unterschiedlichen Mustern zu. Einigen wir uns kurzfristig mal auf ein bestimmtes Muster, auf den Zusammenhang R(X, …, Z), d.h. zwischen den Ereignissen X, …, Z gibt es eine Beziehung R.
  2. Biologische Systeme ohne Gehirn konnten solche Relationen in ihrem Informations-Moleküle zwar speichern, aber nicht gedanklich variieren. Wenn die Beziehung R stimmte, dann führte sie zur nächsten positiven komplexen Koordinate KK+, was R im Nachhinein bestätigen würde; wenn R aber zu einer negativen komplexen Koordinate KK- führen würde, dann war dies im Nachhinein eine Widerlegung, die nicht mehr korrigierbar ist, weil das System selbst verschwunden (ausgestorben) ist.
  3. Im Gehirn des homo sapiens können wir ein Beziehungsmuster R(X, …, Z) denken und können es praktisch ausprobieren. In vielen Fällen kann solch ein Interpretationsversuch scheitern, weil das Muster sich nicht reproduzieren lässt, und in den meisten solchen Fällen stirbt der Beobachter nicht, sondern hat die Chance, andere Muster R‘ auszuprobieren. Über Versuch und Irrtum kann er so – möglicherweise irgendwann – jene Beziehung R+ finden, die sich hinreichend bestätigt.
  4. Wenn wir solch ein positiv bestätigtes Beziehungsmuster R+ haben, was ist dann? Können wir dann sagen, dass nicht nur die beteiligten empirischen Ereignisse empirisch real sind, sondern auch das Beziehungsmuster R+ selbst? Tatsächlich ist es ja so, dass es nicht die einzelnen empirischen Ereignisse als solche sind, die wir interessant finden, sondern nur und ausschließlich die Beziehungsmuster R+, innerhalb deren sie uns erscheinen.
  5. In der Wechselwirkung zwischen umgebender Erde und den Molekülen ergab sich ein Beziehungsmuster R+_zelle, das wir biologische Zelle nennen. Die einzelnen Elemente des Musters sind nicht uninteressant, aber das wirklich frappierende ist das Beziehungsmuster selbst, die Art und Weise, wie die Elemente kooperieren. Will man dieses Beziehungsmuster nicht wegreden, dann manifestiert sich in diesem Beziehungsmuster R+_zelle ein Stück möglicher und realer empirisches Wirklichkeit, das sich nicht auf seine Bestandteile reduzieren lässt. Es ist genau umgekehrt, man versteht die Bestandteile (die vielen Milliarden Moleküle) eigentlich nur dadurch, dass man sieht, in welchen Beziehungsmustern sie auftreten können.
  6. Vor diesem Hintergrund plädiere ich hier dafür, die empirisch validierten Beziehungsmuster als eigenständige empirische Objekte zu betrachten, sozusagen Objekte einer höheren Ordnung, denen damit eine ontologische Geltung zukommt und die damit etwas über die Struktur der Welt aussagen.
  7. Zurück zur Frage der Präferenzen/ Werte bedeutet dies, dass man weder an der Welt als solcher ohne die biologischen Systeme noch an den biologischen Strukturen als solche ohne die Welt irgendwelche Präferenzen erkennen kann. In der Wechselwirkung zwischen Erde und biologischen Strukturen unter Einbeziehung einer Irreversibilität (Zeit) werden aber indirekt Präferenzen sichtbar als jener Pfad im potentiellen Möglichkeitsraum der komplexen Koordinaten KK, der die Existenz biologischer Systeme bislang gesichert hat.
  8. Dieser Sachverhalt ist für einen potentiellen Beobachter unaufdringlich. Wenn der Beobachter nicht hinschauen will, wenn er wegschaut, kann er diesen Zusammenhang nicht erkennen. Wenn der Beobachter aber hinschaut und anfängt, die einzelnen Ereignisse zu sortieren und versucht, aktiv Beziehungsmuster am Beispiel der beobachteten Ereignispunkte auszuprobieren (was z.B. die Evolutionsbiologie tut), dann kann man diese Strukturen und Prozesse erkennen, und dann kann man als Beobachter Anfangshaft begreifen, dass hier ein Beziehungsmuster R+_zelle vorliegt, das etwas ganz Außerordentliches, ja Einzigartiges im ganzen bekannten Universum darstellt.

Fortsetzung folgt

Einen Überblick von allen Beiträgen des Autors cagent in diese blog nach Titeln findet sich HIER.

K.G.DENBIGH: AN INVENTIVE UNIVERSE – Relektüre – Teil 1b – Homo sapiens als Zeitmaschine

K.G.Denbigh (1975), „An Inventive Universe“, London: Hutchinson & Co.

RÜCKBLICK

1. Dies ist eine direkte Fortsetzung von Teil 1 der Relektüre von Kenneth George Denbighs Buch „An Inventive Universe“.

2. Wie jeder sofort feststellen kann, der das erste Kapitel von diesem Buch direkt liest, habe ich bislang eigentlich weniger die Position von Denbigh selbst dargestellt als vielmehr meine eigenen Gedanken, die die Lektüre in mir angestoßen hatten. Daher soll hier, der Vollständigkeit halbe, eine Skizze der Position von Denbigh nachgeholt werden.

MULTIDISZIPLINÄR

3. Das Faszinierende an diesem ersten Kapitel mit dem Titel ‚Konstruktion der Zeit‘ ist, dass Denbigh als Theoretiker der Thermodynamik hier auch Erfahrungsbereiche zu Wort kommen lässt, die abseits der Physik liegen: Alltagserfahrung, Entwicklungspsychologie und Philosophie. Diese setzt er dann mit den Erkenntnissen der Physik in Beziehung.

ALLTAGSERFAHRUNG

4. Im Komplex Alltagserfahrung, der sich mit den philosophischen Erkenntnissen überlappt, geht es um Phänomene wie ‚Konstanz‘, ‚durchhaltende Identität‘ (’sameness‘), ’sukzessiver Charakter‘ der Ereignisse, ’nicht umkehrbar‘, ‚Vorher – Nachher‘, ‚Erinnerbarkeit‘ sowie ‚Gegenwart (= Jetzt), Vergangenheit, Zukunft‘.

5. Vor diesem Hintergrund erscheint die Wirklichkeit veränderlich, mit einer Richtung, die nicht umkehrbar ist. Was immer einmal passiert ist, gegenwärtig ist, jetzt präsent ist, es wird im Gedächtnis aufbewahrt als ’schon mal passiert‘ und damit als ‚vergangen‘. Das ‚Vergangene‘ ist das ‚Erinnerbare‘, ‚Vorstellbare‘, das gedachte Virtuelle, und das ‚Jetzt‘ ist das qualitativ andere, besondere, gegenwärtig Reale. Obwohl der Augenblick als solcher ‚ewig‘ und ‚unendlich‘ erscheint, ist er mit Bezug auf das Erinnerbare punktuell, begrenzt, endlich.

6. Schwierig ist zu sagen, was das ‚Zukünftige‘ ist: sofern es noch nicht passiert ist, ist es nicht erinnerbar, aber auch nicht gegenwärtig.

ENTWICKLUNGSPSYCHOLOGIE

7. Aus Sicht der Entwicklungspsychologie (er erwähntJean Piaget (1896 – 1980)) sind die Zeitbegriffe nicht von Anfang an für einen Menschen verfügbar. Er muss sie lernen. Dazu gehört die Erfahrung der ‚Ko-Existenz‘ von Objekten, ihre ‚Fortdauer‘, die Asymmetrie und Transitivität von Vorher- und Nachher-Beziehungen oder der interpretative Charakter von Beziehungen zwischen A und B: verursacht A das B oder umgekehrt?

PHILOSOPHIE

8. In der Philosophie identifiziert er zwei Meinungsgruppen: die A-Theoretiker (erwähnt werden C.D.Broad, A.N.Prior) benutzen als Basis die Begriffe ‚Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft‘ mit der Zusatzannahme, dass sich diese Begriffe dynamisch verschieben, da sich die Gegenwart verschiebt. Was gerade noch Gegenwart war, das ist jetzt Vergangenheit.

9. Die B-Thoretiker (erwähnt werden H.Weyl, B.Russel, A.Grünbaum, J.J.C.Smart) benutzen die Beziehung ‚Vorher-Nachher‘ und gehen davon aus, dass alle Ereignisse ‚gleich real‘ sind; unabhängig vom Bewusstsein gibt es keine Vergangenheit, Gegenwart oder Zukunft. Diese Position erscheint damit bezüglich der Zeit als ’statisch‘.

PHYSIK

10. Diese philosophischen Positionen spiegeln auch ein wenig die Positionen in der Physik wieder: einerseits gibt es Theorien (Newtonsche Mechanik, Quantenmechanik, Elektromagnetismus), die invariant sind bezüglich der Zeit (Prozesse sind umkehrbar; die Zeit-variable kann ohne Einschränkung als ‚+t‘ oder als ‚-t‘ benutzt werden); dann gibt es aber auch Theorien (Thermodynamik, statistische Thermodynamik, Wellentheorie), die sich auf Prozesse beziehen, die nicht invariant sind bezüglich der Zeit, da sie (nach bisherigen empirischen Feststellungen) unumkehrbar sind.

11. Was ist jetzt wahr? Gibt es unterschiedliche physikalische Wahrheiten?

GERICHTETHEIT DER ZEIT

12. Denbigh bietet folgende Gedanken an: Da es ja tatsächlich empirische Prozesse gibt (im kleinen wie auch im kosmischen Maßstab), die nicht zeitinvariant sind, können die zeitinvarianten Theorien nicht allgemeingültig sein. Tatsächlich ist es auch so, dass bei Anwendung von zeitinvarianten Modellen jeweilige Startbedingungen (Anwendungsbedingungen, ‚boundary conditions‘) berücksichtigt werden müssen. Damit eine Folge von Zuständen (S0, …, Si, …, Sn) in beide Richtungen gerechnet werden kann, müssen bestimmte Annahmen gemacht werden. Und er vermutet, dass es diese Annahmen sind, die die Invarianz soweit modifizieren, dass sie letztlich aufgehoben ist. Er sieht hier einen ‚Mangel an Symmetrie‘ (‚lack of symmetry‘), was dann auf ein Argument für die ‚Gerichtetheit der Zeit‘ hinausläuft.

13. Vor diesem Hintergrund sieht es Denbigh auch als ein indirektes Argument für die Gerichtetheit der Naturprozesse an, dass die komplexe menschliche Zeitwahrnehmung (Zusammenspiel von aktueller Wahrnehmung und Gedächtnis für Vergangenes) ja nicht aus dem Nichts kommt, sondern ein Produkt der biologischen Evolution ist, die speziell jene Eigenschaften in einem biologischen Organismus fördert, die den Eigenschaften des Naturprozesses möglichst nahe kommen. In der menschlichen Wahrnehmung gibt es eine quasi eingebaute Richtung in den Ereignissen. Dazu kommt, dass biologische Prozesse auf allen Ebenen (phylogenetisch, ontogenetisch und als Erhaltung des Gleichgewichts) gerichtete Prozesse sind.

14. Für Denbigh ist das Phänomen des Bewusstseins in diesem Kontext eindeutig ein natürliches Phänomen, ein Teil der Natur. (vgl. S.43,44)

DISKUSSION

15. Am Ende des ersten Kapitels zur ‚Konstruktion der Zeit‘ überwiegen die Argumente (subjektiv wie objektiv), dass die zeitliche Dimension als ‚gerichtet‘ erscheint, als ’nicht umkehrbar‘.

Physikalisch gibt es keine Zeit

16. Ferner ist auch deutlich, dass es wenig Sinn macht, unabhängig vom Menschen über Zeit zu sprechen, da Zeit nicht als direktes physikalisches Objekt vorkommt. Physikalisch gesehen ‚existiert‘ die Zeit nicht, sie kommt nicht vor, sie ist letztlich nicht messbar. Was wir messen sind unsere eigenen ‚Uhren‘, die wir gebaut haben, um Ereignissen Uhrenereignisse zuzuordnen, mit deren Hilfe wir indirekt Naturvorgänge ‚messen‘. Weder die Uhrenereignisse als solche noch das, was wir da messen, ist ein originärer physikalischer Gegenstand.

17. Mindestens der homo sapiens als biologisches Wesen wurde im Laufe von vielen Milliarden Jahren Entwicklungszeit so ‚ausgelegt‘, dass er die aktuelle Wahrnehmung (Jetzt, Gegenwart) mit Hilfe eines verbundenen Gedächtnisses ‚übersteigen’/ ‚überwinden’/ ‚transzendieren‘ kann, indem er aktuelle Ereignisse ’speichern‘ und dann wieder ‚aufrufen’/ ‚erinnern‘ kann. Damit wird die aktuelle Gegenwart sichtbar als das ‚Element‘ einer ‚Folge‘ von Ereignissen‘, die sich idealisiert als eine ‚Vorher-Nachher‘ Folge konstruieren lässt. Alles, was nicht Gegenwart ist, ist Vergangenheit. Mit dem Vorher-Nachher ist die Folge gerichtet. Das biologische System homo-sapiens ist also so gebaut, dass es alle Ereignisse als ‚gerichtet‘ wahrnimmt.

Homo sapiens als Zeitmaschine

18. Man kann also sagen, dass mindestens das biologische System Homo sapiens insofern eine ‚Zeitmaschine‘ ist: der Homo sapiens transformiert die Naturereignisse ‚automatisch’/ ‚unbewusst‘, ‚vor-bewusst‘ in eine gerichtete Ordnung, die er dann als ‚Zeit‘ ‚empfindet’/ ‚wahrnimmt‘. So gesehen gibt es Zeit nicht in der Natur als solcher sondern erst in der ‚Zeitmaschine‘ Homo sapiens, die wie ein spezieller komplexer Sensor für ‚Gerichtetheit der Ereignisse‘ wirkt. Ohne den Homo sapiens gibt es keine Zeit; es gibt nur Prozesse, die man physikalisch als ‚physikalisch gerichtet‘ charakterisieren könnte. Die Ereignisse selbst haben aber keine ‚Zeitwahrnehmung‘ und unabhängig von diesen Prozessen gibt es keine Instanz, die sich explizit mit dieser ‚Gerichtetheit‘ beschäftigt. Die Gerichtetheit liegt ‚im Prozess‘, nicht mehr.

19. Tatsächlich kommt beim Homo sapiens als Zeitmaschine noch ein weiteres Moment hinzu, das wichtig ist. Mit der aktuellen Wahrnehmung und dem Gedächtnis für vergangenes Aktuelles ist zwar das ‚Fundament‘ für eine Wahrnehmung von ‚Zeit‘ gegeben, aber erst mit der zusätzlichen ’symbolischen Repräsentation‘ von aktuellen wie erinnerten Ereignissen gewinnt diese grundlegende Fähigkeit ihre volle Bedeutung. Aufgrund des sehr beschränkten Arbeitsgedächtnisses des Homo sapiens kann er komplexere Sachverhalte nur dann sichtbar machen, erkennen und denken, wenn er es schafft, diese mit Hilfe einer Sprache (Zeichen, Gesten, Symbole, …) für sich selbst und für andere zu repräsentieren. Allein schon die Einführung von Zahlzeichen für größere Mengen von Gegenständen war eine deutliche Erweiterung seiner Erkenntnis- und Kommunikationsfähigkeit.

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QUELLEN

1. Kenneth George Denbigh (1965 – 2004), Mitglied der Royal Society London seit 1965 (siehe: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Fellows_of_the_Royal_Society_D,E,F). Er war Professor an verschiedenen Universitäten (Cambridge, Edinburgh, London); sein Hauptgebet war die Thermodynamik. Neben vielen Fachartikeln u.a. Bücher mit den Themen ‚Principles of Chemical Equilibrium, ‚Thermodynamics of th Steady State‘ sowie ‚An Inventive Universe‘.

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