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Samstag, 29. April 2006

Über die Evolution

Evolution ist etwas Permanentes: es gibt Wasserstoffwolken wie zu Zeiten des Urknalls, die sich noch nicht zu einem Stern zusammengezogen haben. Ein Komet, der die Erde trifft, würde die Evolutionsgeschichte in unserer Welt für eine Zeit zurück an den Start werfen.


Leben in unserem Sinne erfordert unsere Bedingungen in diesem Universum. Universum ist kein Ausgangspunkt sondern das, was wir jetzt als solches erkennen. Eine Voraussicht in dieser Sache ist nicht notwendig, denn es ist ja die Stärke des Zufalls, durch zufällige Konstellation Situationen zu schaffen, die absolut unerwartet sind und nur statistisch aber niemals konkret erfassbar sind. Wozu sollte es gut sein, das Heute voraussehen zu müssen? Warum sollte etwas wie unser Leben vorausgesagt werden oder worden sein? In der Welt, die sich gebildet hat, ist Leben in unserem Sinne möglich, also gibt es das Leben.

Die Notwendigkeit zur Voraussicht hat nur der Mensch, weil er Sicherheit will. Zufälle sind unplanbar, daher unternimmt der Mensch alles, um die Zukunft vorauszusagen. (Wetter, Wahlprognosen, Börsenkurse, Wahrsagen, Leben nach dem Tod usw.). Die Evolution hätte einen großen Nachteil, würde irgendetwas in der Zukunft ihre Entwicklung bestimmen: sie könnte ihre größte Stärke, mögliche Fälle aufzuzeigen, nicht ausspielen. Welches Leben, welche Intelligenz sind denn gewünscht? Die Evolution findet sie heraus; wenn man sie lässt.

Wir können nicht ausschließen, dass es anderswo auch Leben gibt und das muss ja nun überhaupt nicht so ausschauen wie bei uns. Den ersten Seefahrern muss mindestens so sonderbar vorgekommen sein, einen Dodo zu sehen oder ein Känguru oder eine Kragenechse wie wir uns eventuelle Marsmenschen vorstellen.

Genau genommen muss dieses Leben auch nicht zwingend eine Kohlenstoffwelt sein; es gibt andere 4-wertige Elemente (Silizium, Germanium..), die möglicherweise unter anderen Temperaturbedingungen ähnlich komplexe Strukturen erlauben wie es der Kohlenstoff tut (wenn auch Biologen das eher verneinen).

Aus dieser möglichen Vielfalt von Lebensformen ist eine bestimmte Konstellation wie die auf der Erde nicht eine notwendige Bedingung, andere Konstellationen wären dazu auch in der Lage. Man muss auch bedenken, dass unsere Biosphäre (Wasser, Wetter, Sauerstoff) nicht einfach da waren sondern durch frühe Lebensformen entstanden sind, die wir gar nicht mehr kennen. (Missing Link-Problem) Diese "Viecher" haben keine Spuren hinterlassen.

Es gibt einfachste Programme, deren Existenzfeld der Bildschirm eines PC ist und deren Aufgabe es ist, zu überleben und sich bei Gelegenheit zu vermehren und die als "Futter" andere Species verwenden, die dort auch existieren (andere Mannschaft). Natürlich tun das die anderen ebenso.

Österreich schlägt England 12:0. Leider nicht im Fußball sondern im Roboterfußball. Dieses Ergebnis zeigt die Brutalität einer erfolgreichen Art. Die in der Lage ist, einen Konkurrenten vollständig aus dem Weg zu räumen.

Kennen Sie den Algorithmus des "Kehrroboters"?

Die Situation: ein Raum auf dessen Boden Mist verstreut ist. Sein Auftrag lautet: kehren (=schieben), bis die Last zu groß ist, dann eine beliebige, zufällige andere Richtung wählen und weitermachen. Der Kehrroboter hat keine Ahnung, was er tut und wozu das letztlich gut ist. Umso erstaunlicher ist das Ergebnis: der ganze Mist des Raumes wird ordentlich auf einen ganzen Haufen irgendwo im Raum geschaufelt.

Nehmen wir einmal an, dass wir in der Rolle des wenig wissenden Roboters sind aber ein eingeprägtes Ziel, nämlich "überleben" (egal ob Individuum, Stamm, Art) haben. Unsere Handlungen konzentrieren sich daher zuerst auf unseren unmittelbaren Auftrag: überleben. So ganz nebenbei erledigen wir aber einen impliziten Auftrag der Evolution, der uns aber nicht bekannt ist.

Laut Gödel ist das Ziel für uns möglicherweise nicht erkennbar, weil es immer Aussagen über das System gibt, die wir nicht treffen können, in Analogie zum Satz, den ein Kreter spricht: "Alle Kreter sind Lügner."

Der Roboter arbeitet auf ein Ziel hin, ohne es eigentlich zu kennen.

Wir arbeiten auf ein Ziel hin, ohne es eigentlich zu kennen. Anders als der Roboter haben wir aber das Potenzial uns eventuell asymptotisch dem Verständnis des Sinns zu nähern.

Zufallsgenerator

Kein Zufallsgenerator am PC kann wirklichen Zufall nachbilden. Der Unterschied scheint für irdische Anwendungen gering zu sein, für evolutorische Dimensionen ist der Zufallsgenerator aber lächerlich regelmäßig. Das mindert nicht seine Wichtigkeit in der Kryptografie und anderen technischen Bereichen. Beispiel: Eine Zufallsgenerator mit 16 Zellen (nicht ganz unüblich in der Technik) hat eine Periodendauer von 65635, die maximale Anzahl aufeinander folgender "Kopf"-Würfe ist 16. Die gewürfelte Folge wiederholt sich alle 18 Stunden, wenn man pro Sekunde einmal wirft. Aber für Experimente ist das schon ganz schön.

Probieren Sie einmal mit jemanden das Experiment und sagen Sie eine zufällige Folge von 0110001100000000000000001. Jede Null ist "Kopf". Der Zuhörer wird bei der langen Folge von Nullen ziemlich bald sagen, dass es das nicht gibt. Besser noch: lassen Sie ihn selbst eine zufällig Folge aufsagen: es wird keine so lange Folge dabei sein. Der Grund: der Mensch strebt nach Regelmäßigkeit, er meidet den Zufall wo es geht.

Warum das so ist? Die Antwort kränkt die menschliche Eitelkeit, wähnt er sich doch als intelligent. Wiederkehrende Strukturen können wir uns merken, Dinge ohne Redundanz können wir uns nicht merken. Wir sind einfach zu dumm.

Wer hat das Programm mit all seinen Bestandteilen geschrieben?

Ich glaube nicht, dass es ein Programm gibt. Die letzten Fragen scheinen trotz immer höherer Standpunkte, die uns die großen Philosophen ermöglichen, nicht wirklich erreichbar und Kurt Gödel bestärkt uns in dieser Skepsis (sinngemäß: ein Individuum eines Systems kann das System nicht vollständig beschreiben; nur ein Außenstehender kann das.)

Da wir Menschen ebenfalls über "Geist" und "Intelligenz" verfügen, sind wir offensichtlich auch dazu in der Lage, diesen "Sinn" langsam aber sicher entschlüsseln zu können. Also genau das, was die modernen Wissenschaften bereits mehr oder weniger erfolgreich versuchen.

Da bin ich pessimistisch. Die Zeiträume sind viel zu groß, so dass wir uns nicht als "Global Player" sondern nur als ein Glied in einer langen Folge von Entwicklungsschritten sehen dürfen.

Wie entwickelt sich aus dem Ei das Individuum?

Das Geniale an der Sache ist, dass man bei einfachen Zellteilungen immer ein Duplikat des Originals erhält und die Variationsmöglichkeiten gering sind. Dagegen wird bei der geschlechtlichen Vermehrung nur ein Plan weitergegeben und wie das dann ausschaut, kann man an gelungenen Häusern und weniger gelungenen Häusern sehen (unter der Annahme gleicher Baupläne) weil trotz aller Festlegungen im Plan der Baumeister immer noch sehr viele Freiheitsgrade hat. Und diese Unterschiede sind es dann, die dazu führen, dass der besseren Baumeiter mehr Kunden hat.

Die im Ei gespeicherte Information ist noch etwas raffinierter als ein einfacher Plan; es ist ein "Bootstrapping" der komplexesten Art. Die Eizele teilt sich. Auf dieser Stufe unterscheidet sie sich nicht von einem Einzeller. Der Auftrag dazu ist derselbe, wie jener im Einzeller. Auf einfachen Teilungsprinzip wird eine zeitlang aufgebaut, bis so viele Zellen vorhanden sind, dass eine Wurmstruktur aufbaubar ist (eine Verdauungsröhre), jetzt beginnt sich der Plan zu ändern, weil genug Zellen vorhanden sind, um ihnen je nach Lage eine andere Funktion zu geben usw. Kurz, der Embryo durchläuft eine Folge von Stadien, die im Prinzip der Evolution der Art folgen, und es beginnt tatsächlich beim Einzeller, kommt zum Wurm, Fisch, Lurch, Säugetier. Diese Entwicklung hat aber an dieser Stelle keineswegs ein Ende, denn der kleine Mensch durchläuft in seiner Kindheit und Ausbildung die Entwicklung der Menschheitsgeschichte (wenn auch stark vereinfacht). Man beginnt grob gesagt mit elementaren sozialen Verhalten, dem Lesen und Schreiben, dem Rechnen usw.

Diesen Vorgang kann man in der Computertechnik ebenso beobachten. Die Entwicklung der Hardware entspricht der Entwicklung des Embryos, das Starten des PC entspricht seiner Kindheit und Erziehung. Der normale Computerbesitzer wird sich dessen auch bewusst, wenn auch nur sehr vage. Einerseits entscheidet er die Art (PC oder MAC oder andere), er erwirbt ein Kind, oft nur einen Säugling, wenn nichts vorinstalliert ist. Beobachten Sie einen Startvorgang: zuerst sehen Sie einen Black-Screen (je nach PC-Fabrikat) werden hier gewisse elementaren Tests gemacht, der Speicher ist weitgehend leer, es gibt auch keine Betriebsmittel, ihn zu verwalten. Würde man ihn an dieser Stelle stoppen, hätten wir ein Wesen, das zwar zum Sehen, Hören und Fühlen ausgestattet ist (je nach Ausstattung), die Information aber nicht verarbeiten kann. Danach folgt (bei Windows) ein Blue-Screen, der bereits in der Lage ist den Speicher zu verwalten und daher weitere Programmteile nachlädt. Danach kommt das VGA-Logo, d.h. der PC kann sich bereits im Modus 640x480 präsentiere, danach kommt der endgültige Treiber der Bildschirmkarte. Zwischendurch werden zahllose Treiber eingesetzt, die die endgültige Funktion fixieren. Die Programme sind dann gewissermaßen "die Schule" für den PC, wobei es mannigfaltige "Schulformen" gibt.

Als Nicht-Biologe kann man natürlich eventuelle Entgegnungen nicht entkräften, es ist aber ein gutes Modell, das man auch als Nicht-Fachmann verstehen kann. Ich habe von Biologen gehört, dass sie dem nicht zustimmen, dass die Entwicklung der Art im Embryo nachvollzogen wird aber es ist auch beim PC so, dass das nicht in alle Details exakt passt, weil man gewisse Dinge vernachlässigt, überspringt oder anderswie löst aber die große Linie dürfte schon stimmen.

Eine Kuriosität, die heutige EDV-Fachleute nicht mehr kennen, war das Booten der frühen Computer. Man muss sich vorstellen, dass heutige PCs einen Festwertspeicher besitzen, der früher technologisch nicht möglich war. Wenn jetzt der Kernspeicher seine Information verloren hat, musste man ganz vom Anfang beginnen und da im Computerspeicher tatsächlich keine einzige Programmzeile vorhanden war, musste man über eine vorhandene Binärtastatur etwa 30 Befehle händisch in den Kernspeicher laden. Danach war der Computer in der Lage, einen einfachen Lochstreifen zu laden. Der erste so geladene Lochstreifen versetzte ihn in die Lage, Programme zu lesen und das dann geladene einzige Programm versetzte den Computer erst in die Lage etwas Sinnvolles zu tun.

Ein häufiger Einwand für all diese Techniken ist, woher denn das Konzept stamme.

Zuerst ist einfacher, für alle unsere Beobachtungen ein einziges Konzept zugrunde zu legen und nicht verschiedene. Wenn wir daher ein Konzept finden, das seit Beginn der Zeit bis zum Kugelschreiber angewendet werden kann, dann wäre es sonderbar anzunehmen, dass es singuläre Punkte geben sollte, wo andere Prinzipien gelten sollten.

Schöpfungsgedanken aller Art scheinen mir deswegen unlogisch, denn wenn ein Endzweck tatsächlich verfolgt werden würde, warum dieser Umweg über Jahrmilliarden Entwicklung von Materie und Millionen von Jahren für die Entwicklung von Leben und Jahrtausende für die Entwicklung von Intelligenz? Ist es nicht frustrierend, nur Werkzeug jemandes zu sein?

Wenn alle Beobachtungen uns zeigen, wie eine bestimmte Eigenschaft aus einer vorgegebenen Situation gebildet wird und dadurch eine Entwicklungsrichtung entsteht, dann wurden alle Prinzipien inklusive aller Naturgesetze auf diese Art gebildet. Wir wundern uns über den Umstand, dass unsere Art von Leben nur in einem sehr kleinen Intervall der Anfangsbedingungen hat entstehen können, daher kommt auch gleich die Annahme von etwas Gelenktem. Was aber, wenn auch unser bekanntes Universum eben einer von mannigfaltigen Versuchen ist, zu etwas Entwicklungsfähigem zu kommen? Eine Art überdimensionaler Münzwurf, der eben erfolgreich verläuft oder nicht. Das Ergebnis ist nicht "Kopf oder Adler" sondern, "ergibt das Sinn oder nicht?". Wenn nicht (zum Beispiel beim statischen Universum oder beim kollabierenden Universum und falsch eingestellten Konstanten gibt es eben einen Restart, weil erfolglos).

Die Suche nach Gott wird eine Ewige sein, denn wenn Gott etwas ist, das über unser Vorstellungsvermögen geht, dann können wir es eben als beschränkte Wesen nicht denken. (Ontologie) Pessimistisch gesagt hat es auch keinen besonderen Sinn, außer man schöpft aus irgendeiner Projektion (als Gläubiger) ein Kraft daraus.