Archiv der Kategorie: Informationsstrukturen

RINGEN UM DAS BEWUSSTSEIN. BEISPIEL CHALMERS 1995 – Problem of Consciousness

Bedeutung, Bewußtsein, Biologische Information, Chalmers, Emergenz, Erklärung, Erklärung - empirische, Erlebnisimmanenz, Erlebnisse, Information, Information1 - Shannon, Information2 - Bedeutungsrelation, Informationsstrukturen, Kommunikationsereignis, Nicht-reduzierende Theorien, Reduktionismus, Reduzierende Theorien, Semantische Information, Shannon 1948

(Letzte Aktualisierung: Do 28.Juli 2016, 13:06h)

David J.Chalmers, FACING UP THE PROBLEM OF CONSCIOUSNESS, Journal of Consciousness Studies, 2, No. 3, 1995, pp.200-219

KONTEXT

  1. In einem vorausgehenden Blogeintrag mit dem Titel THOMPSON: MIND IN LIFE – Review – Teil 1 hatte ich damit begonnen, eine neue Variante phänomenologischer Forschung zu besprechen, die unter dem Titel Neurophänomenologie begründet worden war. Dieser Ansatz geht zurück auf Varela, der dazu 1996 einen grundlegenden Artikel im JoCS geschrieben hatte, in dem er wiederum auf einen Artikel von Chalmers 1995 geantwortet hatte. Seine Antwort umfasste dann gleich einen kompletten konstruktiven Vorschlag, wie man es anders machen könnte. Bevor der Artikel von Varela hier zur Sprache kommen soll, hier zunächst eine Reflexion auf den Beitrag von Chalmers 1995, der seitdem in zahllosen weiteren Artikeln intensiv diskutiert worden ist. Eine andere Art von Einstimmung könnte das Kap.9 von Nick Lane sein.

OBJEKTIV – SUBJEKTIV

Rekonstruktion der theoretischen Begriffe von Chalmers (1995) Kap.1-2
Rekonstruktion der theoretischen Begriffe von Chalmers (1995) Kap.1-2

  1. Im Kapitel 2 (siehe Bild) startet Chalmers seine Überlegungen zum Bewusstsein mit einer Fallunterscheidung in objektive Aspekte des Problems und in subjektive Aspekte.

  2. Die objektiven Aspekte lassen sich nach Chalmers – im Prinzip – im Rahmen der bekannten wissenschaftlichen Disziplinen relativ einfach aufklären. Als wissenschaftliche Disziplinen führt er nur eine einzige an, nämlich die Kognitionswissenschaft (‚cognitive science‘), innerhalb deren er drei methodische Ansätze unterscheidet: computerhaft (‚computational‘), neurophysiologisch und neuronal (’neural‘).

  3. Als Phänomene, die er für die Methoden der Kognitionswissenschaft im Prinzip als einfach (‚easy‘) erklärbar einstuft, zählt er auf: Umgebungsreize, verbale Äußerungen, Aufmerksamkeit, Verhaltenskontrolle, Wachheit und Schlaf, Verhaltenskontrolle und diverse interne Zustände.

  4. Daneben erkennt er aber auch noch eine subjektive Dimension im Wirklichkeitszugang. Diese erschließt sich im Darin sein (‚to be in them‘) in inneren, mentalen Zuständen. Hier trifft man auf Phänomene, Qualia, befindet man sich im Raum des Bewusstseins, im Bewusstsein.

  5. Die subjektive Dimension befindet sich außerhalb des Zugriffs der objektiven Methoden. Insofern nennt er die Fragen des Bewusstseins, die sich im subjektivne Zugang erschließen, als harte (‚hard‘) Fragen. Er spricht hier vom harten Problem (‚hard problem‘) des Bewusstseins.

FUNKTIONALE ERKLÄRUNG MIT GRENZEN

Chalmers (1995) Kap.3 Behauptungen zur begrifflichen Kluft zwischen funktionaler Erklärung und Bewusstseinserfahrung
Chalmers (1995) Kap.3 Behauptungen zur begrifflichen Kluft zwischen funktionaler Erklärung und Bewusstseinserfahrung

  1. Das 3.Kapitel läuft auf die These von der begrifflichen Kluft (‚explanatory gap‘) zwischen funktionaler Erklärung objektiver Phänomene einerseits und der korrelierenden Existenz des subjektiven Phänomens des Bewusstseins hinaus (vgl. Bild 2).

  2. Dies setzt voraus, dass die Wissenschaften, die objektive Phänomene im Umfeld des Bewusstseins erklären, dies mit Hilfe von funktionalen Erklärungen tun können. In einer funktionalen Erklärung F werden die beobachtbaren (zu erklärenden) Phänomene X in Beziehung gesetzt zu anderen beobachtbaren Phänomenen Y, und zwar so, dass der Zusammenhang einen Mechanismus (‚mechanism‘) erkennen lässt, aufgrund dessen das Auftreten von X in Abhängigkeit von Y akzeptiert werden kann. Entsprechend den zuvor angeführten Methoden der Kognitionswissenschaft(en) sieht Chalmers drei Arten von möglichen Mechanismen: (i) Computermodelle, (ii) kognitive Modelle und (iii) neuronale Modelle.

  3. Chalmers sieht keine Möglichkeit, das korrelierende Auftreten einer Bewusstseinserfahrung B im Kontext von beobachtbaren Phänomenen X und Y ebenfalls durch eine funktionale Erklärung G so zu erklären, dass sich zwischen X und Y einerseits und B andererseits ein Mechanismus angeben lässt, der als Erklärung akzeptierbar sei.

  4. Diese Unmöglichkeit der Angabe einer weiteren funktionalen Erklärung versteht Chalmers als Erklärungslücke (‚explanatory gap‘).

BEISPIELE (REDUKTIVER ERKLÄRUNG) (Kap.4)

Chalmers 1995 kap.4 illustrierende Beispiele
Chalmers 1995 kap.4 illustrierende Beispiele

  1. Im Kap.4 stellt Chalmers verschiedene Autoren vor, mittels deren er seine zuvor eingeführte Klassifikation illustrieren möchte. (vgl. Bild 3)

  2. Diese Beispiele sind aber so karg beschrieben, dass man sie kaum verwerten kann. Als Beleg soll das Zitat von Edelman dienen. Im Buch von Edelman (1989) wird ein sehr ausführliches Bild von den Forschungen zum Bewusstsein vermittelt. Das Stichwort vom ’neuronalen Darwinismus‘ greift hier viel zu kurz (das Buch Edelmans von 1992 Bright Air, Brilliant Fire: On the Matter of thre Mind, das noch umfassender ist, wird erst gar nicht erwähnt)(Anmerkung: In seinem Buch The Conscious Mind (1996) ist Chalmers hier genauer und hilfreicher. Die Bemerkungen hier im Artikel erscheinen da eher nutzlos).

  3. Die Stichworte zu Koch/ Crick und Baars lassen noch am ehesten deren Ideen erkennen. Nach Koch/Crick sind es synchronisierende Oszillationen im Gehirn (Bindungstheorie), die unterschiedliche Aktivitäten bündeln und so komplexe Zustände möglich machen, die eventuell als Korrelate des Bewusstseins (‚correlates of experience‘) angesehen werden können. Ähnlich und doch weitergehender (spekulativer) argumentiert Baars. Er sieht einen Zusammenhang zwischen den Inhalten des Bewusstseins (‚contens of consciousness‘) und dem, was er den globalen Arbeitsbereich (‚global workspace‘) des Gehirns nennt: dies soll jener Bereich sein, in den viele andere Bereiche des Gehirns wichtige Informationen abbilden, über die alle spezialisierten Bereiche kommunizieren. Er nennt dies ein gemeinsames schwarzes Brett (‚communal blackboard‘).

  4. Was immer such die einzelnen Beispiele im einzelnen – nach Chalmers – sagen bzw. sagen wollen, für Chalmers bietet keines der Beispiele (also: keiner der Autoren) eine wirkliche Antwort auf die Frage, warum (‚why‘) es das Phänomen des Bewusstseins parallel zu diesen vielen Prozessen gibt und wie (‚how‘) der Zusammenhang zwischen den physiologischen und den phänomenalen Phänomenen genau zu denken ist.

WEITERE BEISPIELE (REDUKTIVER ERKLÄRUNG) (Kap.5)

  1. In Kap.5 wir die kursorische Aufzählung weiterer Beispiele fortgesetzt, in der Erklärungsansätze genannt werden, die mit dem Phänomen des Bewusstseins Berührungen aufweisen, aber nichts wirklich erklären sollen.

  2. So wird wird das Konzept nicht-algorithmischer Prozesse von Penrose (1989, 1994) erwähnt. Ein Zusammenhang mit dem Phänomen des Bewusstseins sieht Chalmers nicht.(p.207)

  3. Ähnlich stellt Chalmers auch einen Erklärungszusammenhang zwischen chaotischen und nichtlinearen Prozessen ebenso wenig mit quantentheoretischen Modellen (Hameroff 1994) in Frage. Was erklären diese? (vgl. p.207f)

  4. Chalmers wiederholt hier sein Axiom, dass jede Art von Erklärung physikalischer Prozesse alleine nicht ausreichend sein kann, das Phänomen des Bewusstseins als solches zu erklären. Die Emergenz von Bewusstseinserfahrung entzieht sich einer rein physikalischen Erklärung. Phänomene des Bewusstseins können sich im Kontext von physikalischen Prozessen zeigen, sie müssen es aber nicht.(p.208)

NEUE FUNDAMENTALE ENTITÄTEN

Chalmers 1995 Kap.5 Nicht-reduzierende Theorien
Chalmers 1995 Kap.5 Nicht-reduzierende Theorien

  1. Nachdem Chalmers – aus seiner Sicht – herausgearbeitet hat, dass eine Erklärung der Phänomene des Bewusstseins mittels physikalischer Gesetze nicht möglich erscheint, folgt er der Strategie der Physik aus der Vergangenheit, indem man für nicht-reduzierbare Phänomene dann postuliert, dass sie fundamentale Phänomene seien, die ihre eigenen Gesetze benötigen.(vgl. Bild 5)

  2. Insofern diese neuen fundamentale Phänomene nicht isoliert von den physikalischen Phänomenen auftreten, nennt er sie emergente Phänomene, deren korrelierendes Auftreten im Kontext physikalischer Phänomene sich gegebenenfalls mit zusätzlichen überbrückenden Prinzipien (Brückenprinzipien, ‚bridging principles‘) beschreiben lassen.

  3. Die Betrachtung von Phänomenen führt meist auch zur Frage von damit zusammenhängenden möglichen Existenzen (Ontologien, ‚ontologies‘).

  4. Fall sich mit den Phänomenen des Bewusstseins Existenzen ganz eigener Art verknüpfen würden, dann läge eine neue Art von Dualismus (im Stile von Descartes und anderen) vor. Soweit will Chalmers aber nicht gehen. Obwohl es sich bei den Phänomenen des Bewusstseins um nicht-reduzierbare, und damit fundamentale Phänomene handelt, will er sie nicht gänzlich von der natürlichen Ontologie getrennt sehen, wie sie von der Physik beschrieben wird.

  5. Interessanterweise sieht Chalmers eine Theorie des Bewusstseins näher bei der Physik als bei der Biologie, der er jegliche fundamentale Prinzipien im Sinne des Bewusstseins abspricht.(p.211)

AUSBLICK AUF EINE THEORIE DES BEWUSSTSEINS

Chalmers 1995 - Elemente einer neuen Theorie des Bewusstseins
Chalmers 1995 – Elemente einer neuen Theorie des Bewusstseins

  1. Unabhängig davon, was Chalmers über andere Autoren gesagt hat (treffend oder nicht treffend), hat er seine eigene Meinung zu einer möglichen Theorie des Bewusstseins.

  2. Zu Beginn des Kap.7 skizziert er einige grundlegende Annahmen, auf deren Basis er dann weiter voranschreitet.

  3. Wie in Bild 7 angedeutet, soll eine mögliche Theorie des Bewusstseins einfach und kohärent sein und soll Aussagen über reproduzierbare Fakten möglich machen.

  4. Als Basis für die Theorie gibt es einerseits die Eigenschaften der bewusstseinsbasierten Erfahrung, zu denen jeder einzeln, für sich einen direkten Zugang hat, und andererseits empirische Phänomene, wie Umwelt, Körper und Gehirn, speziell auch sprachliche Äußerungen, über die man indirekt auf Eigenschaften des Bewusstseins schließen kann.

  5. Ferner postuliert Chalmers spezielle psycho-physische Brückenprinzipien, die einen Zusammenhang zwischen korrelierenden physikalischen und bewusstseinsbezogenen Phänomenen herstellen.

PRINZIP DER STRUKTURELLEN KOHÄRENZ

  1. Als eine mögliche Richtschnur für die Formulierung der Inhalte einer möglichen Theorie des Bewusstseins beschreibt Chalmers das Prinzip der strukturellen Kohärenz.

  2. Diese Kohärenz sieht er gegeben zwischen dem empirischen Phänomen der Aufmerksamkeit (‚attention‘) und den den subjektiven Phänomenen des Bewusstseins.

  3. Der Begriff der ‚Aufmerksamkeit‘ wird definiert über empirische Phänomene und deren funktionalen Beziehungen.

  4. Ohne eine weitere Analyse der subjektiven Phänomene vorgelegt zu haben behauptet Chalmers nun, dass die Phänomene im Kontext der empirischen Aufmerksamkeit eine bestimmte Struktur erkennen lassen, die sich auch im Bereich der subjektiven Phänomene finde. Er geht sogar soweit, die Ähnlichkeit zwischen beiden Strukturen (Struktur der Aufmerksamkeit, Struktur des Bewusstseins) als isomorph zu bezeichnen (p.213).

  5. Zugleich schränkt er diese Ähnlichkeit dahingehend ein, dass subjektive Phänomene Eigenschaften haben, die sich nicht in der strukturellen Ähnlichkeit erschöpfen. Die kohärente Strukturen beschränken das beobachtbare Verhalten subjektiver Phänomene, aber erschöpfen sie nicht. (vgl.p.213)

  6. Sofern man solch eine strukturelle Kohärenz feststellen kann, macht es nach Chalmers Sinn, die empirischen Phänomene der Aufmerksamkeit als Korrelate bewusster Erfahrung zu bezeichnen.

PRINZIP DER ORGANISATORISCHEN INVARIANZ

  1. Chalmers formulierte noch ein weiteres Prinzip, das von der organisatorischen Invarianz. Es ist kein mathematisches Prinzip, sondern eher ein Postulat über empirische Strukturen.

  2. Ausgangspunkt sind zwei Systeme S1 und S2. Beide haben eine funktionale Organisation, d.h. Es gibt jeweils irgendwelche Mengen von Elementen M1 und M2 und jeweils irgendwelche Funktionen F1 und F2, die über den Mengen M1 und M2 definiert sind, also S1(x) iff x=<M1,F1> bzw. S2(x) iff x=<M2,F2>.

  3. Chalmers postuliert nun, dass, wenn beide Systeme S1 und S2 die gleiche funktionale Organisation haben (‚functional organization‘), dass sie (?) dann auch die qualitativ gleiche Erfahrung (‚qualitatively identical experience‘) haben.

  4. Diese Formulierung wirft einige Fragen auf.

  5. Nimmt man an, dass er mit Erfahrung wie zuvor im Text immer die Erfahrung des Bewusstseins meint, dann stellt sich die Frage, in welchem Sinne ein System S1 oder S2 eine bewusste Erfahrung haben sollen? Nach allem zuvor Gesagtem haben empirische Systeme nicht notwendigerweise eine bewusste Erfahrung.

  6. Wenn Chalmers aber meint, dass die Systeme S1 und S2 für empirische Systeme stehen, die Korrelate von bewussten Erfahrungen sind, dann würde das Prinzip besagen wollen, dass zwei verschiedene empirische Systeme S1 und S2, die Korrelate von jeweils einem Bewusstsein B1 bzw. B2 sind, diesen korrelierenden Bewusstseinen B1 und B2 jeweils identische Erfahrungen übermitteln.

  7. Direkt beweisbar ist dieses Prinzip nicht, da der direkte Zugriff auf bewusste Erfahrungen von den beiden Bewusstseinen fehlt, aber es ist eine sehr plausible Arbeitshypothese. (vgl. p.215) Diese Arbeitshypothese würde es zumindest ansatzweise verständlich machen, warum zwei verschiedene Menschen ansatzweise über ähnliche Erfahrungen verfügen können.

DIE THEORIE DES DOPPELTEN ASPEKTS DER INFORMATION

  1. Chalmers klassifiziert die beiden vorausgehenden Prinzipien als nicht basale Prinzipien. Nichts desto Trotz sind sie für ihn hilfreiche Beschränkungen (‚constraints‘).

  2. Jetzt will er ein erstes basales Prinzip mit Hilfe des Begriffs der Information einführen.

  3. Bei dieser Einführung des Begriffs Information bezieht er sich zwar ausdrücklich auf Shannon (1948), ersetzt aber die Begrifflichkeit von Shannon sogleich durch die Begrifflichkeit von Bateson (1972), indem er die einzelnen physikalischen Informationen als Differenzen bezeichnet, die eine Differenz konstituieren (Originalzitat Bateson: A „bit“ of information is definable as a difference which makes a difference. Such a difference, as it travels and undergoes successive transformation in a circuit, is an elementary idea. (Bateson 1972, p.335)

  4. Dann überträgt er diese Begrifflichkeit auf die empirischen und auf die subjektiven Phänomene, indem er für die Menge der korrelierenden empirischen Phänomene einen Informationsraum Ie postuliert und für die Menge der subjektiven Phänomene auch einen Informationsraum Is. Ferner postuliert er, dass die Elemente in jedem dieser Räume durch eine Menge von Differenzen charakterisiert werden – also <Ie,De> sowie <Is, Ds> –, dass jedem dieser Räume mit diesen Differenzen dann eine Struktur Ste(x) iff x= <Ie,De> sowie Sts(x) iff x=<Is, Ds> zukomme, die sich direkt korrespondieren (‚directly correspond‘), also CORR(STe, Sts).

  5. Aus den Postulaten werden dann sogleich Behauptungen der Art, dass man sowohl in den empirischen Prozessen wie auch in den subjektiven Erfahrungen die gleichen abstrakten Informationsräume finde.

  6. Nachdem Chalmers die Begriffe Information und Differenz für die theoretische Beschreibung eingeführt hat (niemand hat ihn dazu gezwungen!), folgert er dann aus seinen eigenen Annahmen, als Hypothese, dass Information zwei Aspekte habe: einen physikalischen und einen phänomenalen (:= subjektiven).

  7. Nach diesen begrifflichen Verschiebungen erklärt er dann diese letzte Hypothese zu einem basalen Prinzip, aus dem hervorgehe, dass sich immer dann Erfahrung eines Bewusstseins vorfindet, wenn ein entsprechender physikalischer Prozessraum gegeben ist.(vgl. p.216)

DISKURS

KEINE DOPPEL-ASPEKT THEORIE DER INFORMATION

  1. Chalmers selbst klassifiziert seine Doppel-Aspekt Überlegungen als eher eine Idee denn eine Theorie (vgl. p.217) bzw. weiter vorne als extrem spekulativ und unterbestimmt.

  2. Dies würde ich hier unterschreiben. Denn die Verwendung des Wortes Information durch Chalmers erscheint sehr fragwürdig.

  3. Der Informationsbegriff bei Shannon (1948) setzt einen sehr speziellen Kontext voraus, auf den Shannon klar und deutlich hinweist. Es geht bei der Verwendung des Begriffs der Information bei Shannon NICHT um den Begriff von Information, wie er im Alltag oder bei wichtigen biologischen Kontexten vorkommt, wo unterschiedliche bedeutungsvolle/ semantische Kontexte eine Rolle spielen, sondern AUSSCHLIESSLICH um die jeweiligen Signalereignisse und deren Wahrscheinlichkeiten. Diese Signalereignisse als solche haben weder irgendeinen Informationswert noch eine irgendwie geartete Bedeutung. Es sind einfach Eigenschaften aus einem Eigenschaftsraum, die sich natürlich qua Eigenschaften durch Unterschiede/ Differenzen indirekt charakterisieren lassen. Aber der Begriff der Differenz setzt ein X und Y voraus, die minimale Eigenschaften Px und Py besitzen, aufgrund deren sie sich unterscheiden lassen. Nur unter Voraussetzung von solchen Elementen samt Eigenschaften lässt sich eine Differenz definieren. Ein System von Differenzrelationen setzt mathematisch eine Menge von Elementen voraus, aufgrund deren sich die Relationen definieren lassen.

  4. Der Sprachgebrauch von Bateson (1972) mit seinen Differenzen mag irgendwie interessant klingen, ist aber mathematisch irreführend. Eine Differenz ist abgeleitet von dem X, das sich von anderem Nicht-X unterscheiden lässt. Die Unterscheidbarkeit von Ereignissen X in der Wahrnehmung ist biologisch natürlich bedeutsam, aber das Ereignis als solches keinesfalls, nur die Relationen zu einem Y, das sich biologisch als ‚relevant‘ erweist.

  5. Streichen wir also den Begriff der Differenz im Kontext von Information, da redundant, bleibt der Informationsbegriff, angeblich nach Shannon.

  6. Bei Shannon aber ging es nur um Signalereignisse und deren wahrscheinliches Auftreten, ohne jeglichen Bedeutungsbezug.

  7. Natürlich kann man sowohl die empirischen wie auch die subjektiven Phänomene abstrakt als Ereignisse betrachten, die mit gewissen Wahrscheinlichkeiten auftreten. Das würde aber genau jene Qualitäten an diesen Ereignissen verdecken, die sie für ein biologisches System interessant machen. Biologisch interessant sind ausschließlich Ereignisse, sofern sie Bezug haben zum Überleben generell und innerhalb dessen zu speziellen Kontexten des Überleben. Es sind gerade diese Kontexte, die sich mit Ereignissen assoziieren lassen, durch die Ereignisse mit Bedeutung aufgeladen werden, sodass diese Ereignisse im biologischen Sinn informativ sind.

  8. Dieser fundamentale Aspekt von Information wurde von Shannon ganz bewusst ausgeklammert, da er dies für seinen Anwendungsfall nicht benötigt hat. Bateson und Chalmers brauchen es eigentlich, folgen hier aber – blindlings? – Shannon, obgleich dieser sogar ein großes Warnschild gleich zu Beginn seines Textes aufgestellt hat. DIES IST NICHT INFORMATION IM ÜBLICHEN SINNE!!!

STRUKTURELLE KOHÄRENZ VON WAS?

  1. Nach dieser Entmystifizierung des Differenz- und Informationsbegriffs bleibt von der Doppel-Aspekt Theorie der Information nur noch das übrig, was Chalmers schon zuvor mit dem nicht-basalen Prinzip der strukturalen Kohärenz ausgedrückt hat, dass nämlich die korrelierenden empirischen Phänomene und die subjektiven Phänomene strukturell ähnlich seien. Chalmers bleibt eine Definition jener Strukturen schuldig, die er als gegeben voraussetzt, von denen er immerhin sagt, dass sie isomorph seien, und doch wiederum nicht so, dass alle subjektiven Phänomene durch die empirischen Phänomene dadurch voll bestimmt wären. Eigentlich impliziert Isomorphie eine 1-zu-1 Abbildung; aber dann doch nicht ganz? Was meint er dann?

  2. Wenn man von einer Strukturähnlichkeit zwischen zwei Strukturen S1 und S2 spricht, geht man normalerweise davon aus, dass die beiden Strukturen S1 und S2 nicht nur einfach gegeben sind, sondern auch in ihrer Beschaffenheit genau beschrieben/ definiert sind. Kann man das von den subjektiven Phänomenen des Bewusstseins sagen? Außer von Husserl sind mir keine ausführlichen Untersuchungen zu den Phänomenen des Bewusstseins bekannt, und von Husserls Untersuchungen kann man weder sagen, sie seien vollständig noch liegen sie in einer Form vor, die man als formal befriedigend bezeichnen könnte (obwohl Husserl von der Ausbildung her auch Mathematiker war und von daher das Rüstzeug haben konnte). Diskutabel wäre hier vielleicht Carnaps logischer Stufenbau (1928), der der Struktur von Husserl – soweit bekannt – sehr eng folgen soll. Wovon also spricht Chalmers, wenn er die Strukturähnlichkeit zwischen empirischen und subjektiven Phänomenen behauptet?

WAS BLEIBT VON CHALMERS KRITIK?

NICHTREDUZIERBARKEIT

  1. Der zentrale Punkt von Chalmers Kritik dürfte wohl die Nichtreduzierbarkeit des Subjektiven auf Empirisches sein. Im subjektiv zugänglichen Erfahrungsraum des Bewusstseins erschließen sich Phänomene, die über die rein objektiv-empirischen Phänomene hinausgehen.

  2. In seiner ablehnenden Kritik empirischer Ansätze kommt immer wieder auch der Begriff der Funktion vor; funktionale-empirische Erklärungsansätze sollen nicht reichen. Diese Formulierung kann missverständlich sein. Denn der Versuch, den Raum der subjektiven Phänomene als Phänomene sui generis zu beschreiben, wird – wie auch im Fall empirischer Phänomene – Elementarereignisse einführen, über diese Elementarereignisse diverse Relationen und Funktionen,  und damit letztendlich eine Struktur des subjektiven Phänomenraumes definieren, mittels der man dann möglicherweise Vergleiche, Abbildungen auf andere Strukturen vornehmen kann, z.B. auch, wie von Chalmers praktiziert, auf die Struktur der mit dem Bewusstsein korrelierenden empirischen Phänomene.

  3. Hier stellt sich allerdings das spezielle Problem einer simultanen Abhängigkeit von korrelierenden empirischen und subjektiven Phänomenen: man kann ja nur in dem Maße davon sprechen, dass ein empirisches Phänomen Pe mit einem subjektiven Phänomen Ps korreliert, wenn es ein subjektives Phänomen Ps gibt, das als Ausgangspunkt dient! Ein empirisches Phänomen Pe als solches lässt keinerlei Rückschluss auf ein irgendwie geartetes subjektives Phänomen Ps zu. Die Brückenprinzipien, von denen Chalmers in seinem Artikel spricht, sind induktiv simultan zu definieren. Sie sind nicht einfach da. Es sind nicht die Brückenprinzipien, mittels deren man aus den empirischen Phänomenen Pe die subjektiven Phänomene Ps ableitet, sondern es sind die subjektiven Phänomenen Ps, die sich mit empirischen Phänomenen Pe korrelieren lassen, und aufgrund solcher realisierten Korrelationen kann man vielleicht Brückenprinzipien definieren.

  4. Dies gilt insbesondere auch am Beispiel der sprachlichen Äußerungen, die Chalmers explizit als Indikatoren möglicher subjektiver Erfahrung nennt. Der Sprachschall als solcher bildet ein empirisches Phänomen Pe, dem möglicherweise subjektive Bedeutungsinhalte Ps korrelieren können. Ob dies der Fall ist, kann nur der Sprechende selbst entscheiden, sofern er einen direkten Zugang zu seinen subjektiven Phänomenen hat und von daher weiß, ob sich mit einem bestimmten Sprachschall tatsächlich ein bestimmter subjektiver Sachverhalt verknüpft. Von daher sind sprachliche Äußerungen niemals ein Ersatz für die damit hypothetisch unterstellten subjektiven Phänomene.

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BUCHPROJEKT 2015 – Zwischenreflexion 23.August 2015 – INFORMATION – Jenseits von Shannon

Adriaans, Allgemeine, Bedeutung, Biologische Information, Boltzmann - Ludwig, Deacon, Dekodieren, Empfänger, Erkenntnistheorie, Erweiterte statistische Informationstheorie, Falsifizierbarkeit (Popper), Floridi, Godfrey-Smith, Information, Information1 - Shannon, Information2 - Bedeutungsrelation, Informationsstrukturen, Informationstheorie, Kodieren, Kommunikationsereignis, Kommunikationskanal, Mathematische, Maynard Smith, Molekularbiologie, Ontogenese, Ontologie, Philosophie, Philosophy of Science, Phylogenese, Semantische Information, Sender, Shannon 1948, Statistische Informationstheorie, Sterelny, Theorie, Theorie - formale, Theorie biologische, Theorie empirische, Theorie phänomenologische

Der folgende Beitrag bezieht sich auf das Buchprojekt 2015.

VORHERIGE BEITRÄGE

1. Im Beitrag von John Maynard Smith hatte dieser Kritik geübt an der Informationstheorie von Shannon. Dabei fokussierte er im wesentlichen auf die direkte Anwendung des Shannonschen Begriffs auf die informationsvermittelnden Prozesse bei der Selbstreproduktion der Zelle, und er konnte deutlich machen, dass viele informationsrelevanten Eigenschaften bei dem Reproduktionsprozess mit dem Shannonschen Informationsbegriff nicht erfasst werden. Anschließend wurde ein Beitrag von Terrence W.Deacon diskutiert, der den Shannonschen Informationsbegriff als Ausgangspunkt nutzte, den er it dem Entropiebegriff von Boltzmann verknüpfte, von dort die Begriffe thermodynamisches Ungleichgewicht, Arbeit und Evolution nach Darwin benutzte, um die Idee anzudeuten, dass jene Zustände in einem System, die bedeutungsrelevant sein könnten (und von Shannon selbst nicht analysiert werden) in Interaktion mit der Umwelt entstanden sind und entstehen.

ZWISCHENSTAND
2. Was sowohl bei Maynard Smih wie auch bei Deakon auffällt, ist, dass sie sich wenig um den möglichen Kontext des Begriffs ‚Information‘ bemühen. Wie wurde der Begriff der Information im Laufe der Ideengeschichte verstanden? Welche Besonderheiten gibt es in den verschiedenen Disziplinen?

HISTORISCH-SYSTEMATISCHE PERSPEKTIVE

3. In einem umfangreichen und detailliertem Überblick von Pieter Adriaans (2012) in der Standford Encyclopedia of Philosophy findet man ein paar mehr Zusammenhänge.

4. Zwar heißt es auch hier mehrfach, dass ein erschöpfender Überblick und eine alles umfassende Theorie noch aussteht, aber ausgehend von der antiken Philosophie über das Mittelalter, die Renaissance bis hin zu einigen modernen Entwicklungen findet man wichtige Themen und Autoren.

5. Zusammenfassend sei hier nur festgestellt, dass Aspekte des Informationsbegriffs auf unterschiedlich Weise bis zum Ende des 19.Jahrhunderts feststellbar sind, ohne dass man von einer eigentlich Philosophie der Information oder einer Informationstheorie im modernen Sinne sprechen kann. Als grobe Koordinaten, die den Ausgangspunkt für die neuere Entwicklung einer Informationstheorie markieren, nennt Adriaans (i) Information als ein Prozess, der Systeme prägen/ formieren/ informieren kann; (ii) Information als ein Zustand, der sich bei einem System einstellt, nachdem es informiert wurde; (iii) Information als die Fähigkeit eines Systems, seine Umgebung zu prägen/ formen/ informieren.

6. Weiterhin identifiziert er zusammenfassend einige Bausteine der modernen Informationstheorie: (i) Information ist ‚extensiv‘ insofern die Bestandteile in das übergreifende Ganze eingehen und sie vermindert Unsicherheit; (ii) man benötigt eine formale Sprache zu ihrer Darstellung; (iii) ein ‚optimaler‘ Kode ist wichtig; (iv) die Verfügbarkeit eines optimierten Zahlensystems (binär, Stellen, Logarithmus) spielte eine Rolle; ausgehend von konstituierenden Elementen die Idee der Entropie in Kombination mit der Wahrscheinlichkeit; (v) die Entwicklung einer formalen Logik für Begriffe wie ‚Extension/ Intension‘, ‚Folgerung‘, ‚Notwendigkeit‘, ‚mögliche Welten‘, ‚Zustandsbeschreibungen‘ und ‚algorithmische Informationstheorie‘.

7. Andere wichtige Themen sind (i) Information als Grad der Widerlegbarkeit (Popper); (ii) Information in Begriffen der Wahrscheinlichkeit (Shannon); (iii) Information als Länge des Programms (Solomonoff, Kolmogorov, Chaitin).

SHANNON ERSCHEINT ÜBERMÄCHTIG

8. Was man bei Adriaans vermisst, das ist der Bezug zur semantischen Dimension. Hierzu gibt es einen anderen sehr umfangreichen Beitrag von Floridi (2015), auf den auch Adriaans verweist. Floridi behandelt die Frage der Semantischen Information quantitativ sehr ausführlich, inhaltlich aber beschränkt er sich weitgehend auf eine formale Semantik im Umfeld einer mathematischen Informationstheorie auf der Basis von Shannon 1948. Dies verwundert. Man kann den Eindruck gewinnen, dass die ‚konzeptuelle Gravitation‘ des Shannonschen Modells jede Art von begrifflicher Alternative im Keim erstickt.

BEFREIUNG DURCH BIOLOGIE

9. Bringt man die Informationstheorie in das begriffliche Gravitationsfeld der Biologie, insbesondere der Molekularbiologie, dann findet man in der Tat auch andere begrifflich Ansätze. Peter Godfrey-Smith und Kim Sterelny (2009) zeigen am Beispiel der Biologie und vieler molekularbiologischer Sachverhalte auf, dass man das enge Modell von Shannon durch weitere Faktoren nicht nur ergänzen kann, sondern muss, will man den besonderen biologischen Sachverhalten Rechnung tragen. Allerdings führen sie ein solches Modell nicht allgemein aus. Kritiker weisen darauf hin, dass solche zusätzlichen Abstraktionen die Gefahr bieten – wie in jeder anderen wissenschaftlichen Disziplin auch –, dass sich Abstraktionen ‚ontologisch verselbständigen‘; ohne erweiternde Begrifflichkeit kann man allerdings auch gar nichts sagen.

THEORIE A LA BOLTZMANN VOR MEHR ALS 100 JAHREN

10. Diese ganze moderne Diskussion um die ‚richtigen formalen Modelle‘ zur Erklärung der empirischen Wirklichkeit haben starke Ähnlichkeiten mit der Situation zu Zeiten von Ludwig Boltzmann. In einer lesenswerten Rede von 1899 zur Lage der theoretischen Physik ist er konfrontiert mit der stürmischen Entwicklung der Naturwissenschaften in seiner Zeit, speziell auch der Physik, und es ist keinesfalls ausgemacht, welches der vielen Modelle sich in der Zukunft letztlich als das ‚richtigere‘ erweisen wird.

11. Boltzmann sieht in dieser Situation die Erkenntnistheorie gefragt, die mithelfen soll, zu klären, welche Methoden in welcher Anordnung einen geeigneten Rahmen hergeben für eine erfolgreiche Modellbildung, die man auch als theoretische Systeme bezeichnen kann, die miteinander konkurrieren.

12. Mit Bezugnahme auf Hertz bringt er seinen Zuhörern zu Bewusstsein, „dass keine Theorie etwas Objektives, mit der Natur wirklich sich Deckendes sein kann, dass vielmehr jede nur ein geistiges Bild der Erscheinungen ist, das sich zu diesen verhält wie das Zeichen zum Bezeichneten.“ (Boltzmann 1899:215f) Und er erläutert weiter, dass es nur darum gehen kann, „ein möglichst einfaches, die Erscheinungen möglichst gut darstellendes Abbild zu finden.“ (Boltzmann 1899:216) So schließt er nicht aus, dass es zum gleichen empirischen Sachverhalt zwei unterschiedliche Theorien geben mag, die in der Erklärungsleistung übereinstimmen.

13. Als Beispiel für zwei typische theoretische Vorgehensweisen nennt er die ‚Allgemeinen Phänomenologen‘ und die ‚Mathematischen Phänomenologen‘. Im ersteren Fall sieht man die theoretische Aufgabe darin gegeben, alle empirischen Tatsachen zu sammeln und in ihrem historischen Zusammenhang darzustellen. Im zweiten Fall gibt man mathematische Modelle an, mit denen man die Daten in allgemeine Zusammenhänge einordnen, berechnen und Voraussagen machen kann. Durch die Einordnung in verallgemeinernde mathematische Modelle geht natürlich die Theorie über das bis dahin erfasste Empirische hinaus und läuft natürlich Gefahr, Dinge zu behaupten die empirisch nicht gedeckt sind, aber ohne diese Verallgemeinerungen kann ein Theorie nichts sagen. Es kann also nicht darum gehen, ’nichts‘ zu sagen, sondern das, was man theoretisch sagen kann, hinreichend auf Zutreffen bzw. Nicht-Zutreffen zu kontrollieren (Poppers Falsifizierbarkeit). Boltzmann bringt seitenweise interessante Beispiele aus der damals aktuellen Wissenschaftsdiskussion, auf die ich hier jetzt aber nicht eingehe.

WIE SHANNON ERWEITERN?

14. Stattdessen möchte ich nochmals auf die Fragestellung zurück kommen, wie man denn vorgehen sollte, wenn man erkannt hat, dass das Modell von Shannon – so großartig es für die ihm gestellten Aufgaben zu sein scheint –, bzgl. bestimmter Fragen als ‚zu eng‘ erscheint. Hier insbesondere für die Frage der Bedeutung.

15. Im Beitrag von Deacon konnte man eine Erweiterungsvariante in der Weise erkennen, dass Deacon versucht hatte, über die begriffliche Brücke (Shannon-Entropie –> Boltzmann-Entropie –>Thermodynamik → Ungleichgewicht → Aufrechterhaltung durch externe Arbeit) zu der Idee zu kommen, dass es in einem biologischen System Eigenschaften/ Größen/ Differenzen geben kann, die durch die Umwelt verursacht worden sind und die wiederum das Verhalten des Systems beeinflussen können. In diesem Zusammenhang könnte man dann sagen, dass diesen Größen ‚Bedeutung‘ zukommt, die zwischen Systemen über Kommunikationsereignisse manifestiert werden können. Ein genaueres Modell hatte Deacon dazu aber nicht angegeben.

16. Wenn Deacon allerdings versuchen wollte, diese seine Idee weiter zu konkretisieren, dann käme er um ein konkreteres Modell nicht herum. Es soll hier zunächst kurz skizziert werden, wie solch ein Shannon-Semantik-System aussehen könnte. An anderer Stelle werde ich dies Modell dann formal komplett hinschreiben.

SHANNON-SEMANTIK MODELL SKIZZE

17. Als Ausgangspunkt nehme ich das Modell von Shannon 1948. (S.381) Eine Quelle Q bietet als Sender Nachrichten M an, die ein Übermittler T in Kommunikationsereignisse S in einem Kommunikationskanal C verwandelt (kodiert). In C mischen sich die Signale S mit Rauschelementen N. Diese treffen auf einen Empfänger R, der die Signale von den Rauschanteilen trennt und in eine Nachricht M* verwandelt (dekodiert), die ein Empfänger D dann benutzen kann.

18. Da Shannon sich nur für die Wahrscheinlichkeit bestimmter Signalfolgen interessiert hat und die Kapazitätsanforderungen an den Kanal C, benötigt sein Modell nicht mehr. Wenn man aber jetzt davon ausgeht, dass der Sender nur deshalb Kommunikationsereignisse S erzeugt, weil er einem Empfänger bestimmte ‚Bedeutungen‘ übermitteln will, die den Empfänger in die Lage versetzen, etwas zu ‚tun‘, was der übermittelten Bedeutung entspricht, dann muss man sich überlegen, wie man das Shannon Modell erweitern kann, damit dies möglich ist.

19. Das erweiterte Shannon-Semantik Modell soll ein formales Modell sein, das geeignet ist, das Verhalten von Sendern und Empfängern zu beschreiben, die über reine Signale hinaus mittels dieser Signale ‚Bedeutungen‘ austauschen können. Zunächst wird nur der Fall betrachtet, dass die Kommunikation nur vom Sender zum Empfänger läuft.

20. Ein erster Einwand für die Idee einer Erweiterung könnte darin bestehen, dass jemand sagt, dass die Signale ja doch ‚für sich‘ stehen; wozu braucht man die Annahme weiterer Größen genannt ‚Bedeutung‘?

21. Eine informelle Erläuterung ist sehr einfach. Angenommen der Empfänger ist Chinese und kann kein Deutsch. Er besucht Deutschland. Er begegnet dort Menschen, die kein Chinesisch können und nur Deutsch reden. Der chinesische Besucher kann zwar sehr wohl rein akustisch die Kommunikationsereignisse in Form der Laute der deutschen Sprache hören, aber er weiß zunächst nichts damit anzufangen. In der Regel wird er auch nicht in der Lage sein, die einzelnen Laute separat und geordnet aufzuschreiben, obgleich er sie hören kann. Wie wir wissen, braucht es ein eigenes Training, die Sprachlaute einer anderen Sprache zweifelsfrei zu erkennen, um sie korrekt notieren zu können. Alle Deutschen, die bei einer solchen Kommunikation teilnehmen, können die Kommunikationsereignisse wahrnehmen und sie können – normalerweise – ‚verstehen‘, welche ‚anderen Sachverhalte‘ mit diesen Kommunikationsereignissen ‚verknüpft werde sollen‘. Würde der Chinese irgendwann Deutsch oder die Deutschen Chinesisch gelernt haben, dann könnten die Deutschen Kommunikationsereignisse in Chinesische übersetzt werden und dann könnten – möglicherweise, eventuell nicht 1-zu-1 –, mittels der chinesischen Kommunikationsereignisse hinreichend ähnliche ‚adere Sachverhalte‘ angesprochen werden.

22. Diese anderen Sachverhalte B, die sich den Kommunikationsereignissen zuordnen lassen, sind zunächst nur im ‚Innern des Systems‘ verfügbar. D.h. Die Kommunikationsereignisse S (vermischt mit Rauschen N) im Kommunikationskanal C werden mittels des Empfängers R in interne Nachrichten M* übersetzt (R: S x N —> M*), dort verfügt der Empfänger über eine weitere Dekodierfunktion I, die den empfangenen Nachrichten M* Bedeutungssachverhalte zuordnet, also I: M* —> B. Insofern ein Dolmetscher weiß, welche Bedeutungen B durch eine deutsche Kommunikationssequenz im Empfänger dekodiert werden soll, kann solch ein Dolmetscher dem chinesischen Besucher mittels chinesischer Kommunikationsereignisse S_chin einen Schlüssel liefern, dass dieser mittels R: S_chin —> M*_chin eine Nachricht empfangen kann, die er dann mit seiner gelernten Interpretationsfunktion I_chin: M*_chin —> B‘ in solche Bedeutungsgrößen B‘ übersetzen kann, die den deutschen Bedeutungsgrößen B ‚hinreichend ähnlich‘ sind, also SIMILAR(B, B‘).

23. Angenommen, der empfangenen Nachricht M* entspricht eine Bedeutung B, die eine bestimmte Antwort seitens des Empfängers nahelegt, dann bräuchte der Empfänger noch eine Sendeoperation der Art Resp: B —> M* und T: M* —> S.

24. Ein Empfänger ist dann eine Struktur mit mindestens den folgenden Elementen: <S,N,M*,B,R,I,resp,T> (verglichen mit dem ursprünglichen Shannon-Modell: <S,N,M*,-,R,I,-,T>). So einfach diese Skizze ist, zeigt sie doch, dass man das Shannon Modell einfach erweitern kann unter Beibehaltung aller bisherigen Eigenschaften.

25. Natürlich ist eine detaillierte Ausführung der obigen Modellskizze sehr aufwendig. Würde man die Biologie einbeziehen wollen (z.B. im Stile von Deacon), dann müsste man die Ontogenese und die Phylogenese integrieren.

26. Die Grundidee der Ontogenese bestünde darin, einen Konstruktionsprozess zu definieren, der 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 = <S,N,M*,B,R,I,resp,T> zu konstruieren.

27. Für die Phylogenese benötigte man eine Population von Systemen SYS in einer Umgebung ENV, 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‘, um dann der Ontogenese übergeben zu werden.

QUELLEN

  1. John Maynard Smith (2000), „The concept of information in biology“, in: Philosophy of Science 67 (2):177-194
  2. 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
  3. Bernd-Olaf Küppers 2010), „Information and communication in living matter“, 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.170-184
  4. Luciano Floridi (2015) Semantic Conceptions of Information, in: Stanford Enyclopedia of Philosophy
  5. Jesper Hoffmeyer (2010), „Semiotic freedom: an emerging force“, 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.185-204
  6. Stichwort Information in der Stanford Enyclopedia of Philosophy von Pieter Adriaans (P.W.Adriaans@uva.nl) (2012)
  7. Peter Godfrey-Smith, Kim Sterelny (2009) Biological Information“, in: Stanford Enyclopedia of Philosophy
  8. Hans Jörg Sandkühler (2010), „Enzyklopädie Philosophie“, Bd.2, 2., überarbeitete und erweiterte Auflage, Meiner Verlag, Hamburg 2010, ISBN 978-3-7873-1999-2, (3 Bde., parallel dazu auch als CD erschienen)
  9. Ludwig Boltzmann (1899), „Über die Entwicklung der Methoden der theoretischen Physik in neuerer Zeit“, in: „Populäre Schriften“, Leipzig:Verlag von Johann Ambrosius Barth, 1905, SS.198-227
  10. Lawrence Sklar (2015), Philosophy of Statistical Mechanics in Stanford Encyclopedia of Philosophy
  11. Schroedinger, E. „What is Life?“ zusammen mit „Mind and Matter“ und „Autobiographical Sketches“. Cambridge: Cambridge University Press, 1992 (‚What is Life‘ zuerst veröffentlicht 1944; ‚Mind an Matter‘ zuerst 1958)
  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. John Maynard Smith (2000), „The concept of information in biology“, in: Philosophy of Science 67 (2):177-194
  15. Noeth, W., Handbuch der Semiotik, 2. vollst. neu bearb. und erw. Aufl. mit 89 Abb. Stuttgart/Weimar: J.B. Metzler, xii + 668pp, 2000
  16. Monod, Jacques (1971). Chance and Necessity. New York: Alfred A. Knopf
  17. Introduction to Probability von Charles M. Grinstead und J. Laurie Snell, American Mathematical Society; Auflage: 2 Revised (15. Juli 1997)

BUCHPROJEKT 2015 – Zwischenreflexion 18.August 2015 – INFORMATION IN DER MOLEKULARBIOLOGIE – Maynard-Smith

Chromosom, DNA als Gedächtnis, DNA-Molekül, Gedächtnis, Genetik, Genom, Information, Information1 - Shannon, Information2 - Bedeutungsrelation, Informationsstrukturen, Informationstheorie, Informationsverarbeitung, Informationsverarbeitung biologische, John Maynard Smith, Moleküle, RNA - Boten (mRNA), RNA - Ribosomal, RNA - Transfer (tRNA), RNA-Molekül, Schroedinger, Semantik, Semiotik, Semiotische Maschine, Semiotisches System, Shannon, Transkription, Translation, Weaver, Zeichen, Zeichen, Zeichenbegriff, Zeichenbenutzer, Zeichenmaterial, Zelle, Zelle - biologische, Zellentstehung

Der folgende Beitrag bezieht sich auf das Buchprojekt 2015.

SPANNENDER PUNKT BEIM SCHREIBEN

1. Das Schreiben des Buches hat zu einem spannenden Punkt geführt, der mich seit Jahren umtreibt, den ich aber nie so richtig zu packen bekommen habe: alle große begriffliche Koordinaten laufen im Ereignis der Zelle als einer zentralen Manifestation von grundlegenden Prinzipien zusammen. Die Physik hat zwar generelle Vorarbeiten von unschätzbarem Wert geleistet, aber erst das Auftreten von selbst reproduzierenden molekularen Strukturen, die wir (biologische) Zellen nennen, macht Dynamiken sichtbar, die ‚oberhalb‘ ihrer ‚Bestandteile‘ liegen. Dies könnte man analog dem physikalischen Begriff der ‚Gravitation‘ sehen: dem physikalischen Begriff entspricht kein direktes Objekt, aber es beschreibt eine Dynamik, eine Gesetzmäßigkeit, die man anhand des Verhaltens der beobachtbaren Materie indirekt ‚ableitet‘.

DYNAMIK BIOLOGISCHER ZELLEN

2. Ähnlich verhält es sich mit verschiedenen Dynamiken von biologischen Zellen. Die Beschreibung ihrer einzelnen Bestandteile (Chromatin, Mitochondrien, Golgiapparat, Membran, …) als solcher sagt nichts darüber aus, was tatsächlich eine biologische Zelle charakterisiert. Ihre Haupteigenschaft ist die generelle Fähigkeit, eingebettet in eine allgemeine Entropiezunahme sich eine Struktur zu generieren, die sich temporär funktionsfähig halten kann und in der Lage ist, Informationen zu sammeln, mittels deren sie sich selbst so kopieren kann, dass die Kopie sich von neuem zu einer funktionsfähigen Struktur aufbauen kann. Wie dies im einzelnen chemisch realisiert wurde, ist beeindruckend, es ist atemberaubend, aber es ist letztlich austauschbar; für die Gesamtfunktion spielen die chemischen Details keine Rolle.

BEGRIFF INFORMATION

3. Und hier beginnt das Problem. Obwohl es von einem theoretischen Standpunkt aus klar ist, dass die Details noch nicht die eigentliche Geschichte erzählen, wird in den vielen umfangreichen Büchern über Genetik und Molekularbiologie die eigentliche ‚Story‘ nicht erzählt. Dies fängt schon an mit dem wichtigen Begriff der Information. Spätestens seit Schrödingers Buch von 1944 „What is Life?“ ist klar, dass das selbstreproduktive Verhalten von Zellen ohne das Genom nicht funktioniert. Und es wurde auch sehr bald der Begriff der Information eingeführt, um den ‚Inhalt‘ des Genoms theoretisch zu klassifizieren. Das Genom enthält ‚Informationen‘, aufgrund deren in einer Vererbung neue hinreichend ähnlich Strukturen entstehen können.

STATISTISCHER INFORMATIONSBEGRIFF

4. Leider wurde und wird der Informationsbegriff im Sinne des rein statistischen Informationsbegriffs von Shannon/ Weaver (1948) benutzt, der explizit Fragen möglicher Bedeutungsbezüge (Semantik) außen vor lässt. Damit ist er eigentlich weitgehend ungeeignet, der Rolle der im Genom verfügbaren Informationen gerect zu werden.

MEHR ALS STATISTIK

5. Einer, der diese Unzulänglichkeit des rein statistischen Informationsbegriffs für die Beschreibung der Rolle der Information im Kontext des Genoms und der Zelle samt ihrer Reproduktionsdynamik immer kritisiert hatte, war John Maynard Smith (1920 – 2004). In seinem Artikel “ The concept of information in biology“ von 2000 kann man dies wunderbar nachlesen.

6. Zwar hat auch Maynard Smith keine explizite übergreifende Theorie der Reproduktionsdynamik, aber er kann an verschiedenen Eigenschaften aufweisen, dass der rein statistische Informationsbegriff nicht ausreicht.

7. Während im Shannon-Weaver Modell ein fester Kode A von einem Sender in Transportereignisse übersetzt (kodiert) wird, die wiederum in den festen Kode A von einem Empfänger zurückübersetzt (dekodiert) werden, ist die Lage bei der Zelle anders.

8. Nimmt man an, dass der zu sendende Kode das DNA-Molekül ist, das in seiner Struktur eine potentielle Informationssequenz repräsentiert, dann ist der Sender eine Zelle in einer Umgebung. Der ‚DNA-Kode‘ (der feste Kode A) wird dann umgeschrieben (Transskription, Translation) in zwei verschiedene Kodes (mRNA, tRNA). Während man die Zustandsform des mRNA-Moleküls noch in Korrespondenz zum DNA-Kode sehen kann (abr nicht vollständig), enthalten die verschiedenen tRNA-Moleküle Bestandteile, die über den ursprünglichen DNA-Kode hinausgehen. Daraus wird dann eine Proteinstruktur erzeugt, die sowohl eine gewisse Kopie des ursprünglichen DNA-Moleküls (Kode A) enthält, aber auch zusätzlich einen kompletten Zellkörper, der mit dem Kode A nichts mehr zu tun hat. Außerdem gibt es den Empfänger bei Beginn der Übermittlung noch gar nicht. Der Empfänger wird im Prozess der Übermittlung erst erzeugt! Anders formuliert: beim biologischen Informationsaustausch im Rahmen einer Selbstreproduktion wird zunächst der potentielle Empfänger (eine andere Zelle) erzeugt, um dann den DNA-Kode im Empfänger neu zu verankern.

9. Innerhalb dieses Gesamtgeschehens gibt es mehrere Bereiche/ Phasen, in denen das Konzept eines rein statistischen Informationsbegriffs verlassen wird.

10. So weist Maynard Smith darauf hin, dass die Zuordnung von DNA-Sequenzen zu den später erzeugten Proteinen mindestens zweifach den statistischen Informationsbegriff übersteigt: (i) die erzeugten Proteinstrukturen als solche bilden keine einfache ‚Übersetzung‘ das DNA-Kodes verstanden als eine syntaktische Sequenz von definierten Einheiten eines definierten endlichen Alphabets. Die Proteinmoleküle kann man zwar auch als Sequenzen von Einheiten eines endlichen Alphabets auffassen, aber es handelt sich um ein ganz anderes Alphabet. Es ist eben nicht nur eine reine ‚Umschreibung‘ (‚Transkription‘), sondern eine ‚Übersetzung‘ (‚Translation‘, ‚Translatio‘), in die mehr Informationen eingehen, als die Ausgangssequenzen im DNA-Kode beinhalten. (ii) Der DNA-Kode enthält mindestens zwei Arten von Informationselementen: solche, die dann in Proteinstrukturen übersetzt werden können (mit Zusatzinformationen), und solche, die die Übersetzung der DNA-Informationselemente zeitlich steuern. Damit enthält der DNA-Kode selbst Elemente, die nicht rein statistisch zu betrachten sind, sondern die eine ‚Bedeutung‘ besitzen, eine ‚Semantik‘. Diese Bedeutung st nicht fixiert; sie kann sich ändern.

ALLGEMEINE ZEICHENLEHRE = SEMIOTIK

11. Für Elemente eines Kodes, denen ‚Bedeutungen‘ zugeordnet sind, gibt es in der Wissenschaft das begriffliche Instrumentarium der allgemeinen Zeichenlehre, spricht ‚Semiotik‘ (siehe z.B. Noeth 2000).

12. Nimmt man die empirischen Funde und die semiotische Begrifflichkeit ernst, dann haben wir es im Fall der Zelle also mit eindeutigen (und recht komplexen) Zeichenprozessen zu; man könnte von der Zelle in diesem Sinne also von einem ’semiotischen System‘ sprechen. Maynard Smith deutet den Grundbegriff von Jacques Lucien Monod (1910-1976) ‚gratuity‘ im Sinne, dass Signale in der Biologie ‚Zeichen‘ seien. Ob dies die Grundintention von Monod trifft, ist eine offene Frage; zumindest lässt die Maschinerie, die Monod beschreibt, diese Deutung zu.

13. Eine zusätzliche Komplikation beim biologischen Zeichenbegriff ergibt sich dadurch, dass eine Zelle ja nicht ‚isoliert‘ operiert. Eine Zelle ist normalerweise Teil einer Population in einer bestimmten Umgebung. Welche Strukturen der Proteinaufbauprozess (Wachstum, Ontogenese) auch hervorbringen mag, ob er gewisse Zeiten überdauert (gemessen in Generationen), hängt entscheidend davon ab, ob die Proteinstruktur in der Interaktion mit der Umgebung ‚hinreichend lange‘ jene ‚Arbeit‘ verrichten kann, die notwendig ist, um eine Selbstreproduktion zu ermöglichen.

14. Ob eine Proteinstruktur in diesem weiterführenden Sinne ‚lebensfähig‘ ist, hängt also entscheidend davon ab, ob sie zur jeweiligen Umgebung ‚passt‘. Eine lebensfähige Proteinstruktur ist in diesem Sinne – von einer höheren theoretischen Betrachtungsweise aus gesehen – nichts anderes als ein auf Interaktion basierendes ‚Echo‘ zur vorgegebenen Umgebung.

15. Dass dies ‚Echo‘ nicht ’stagniert‘, nicht ‚auf der Stelle tritt‘, nicht ‚um sich selbst kreist‘, liegt entscheidend daran, dass die ‚letzte‘ Struktur den Ausgangspunkt für ‚weitere Veränderungen‘ darstellt. Die Zufallsanteile im gesamten Selbstreproduktionsprozess fangen also nicht immer wieder ‚von vorne‘ an (also keine ‚Auswahl mit Zurücklegen‘), sondern sie entwickeln eine Informationsstruktur ‚weiter‘. In diesem Sinne bildet die Informationssequenz des DNA-Moleküls auch einen ‚Speicher‘, ein ‚Gedächtnis‘ von vergangenen erfolgreichen Versuchen. Je mehr Zellen in einer Population verfügbar sind, umso größer ist diese molekulare Erfolgsgedächtnis.

Diese Fortsetzung war nicht die letzte Zwischenreflexion. Es geht noch weiter: HIER

QUELLEN

Schroedinger, E. „What is Life?“ zusammen mit „Mind and Matter“ und „Autobiographical Sketches“. Cambridge: Cambridge University Press, 1992 (‚What is Life‘ zuerst veröffentlicht 1944; ‚Mind an Matter‘ zuerst 1958)
Claude E. Shannon, „A mathematical theory of communication“. Bell System Tech. J., 27:379-423, 623-656, July, Oct. 1948 (URL: http://cm.bell-labs.com/cm/ms/what/shannonday/paper.html; last visited May-15, 2008)
Claude E. Shannon; Warren Weaver (1948) „The mathematical theory of communication“. Urbana – Chicgo: University of Illinois Press.
John Maynard Smith (2000), „The concept of information in biology“, in: Philosophy of Science 67 (2):177-194
Noeth, W., Handbuch der Semiotik, 2. vollst. neu bearb. und erw. Aufl. mit 89 Abb. Stuttgart/Weimar: J.B. Metzler, xii + 668pp, 2000
Monod, Jacques (1971). Chance and Necessity. New York: Alfred A. Knopf

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

ENTSCHEIDEN IN EINER MULTIKAUSALEN WELT? MEMO ZUR PHILOSOPHIEWERKSTATT VOM Sonntag, 10.Mai 2015 IN DER DENKBAR (Frankfurt)

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Begriffsnetzwerk von der Philosophiewerkstatt am 10.Mai 2015
Begriffsnetzwerk von der Philosophiewerkstatt am 10.Mai 2015

Generelles Anliegen der Philosophiewerkstatt ist es, ein philosophisches Gespräch zu ermöglichen, in dem die Fragen der TeilnehmerInnen versuchsweise zu Begriffsnetzen verknüpft werden, die in Beziehung gesetzt werden zum allgemeinen Denkraum der Philosophie, der Wissenschaften, der Kunst und Religion. Im Hintergrund stehen die Reflexionen aus dem Blog cognitiveagent.org, das Ringen um das neue Menschen- und Weltbild.

Aus der letzten Philosophiewerkstatt vom 12.April 2015 resultierte das – nicht ganz schar formulierte – Thema: Kann sich ein einzelner innerhalb einer multikausalen Welt überhaupt noch sinnvoll entscheiden? Kann man überhaupt noch eine Wirkung erzielen? Ist nicht irgendwie alles egal?

1. Trotz strahlendem Sommerwetter fand sich wieder ein bunter Kreis interessierter und engagierter Gesprächsteilnehmer, um sich in der DENKBAR Frankfurt zum Thema auszutauschen. Wie beim jedem Treffen bisher gab es auch dieses Mal neben schon bekannten Teilnehmern wieder auch neue Teilnehmer, die das Gespräch bereicherten.

2. Wie die Gedankenskizze des Gesprächs andeutet, förderte das gemeinsame Gespräch eine Fülle interessanter Aspekte zutage, die auf vielfältige Weise miteinander verknüpft sind. Auch wenn jeder Punkt für sich ein eigenes Thema abgeben könnte, so zeigt gerade der Überblick über und die Vernetzung von den Begriffen etwas von unserer Entscheidungswirklichkeit auf, die im Alltag oft im Dunkeln verbleibt.

INDIVIDUUM – KONTEXT

3. Das Gespräch fokussierte zunächst eher auf den individuellen Träger von Entscheidungen und lies die diverse Einflüsse des Kontextes eher am Rande.

4. Am Entscheidungsprozess traten verschieden ‚Phasen‘ hervor: (i) irgendein ein Anlass. Warum man sich überhaupt mit etwas beschäftigt. Warum öffnet man sich überhaupt für ein Thema? Wendet man sich einem Thema zu, dann gibt es in der Regel mindestens eine Alternative, was man tun könnte. Dies hängt sowohl von den konkreten Umständen wie auch von der verfügbaren Erfahrung und dem verfügbaren Wissen ab. Nach welchen Kriterien/ Präferenzen/ Werten entscheidet man dann, welche der vielen Möglichkeiten man wählen soll? Ist die Entscheidung ‚frei‘ oder durch irgendwelche Faktoren ‚vorbestimmt‘? Gibt es explizite Wissensanteile, aufgrund deren man meint, ‚rational‘ zu handeln, oder ist es eine ‚Bauchentscheidung‘? Wieweit spielen ’nicht-bewusste‘ Anteile mit hinein? Insofern nicht-bewusste Anteile von sich aus nicht bewusst sind, können wir selbst dies gar nicht wissen. Wir bräuchten zusätzliche Hilfen, um dies möglicherweise sichtbar zu machen. Schließlich wurde bemerkt, dass selbst dann, wenn wir sogar zu einer Entscheidung gekommen sind, was wir tun sollten, es sein kann, dass wir die Ausführung lassen. Wir tun dann doch nichts. Sollten wir etwas tun, dann würde unser Tun ‚eine Wirkung‘ entfalten.

ARCHITEKTUR DES INDIVIDUUMS

5. Alle diese Entscheidungsprozesse verlaufen in einer Person; im anderen, in mir. Wir wissen, dass jeder Mensch eine komplexe Architektur besitzt, sehr viele unterschiedliche Komponenten besitzt, die in Wechselwirkung stehen. Folgende drei Bereich wurden genannt, ohne Anspruch auf Vollständigkeit: (i) der Körper selbst, die Physis, das Physiologische. Das Gehirn ist eines der vielen komplexen Organe im Bereich der Physis. Das Physische kann altern, kann zwischen Menschen Varianzen aufweisen. Resultiert aus einem individuellen Wachstumsprozess (Ontogenese), und im Rahmen einer Population resultiert der Bauplan eines individuellen Körpers aus einem evolutionären Prozess (Phylogenese). Sowohl in der Phylogenese wie in der Ontogenese können sich Strukturen umweltabhängig, verhaltensabhängig und rein zufällig verändern. Weiter gibt es (ii) den Komplex, der grob mit Emotionen, Gefühle umschrieben wurde. Es sind Körper- und Gemütszustände, die auf das Bewerten der Wahrnehmung und das Entscheiden Einfluss ausüben können (und es in der Regel immer tun). Schließlich (iii) gibt es den Komplex Wissen/ Erfahrung, der Menschen in die Lage versetzt, die Wahrnehmung der Welt zu strukturieren, Beziehungen zu erkennen, Beziehungen herzustellen, komplexe Muster aufzubauen, usw. Ohne Wissen ist ein Überschreiten des Augenblicks nicht möglich.

WISSEN

6. Aufgrund der zentralen Rolle des Wissens ist es dann sicher nicht verwunderlich, dass es zum Wissen verschiedene weitere Überlegungen gab.

7. Neben der Betonung der zentralen Rolle von Wissen wurde mehrfach auf potentielle Grenzen und Schwachstellen hingewiesen: (i) gemessen an dem objektiv verfügbare Wissen erscheint unser individuelles Wissen sehr partiell, sehr begrenzt zu sein. Es ist zudem (ii) veränderlich durch ‚Vergessen‘ und ‚Neues‘. Auch stellte sich die Frage (iii) nach der Qualität: wie sicher ist unser Wissen? Wie ‚wahr-falsch‘? Woher können wir wissen, ob das, was wir ‚für wahr halten‘, an was wir ‚glauben‘, tatsächlich so ist? Dies führte (iv) zu einer Diskussion des Verhältnisses zwischen ‚wissenschaftlichem‘ Wissen und ‚Alltags-‚ bzw. ‚Bauchwissen‘. Anwesende Ärzte betonten, dass sie als Arzt natürlich nicht einfach nach ‚Bauchwissen‘ vorgehen könnten, sondern nach explizit verfügbarem wissenschaftlichen Wissen. Im Gespräch deutete sich dann an, dass natürlich auch dann, wenn jemand bewusst nach explizit vorhandenem Wissen vorgehen will, er unweigerlich an die ‚Ränder seines individuellen‘ Wissens stoßen wird und dass er dann gar keine andere Wahl hat, als nach zusätzlichen (welche!?) Kriterien zu handeln oder – was vielen nicht bewusst ist – sie ‚verdrängen‘ die reale Grenze ihres Wissens, indem sie mögliche Fragen und Alternativen ‚wegrationalisieren‘ (das ‚ist nicht ernst‘ zu nehmen, das ist ‚unwichtig‘, das ‚machen wir hier nicht so‘, usw.). Ferner wurde (v) der Status des ‚wissenschaftlichen‘ Wissens selbst kurz diskutiert. Zunächst einmal beruht die Stärke des wissenschaftlichen Wissens auf einer Beschränkung: man beschäftigt sich nur mit solchen Phänomenen, die man ‚messen‘ kann (in der Regel ausschließlich intersubjektive Phänomene, nicht rein subjektive). Damit werden die Phänomene zu ‚Fakten‘, zu ‚Daten‘. Ferner formuliert man mögliche Zusammenhänge zwischen den Fakten in expliziten Annahmen, die formal gefasst in einem expliziten Modell repräsentiert werden können. Alle diese Modelle sind letztlich ‚Annahmen‘, ‚Hypothesen‘, ‚Vermutungen‘, deren Gültigkeit von der Reproduzierbarkeit der Messungen abhängig ist. Die Geschichte der Wissenschaft zeigt überdeutlich, dass diese Modelle beständig kritisiert, widerlegt und verbessert wurden. Wissenschaftliches Wissen ist insofern letztlich eine Methode, wie man der realen Welt (Natur) schrittweise immer mehr Zusammenhänge entlockt. Die ‚Sicherheit‘ dieses Wissens ist ‚relativ‘ zu den möglichen Messungen und Modellen. Ihre Verstehbarkeit hängt zudem ab von den benutzten Sprachen (Fachsprachen, Mathematische Sprachen) und deren Interpretierbarkeit. Die moderne Wissenschaftstheorie konnte zeigen, dass letztlich auch empirische Theorien trotz aller Rückbindung auf das Experiment ein Bedeutungsproblem haben, das sich mit der Fortentwicklung der Wissenschaften eher verschärft als vereinfacht. Im Gespräch klang zumindest kurz an (vi), dass jedes explizites Wissen (auch das wissenschaftliche), letztlich eingebunden bleibt in das Gesamt eines Individuums. Im Individuum ist jedes Wissen partiell und muss vom Individuum im Gesamtkontext von Wissen, Nichtwissen, Emotionen, körperlicher Existenz, Interaktion mit der Umwelt integriert werden. Menschen, die ihr Wissen wie ein Schild vor sich hertragen, um damit alles andere abzuwehren, zu nivellieren, leben möglicherweise in einer subjektiven Täuschungsblase, in der Rationalität mutiert zu Irrationalität.

UND DEN KONTEXT GIBT ES DOCH

8. Schließlich gewann der Kontext des Individuums doch noch mehr an Gewicht.

9. Schon am Beispiel des wissenschaftlichen Wissens wurde klar, dass Wissenschaft ja keine individuelle Veranstaltung ist, sondern ein überindividuelles Geschehen, an dem potentiell alle Menschen beteiligt sind.

10. Dies gilt auch für die schier unendlich erscheinende Menge des externen Wissens in Publikationen, Bibliotheken, Datenbanken, Internetservern, die heute produziert, angehäuft wird und in großen Teilen abrufbar ist. Dazu die verschiedenen Medien (Presse, Radio, Fernsehen, Musikindustrie,….), deren Aktivitäten um unsere Wahrnehmung konkurrieren und deren Inhalt, wenn wir es denn zulassen, in uns eindringen. Die Gesamtheit dieser externen Informationen kann uns beeinflussen wie auch ein einzelner dazu beitragen kann, diese Informationen zu verändern.

11. Es kam auch zur Sprache, dass natürlich auch die unterschiedliche Lebensstile und Kulturen spezifisch auf einzelne (Kinder, Jugendliche, Erwachsene…) einwirken bis dahin, dass sie deutliche Spuren sogar im Gehirn (und in den Genen!) hinterlassen, was sich dann auch im Verhalten manifestiert.

12. Besonders hervorgehoben wurden ferner die politischen Prozesse und Teil des Wirtschaftssystems. Die Meinung war stark vertreten, dass wir auch in den Demokratien eine ‚Abkopplung‘ der politischen Prozesse von der wählenden Bevölkerung feststellen können. Der intensive und gesetzmäßig unkontrollierte Lobbyismus im Bereich deutscher Parteien scheint ein Ausmaß erreicht zu haben, das eine ernste Gefahr für die Demokratie sein kann. Die Vertretung partikulärer Interessen (genannt wurde beispielhaft die Pharmaindustrie, aber auch Finanzindustrie und weitere), die gegenläufig zum Allgemeinwohl sind, wurde – anhand von Beispielen – als übermächtiges Wirkprinzip der aktuellen Politik unterstellt. Sofern dies tatsächlich zutrifft, ist damit natürlich die sowieso schon sehr beschränkte Einflussmöglichkeit des Wählers weitgehend annulliert. Die zu beobachtende sich verstärkende Wahlmüdigkeit des Wählers wird damit nur weiter verstärkt. Das Drama ist, dass diejenigen, die das Wählervertrauen durch ihr Verhalten kontinuierlich zerstören, nämlich die gewählten Volksvertreter, den Eindruck erwecken, dass sie selbst alles verhindern, damit der extreme Lobbyismus durch Transparenz und wirksamen Sanktionen zumindest ein wenig eingedämmt wird.

ABSCHLUSS

13. In der abschließenden Reflexion bildete sich die Meinung, dass die Punkte (i) Präferenzen/ Werte/ Kriterien einerseits und (ii) Beeinflussbarkeit politischer Prozesse andererseits in der nächsten (und letzten Sitzung vor der Sommerpause) etwas näher reflektiert werden sollten. Reinhard Graeff erklärte sich bereit, für die nächste Sitzung am So 14.Juni einen Einstieg vorzubereiten und das genaue Thema zu formulieren.

AUSBLICK

14. Am So 14.Juni 2015 16:00 findet nicht nur die letzte Sitzung der Philosophiewerkstatt vor der Sommerpause statt, sondern es soll im Anschluss auch (ca. ab 19:00h) bei Essen und Trinken ein wenig darüber nachgedacht werden, wie man in die nächste Runde (ab November 2015) einsteigen möchte. Soll es überhaupt weitergehen? Wenn ja, was ändern? Usw.

Einen Überblick über alle Beiträge zur Philosophiewerkstatt nach Themen findet sich HIER

Wieweit können wir den ‘biologischen Geist’ durch einen ‘künstlichen Geist’ nachbilden? – Nachreflexion zur Philosophiewerkstatt vom 12.April 2015

auftürmende Evolution, Bedeutung, Bedeutung - biologische, Bedeutung - empirisch, Bedeutungsbeziehung, Bedeutungskorrelat, Bedeutungsmaterial, Bedeutungsraum, Bewußtseinsphilosophie, Biologie, Biologie - evolutionäre, Biologische Evolution, Computational Philosophy, DNA als Programm, DNA-Molekül, Emergenz, Emerging Mind Project, empirisch, empirisch-real, Empirische Theorie, Geist, Geist - Künstlicher, Geist-Sichtbarmachung, Information, Information1 - Shannon, Information2 - Bedeutungsrelation, Informationsstrukturen, Informationstheorie, Informationsverarbeitung, Neuron, neuronal, Neuronale Korrelate des Bewusstseins (NCC), Nicht-Bewusstsein, Phänomenologische Philosophie, Philosophie, Philosophie bewusstseinsbasiert, Philosophie computergestützt, Philosophie klassische, Philosophiewerkstatt, Selbstorganisation des, Werkstattgespräch
Gedankenskizze von der Philosophiewerkstatt am 12-April 2015 in der DENKBAR
Gedankenskizze von der Philosophiewerkstatt am 12-April 2015 in der DENKBAR

1. Trotz wunderbarem Wetter draußen fand sich wieder eine interessante Gruppe von Philosophierenden am 12.April 2015 zur Philosophiewerkstatt in der DENKBAR zusammen.

2. Mittlerweile bildet sich ein ’spezifischer Stil‘ in der Philosophiewerkstatt heraus: Immer weniger vorgefertigter Input durch einen Eingangsvortrag, sondern stattdessen von Anfang an ein ‚gemeinsames Denken‘ entlang einer Fragestellung. Das ‚Gemeinsame‘ wird in einem aktuellen ‚Gedankenbild‘ festgehalten, ‚visualisiert‘, so dass die Vielfalt der Gedanken für alle sichtbar wird. Nichts geht verloren. Dies eröffnet dann jedem die Möglichkeit, anhand der sichtbaren Unterschiede, Lücken und Gemeinsamkeiten ‚fehlende Stücke‘ zu suchen, zu ergänzen, oder vorhandene Begriffe weiter zu erläutern.

3. Als ‚Rhythmus‘ des gemeinsamen Denkens erweist sich ein gemeinsamer Einstieg, dann ‚Blubberpause‘, dann Schlussrunde als sehr produktiv.

GEIST – BIOLOGISCH UND KÜNSTLICH

4. Ausgangspunkt waren die Begriffe ‚Geist‘, ‚Biologisch‘ sowie ‚Künstlich‘.

5. Auf einer Zeitachse betrachtet kann man grob sagen, dass der Begriff ‚Geist‘ in der antiken griechischen Philosophie eine zentrale Rolle gespielt hat, sich bis mindestens ins 19.Jahrhundert durchgehalten hat, dann aber – zumindest im Bereich der Naturwissenschaft – nahezu jegliche Verwendung verloren hat. In den heutigen Naturwissenschaften herrscht der Eindruck vor, man bräuchte den Begriff ‚Geist‘ nicht mehr. Zugleich fehlen damit auch alle ‚Unterstützungsmerkmale‘ für jenes Wertesystem, das einer demokratischen Staatsform wie der deutschen Demokratie zugrunde liegt. ‚Menschenwürde‘ in Art.1 des Grundgesetzes hat im Lichte der aktuellen Naturwissenschaften keine Bedeutung mehr.

6. Gleichfalls auf der Zeitachse beobachten wir, dass das Paradigma der ‚Maschine‘ mit dem Aufkommen des theoretischen Begriffs des Automaten (erste Hälfte des 20.Jahrhunderts) und der Bereitstellung von geeigneter Technologie (Computer) einen neuen Begriff von ‚Künstlichkeit‘ ermöglicht: der Computer als programmierbare Maschine erlaubt die Nachbildung von immer mehr Verhaltensweisen, die wir sonst nur von biologischen Systemen kennen. Je mehr dies geschieht, umso mehr stellt sich die Frage, wieweit diese neue ‚Künstlichkeit‘ letztlich alle ‚Eigenschaften‘ des Biologischen, insbesondere auch ‚intelligentes Verhalten‘ bzw. den ‚Geist im Biologischen‘ nachbilden kann?

GEIST – SUBJEKTIV UND OBJEKTIV NEURONAL

7. Im Bereich des Biologischen können wir seit dem 20.Jahrhundert auch zunehmend differenzieren zwischen der subjektiven Dimension des Geistes im Bereich unseres Erlebens, des Bewusstseins, und den körperlichen, speziell neuronalen Prozessen im Gehirn, die mit den subjektiven Prozessen korrelieren. Zwar ist die ‚Messgenauigkeit‘ sowohl des Subjektiven wie auch des Neuronalen noch nicht besonders gut, aber man kann schon erstaunlich viele Korrelationen identifizieren, die sehr vielen, auch grundsätzlichen subjektiv-geistigen Phänomenen auf diese Weise neuronale Strukturen und Prozesse zuordnen, die zur ‚Erklärung‘ benutzt werden können. Sofern man dies tun kann und es dann auch tut, werden die subjektiv-geistigen Phänomene in die Sprache neuronaler Prozesse übersetzt; damit wirken diese subjektiven Begriffe leicht ‚obsolet‘, ‚überflüssig‘. Zugleich tritt damit möglicherweise eine Nivellierung ein, eine ‚Reduktion‘ von spezifischen ‚Makrophänomenen‘ auf unspezifische neuronale Mechanismen, wie sie sich in allen Lebewesen finden. Erklärung im Stil von Reduktion kann gefährlich sein, wenn man damit interessante Phänomene ‚unsichtbar‘ macht, die eigentlich auf komplexere Mechanismen hindeuten, als die ‚einfachen‘ Bestandteile eines Systems.

MATERIE – INFORMATION1 und INFORMATION2

8. Im Bereich der materiellen Struktur unseres Universums hat es sich eingebürgert, dass man die physikalische Entropie mit einem Ordnungsbegriff korreliert und darüber auch mit dem statistischen Informationsbegriff von Shannon. Ich nenne diesen Informationsbegriff hier Information1.

9. Davon zu unterscheiden ist ein anderer Informationsbegriff – den ich hier Information2 nenne –, der über die Statistik hinausgeht und eine Abbildung impliziert, nämlich die Abbildung von einer Struktur auf eine andere. Im Sinne der Semiotik (:= allgemeine Lehre von den Zeichen) kann man dies als eine ‚Bedeutungsbeziehung‘ deuten, für die es auch den Begriff ’semantische Beziehung‘ gibt. Für die Realisierung einer Bedeutungsbeziehung im Sinne von Information2 benötigt man im physikalischen Raum minimal drei Elemente: eine Ausgangsgröße, eine Zielgröße und eine ‚vermittelnde Instanz‘.

10. Im Falle der Selbstreproduktion der biologischen Zellen kann man genau solch eine Struktur identifizieren: (i) die Ausgangsgröße sind solche Moleküle, deren physikalische Eigenschaften ‚für den Vermittler‘ als ‚Informationen2‘ gedeutet werden können; (ii) die Zielgröße sind jene Verbindungen von Molekülen, die generiert werden sollen; (iii) die vermittelnde Instanz sind jene Moleküle, die die Moleküle mit Information2 ‚lesen‘ und dann die ‚Generierungsprozesse‘ für die Zielgrößen anstoßen. Dies ist ein komplexes Verhalten, das sich aus den beteiligten Elementen nicht direkt ableiten lässt. Nur auf den Prozess als solchen zu verweisen, ‚erklärt‘ in diesem Fall eigentlich nichts.

11. Interessant wird dies nun, wenn man bedenkt, dass das mathematische Konzept, das den heutigen Computern zugrunde liegt, der Begriff des programmierten Automaten, ebenfalls solch eine Struktur besitzt, die es ermöglicht, Information2 zu realisieren.

12. Dies bedeutet, dass sowohl der ‚Kern‘ des Biologischen wie auch der ‚Kern‘ des neuen Künstlichen beide die Grundstruktur von Information2 repräsentieren.

13. Sofern nun das ‚Lebendige‘, das ‚Geistige‘ reduzierbar sind auf eine Information2-fähige Struktur, müsste man nun folgern, dass die Computertechnologie das gleiche Potential besitzt wie das Biologische.

OFFENE FRAGEN

14. Offen bleibt – und blieb bei dem Werkstattgespräch –, ob diese Reduktion tatsächlich möglich ist.

15. Die Frage, ob eine reduktionistische Erklärungsstrategie ausreichend und angemessen ist, um die komplexen Phänomene des Lebens zu deuten, wird schon seit vielen Jahren diskutiert.

16. Eine reduktionistische Erklärungsstrategie wäre ‚unangemessen‘, wenn man sagen könnte/ müsste, dass die Angabe einer Verhaltensfunktion f: I –-> O auf der Basis der beobachteten Reaktionen (Input I, Output O) eines Systems ‚Eigenschaften des Systems‘ sichtbar macht, die sich durch die bekannten Systembestandteile als solche nicht erklären lassen. Dies gilt verstärkt, wenn die Bestandteile eines Systems (z.B.die physikalischen Gatter im Computer oder die Neuronen im Gehirn) von sich aus keinerlei oder ein rein zufälliges Verhalten zeigen, es sei denn, man würde – im Falle des Computers – ‚in‘ die Menge der Gatter eine ‚Funktion‘ ‚hineinlegen‘, die dazu führt, dass sich die Gatter in dieser bestimmten Weise ‚verhalten‘. Würde man nun dieses spezifische Verhalten dadurch ‚erklären‘ wollen, dass man einfach die vorhandenen Gatter verweist, würde man gerade nicht erklären, was zu erklären wäre. Überträgt man diesen Befund auf biologische oder generell physikalische Systeme, dann müsste man mindestens mal die Frage stellen, ob man mit den reduktionistischen Strategien nicht genau das vernichtet, was man erklären sollte.

17. Eine Reihe von Physikern (Schrödinger, Davis) haben das Auftreten von Information2 im Kontexte des Biologischen jedenfalls als eigenständiges Phänomen gewürdigt, das man nicht einfach mit den bekannten physikalischen Erklärungsmodellen ‚erklären‘ kann.

AUSBLICK PHILOSOPHIEWERKSTATT MAI UND JUNI

18. Die nächste Philosophiewerkstatt am 10.Mai 2015 will sich der Frage widmen, wie ein einzelner innerhalb einer multikausalen Welt überhaupt noch sinnvoll entscheiden kann. Speziell auch die Frage, welche Wirkung man überhaupt noch erzielen kann? Ist nicht irgendwie alles egal?

19. Die Philosophiewerkstatt am 14.Juni ist die letzte Werkstatt vor der Sommerpause. Es wird im Anschluss an die Sitzung ein offener Abend mit voller Restauration angeboten werden und mit der Möglichkeit, über das weitere Vorgehen zu diskutieren (welche Formate, zusätzliche Ereignisse,…).

Einen Überblick über alle Beiträge zur Philosophiewerkstatt nach Themen findet sich HIER

INFORMATIK & GESELLSCHAFT – Kurzbericht

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Änerung: 19.März 2015 (Die Künslergruppe Reul & Härtel hat das Foto mit Ihnen durch ein Bild aus ihr Performance (‚visualexploration‘) ersetzen lassen)
Änderung: 20.Nov.2014 (Einfügung Videoschnappschuss von der Uraufführung des Eingangereignisses)

Wie schon zuvor in diesem Blog darauf hingewiesen gab es am 8.November 2014 in der Frankfurt University of Applied Sciences eine recht interessante Veranstaltung INFORMATIK & GESELLSCHAFT. Computer und Geist. Aspekte einer Standortbestimmung. Im Folgenden ein kurzer Bericht mit einigen Schnappschüssen. Alle Bilder sind von Dominik Wolf, dem es gelungen ist, unter schwierigen Lichtverhältnissen doch das eine oder andere Bild zu schiessen. Die beiden ersten Bilder sind allerdings von Anita Henisch, die dann wegen der schwierigen Lichtverhältnisse aufgegeben hatte. Von Dominik Wolf selbst gibt es leider kein Foto, was schade ist, da er die Hauptlast der Organisation getragen hat.

13.20 Uhr Eingangsereignis Computermediated Sound/Images 1
(cagentArtist & Guido May)

cagentartist im Gespräch mit Guido May vor der Uraufführung von 'Little CRUNCS symphony No.1'
cagentartist im Gespräch mit Guido May vor der Uraufführung von ‚Little CRUNCS symphony No.1‘
Jazz-Schlagzeuger Guido May während der Uraufführung von 'Little CRUNCS symphony No.1'
Jazz-Schlagzeuger Guido May während der Uraufführung von ‚Little CRUNCS symphony No.1‘

Hier ein Video Schnappschuss von Dominik Wolf. Dies war nicht als Dokumentation geplant; aber da der geplante Tonmitschnitt leider nicht verfügbar ist, ist dies nun das einzige Zeugnis der 20 Minuten-Uraufführung.

Das Stück ‚Little CRUNCS symphony No.1‘ wirkte auf den ersten Blick wie sinfonische Musik, war aber vollständig im Computer generiert worden. Sieben verschiedene Eingangsklänge wurden auf unterschiedliche Weise algorithmisch bearbeitet und miteinander verzahnt. Viele Zuhörer sagten anschliessend, dass für sie das Schlagzeugspiel sehr wichtig gewesen sei. Ohne dieses hätten sie sich mit dem reinen Soundtrack schwer getan. So aber war es ein Erlebnis. Auch für den erfahrenen Jazz-Schlagzeuger Guido May war das Stück, wie er sagte, eine besondere Herausforderung. Alle ihm bekannten Muster passten bei diresdem Stück nicht. Er musster sich die Rolle des Schlagzeugs hier speziell erarbeiten.

13.45 Uhr Begrüßungen
(Moderator Prof. Doeben-Henisch, Sprecher ForschungsCampus FC3 & Informatik Cluster Fb2 Prof. Schäfer, Dekan Fb2 Prof. Morkramer, Vizepräsident Wissenschaft Infrastruktur Forschungstransfer der Frankfurt University of Applied Sciences Prof. Schrader)

Begrüssung und Moderation von Prof.Dr.Gerd Doeben-Henisch
Begrüssung und Moderation von Prof.Dr.Gerd Doeben-Henisch

Prof.Doeben-Henisch bei der Begrüßung. Es war die erste Veranstaltung dieser Art für die Informatik an der Hochschule. So war es sehr erfreulich, dass so viele sich aktiv und engagiert bei dieser Veranstaltung beteiligt haben.

Sehr persönliche Grußworte vom Dekan des Fb2 Prof. Achim Morkramer
Sehr persönliche Grußworte vom Dekan des Fb2 Prof. Achim Morkramer

Prof. Morkramer,  der Dekan des Fb2, verstand es, am Beispiel seiner eigenen Familie lebendig werden zu lassen, wie schnell die Computer innerhalb von zwei  Generationen aus dem Nichts aufstiegen und heute alles durchdringen. Erst jetzt beginnen wir Menschen scheinbar zu begreifen, welche große Folgen dies für uns alle haben kann, nicht nur positiv, sondern auch negativ.

Grussworte mit einer Vision: Vizepräsident für Infrastruktur, Weiterbildung und Forschung, Prof.Dr. Ulrich Schrader
Grussworte mit einer Vision: Vizepräsident für Infrastruktur, Weiterbildung und Forschung, Prof.Dr. Ulrich Schrader

Der Vizepräsident für Weiterbildung, Infrastruktur und Forschung, Prof. Dr. Schrader, griff sich aus den vielfältigen Entwicklungen jenen Bereich heraus, der ihn selbst besonders betrifft, den Bereich neuer Unterrichtstechnologien. So wunderbar diese neue Welt auch erscheint, er machte darauf aufmerksam, dass der Aufwand für eine volle Nutzung dieser neuen technologischen Möglichkeiten, von einer einzelnen Hochschule kaum gestemmt werden kann. Er wagte einen visionären Ausblick dahingehend, ob nicht Hochschule, Behörden und Wirtschaft zusammen ein ‚Leuchtturmprojekt‘ gemeinsamer neuer digitaler interaktiver Lernräume stemmen sollten. Eine Frage, die noch immer weiterhallt, auch nach der Veranstaltung.

14.00 Uhr Geist zum Nulltarif? Philosophische Aspekte zur Herkunft und zur Zukunft der Informatik. Vortrag und Diskussion
(Prof. Dr. phil. Dipl. theol G. Doeben-Henisch)

Eine Folie aus dem Vortrag von Prof. Doeben-Henisch
Eine Folie aus dem Vortrag von Prof. Doeben-Henisch

Unter dem Titel ‚Geist zum Nulltarif‘ ordnete Prof. Doeben-Henisch   den Menschen mit seiner ‚Geistigkeit‘ ein in die Ideengeschichte (‚Geist‘ in der antiken griechischen Philosophie, hier verankert im Phänomen des ‚Atmens‘ (Verb: ‚pneo‘) erweitert zum Lebensprinzip (Substantiv ‚pneuma‘)) und in die Evolution des Lebendigen (‚Geist‘ als eine inhärente Eigenschaft des Biologischen selbst). Die strukturellen Übereinstimmungen zwischen dem Prinzip Computer und biologischen Zellen bis hin zum Gehirn lassen heute nicht erkennen, warum der Computer den Menschen in seinen Fähigkeiten nicht übertreffen können sollte. Die – besonders in den USA – vertretene Hypothese von der kommenden ‚technologischen Singularität‘ geht schon ganz selbstverständlich davon aus, dass die Tage der Menschen gezählt sind; die ‚intelligenten Maschinen‘ werden ‚übernehmen’…

15.00 Uhr Informatik und Gesellschaft Soziologische und kulturanthropologische Aspekte der neuen Informationstechnologien. Vortrag und Diskussion
(Prof. Dr. habil. Dipl. soz. Manfred Faßler)

Reflexion im Vollzug: Prof.Dr.habil Manfred Fassler (Goethe Universität)
Reflexion im Vollzug: Prof.Dr.habil Manfred Fassler (Goethe Universität)

Dass diese ‚Anpassbarkeit‘ des Computers an gesellschaftliche Abläufe und psychischen Bedürfnissen massive Rückwirkungen auf das Verhalten der Menschen und viele soziale Strukturen hat, thematisierte Prof. Fassler. Er identifizierte in den beobachtbaren Veränderungen einen großen Forschungsbedarf: wie können wir verhindern, dass die Menschen zu bloßen ‚Anhängsel‘ eines einzigen großen kybernetischen Systems werden, das  einer ’smarten Humanität‘ zuwider läuft? Und in der Tat, der Reflexionsbedarf der heutigen Informatik gerade mit Blick auf Soziologie und Kulturanthropologie ist drängend; wo aber sind die zugehörigen Forschungsgruppen und Forschungsprogramme?

16.00 Uhr Pause Computermediated Sound/Images 2
(Philip Reul & Markus Härtel)

Momentaufnahme von der Performance Haertel-Reul
Momentaufnahme von der Performance Haertel-Reul

Die wunderbaren Bilder von Härtel/ Reul, die auf der digitalen Verarbeitung von analogen Prozessen in verschiedenen Flüssigkeiten beruhten, ließen in der ersten Pause  dann etwas Leichtigkeit aufblitzen, einen Hauch von Schönheit. Zu erwähnen ist, dass Philip Reul auch Absolvent des Bachelor-Studiengangs Informatik der Hochschule ist sowie des interdisziplinären Masterstudiengangs ‚Barrierefreie Systeme‘ (BaSys).

visualexploration-8nov2014
visualexploration-8nov2014 von Härtel & Reul

16.30 Uhr Verkehr von morgen. Total umsorgt, total verkauft? Über Uber, Überwachung, und die neue Mobilität. Vortrag und Diskussion
(Prof. Dr. Jörg Schäfer)

Klar und direkt: Prof.Dr. Jörg Schäfer zur Missachtung der Privatsphäre
Klar und direkt: Prof.Dr. Jörg Schäfer zur Missachtung der Privatsphäre

Prof. Schäfer demonstrierte dann am Beispiel der Mauterfassung, wie das vorhandene Knowhow der Informatik von der Politik nicht genutzt wird, um  die Privatsphäre bei der Mauterfassung zu wahren. Stattdessen wird direkt auf die Privatheit zugegriffen. Am Beispiel des neuen  Fahrgastvermittlungssystem Uber illustrierte Schäfer, wie einige wenige Kapitalgeber mit einer einfachen, billigen Software weltweit hohe Vermittlungsgebühren einziehen können, ohne juristische Verantwortung für das Fahrgastgeschäft selbst zu übernehmen. Er fragte, warum die Bürger dies nicht selbst organisieren, z.B. mit einer  ‚genossenschaftlichen Bürgerplattform‘. Noch weiter gedacht: warum sollten Studierende, Professoren und Bürger nicht solch eine Genossenschaft gründen?

17.30 Uhr Robot-Fabriken. Erhöhung der Produktivität; wo bleibt die Arbeit? Vortrag und Diskussion
( Prof. Dr. Kai-Oliver Schocke)

Konnte begeistern: Prof.Dr. Oliver Schocke (Fb3) zur Notwendigkeit der Automatisierung
Konnte begeistern: Prof.Dr. Oliver Schocke (Fb3) zur Notwendigkeit der Automatisierung

Das Thema ‚Automatisierung‘ bzw. ‚Roboter-Fabriken‘ ist in der Öffentlichkeit wegen unterstelltem Arbeitsplatzverlust schon mit Vorbehalten verhaftet. Prof. Schocke verstand es aber, in einem sehr engagierten Vortrag zunächst einmal die Notwenigkeit einer Produktivitätssteigerung durch weiter automatisierte Fabriken zu klären. Der internationale Konkurrenzdruck zwingt Deutschland, hier an vorderster Stelle mit zu halten. Allerdings zeigte die lebhafte Diskussion, dass damit das Problem der oft zitierten Arbeitsplatzvernichtung möglicherweise noch nicht völlig beantwortet ist. In der Diskussion wurde klar, dass hier alle betroffenen gesellschaftlichen Kräfte herausgefordert sind nach Lösungen zu suchen. den Unternehmen alleine kann man dies nicht anlasten.

18.30 Uhr Pause Computermediated Sound/Images 3
(acrylnimbus)

Tobias Schmitt nach seiner Performance im Gespräch mit einer Teilnehmerin
Tobias Schmitt nach seiner Performance im Gespräch mit einer Teilnehmerin

Tobias Schmitt, ehemaliger Absolvent der Informatik – noch mit dem klassischen Diplom –, der zugleich seit gut 20 Jahren auch experimentelle Musik produziert, komponiert, performed, zeigte ein eigens Kunstvideo parallel zu einem eigenen Soundtrack, den er live spielte.

19.30 Uhr Video Slam zum Thema Informatik und Gesellschaft (Länge eines Videos maximal 7-Min, künstlerisch oder wissenschaftlich, Publikumspreise für die zwei besten Beiträge)

Video--Slam Preisverleihung: Wie man sieht, herrschte eine gute Stimmung. Von links nach rechts: die Professoren Schäfer und Doeben-Henisch mit den Preisträgern Siegfried Kärcher und Tom Pluemmer
Video–Slam Preisverleihung: Wie man sieht, herrschte eine gute Stimmung. Von links nach rechts: die Professoren Schäfer und Doeben-Henisch mit den Preisträgern Siegfried Kärcher und Tom Pluemmer

Obgleich die Vorlaufzeit für den Videowettbewerb vergleichsweise sehr kurz war hatte es Einsendungen gegeben und es war möglich, den vom Förderkreis der Hochschule gestifteten Preis an zwei Preisträger zu überreichen. Sowohl Siegfried Härtel wie auch Tom Pluemmer sind profiliert Kunstschaffende. Während Tom Pluemmer seinen Schwerpunkt im Bereich Film hat, hat Siegfried Kärcher in seinem Leben schon eine ganze Bandbreite von künstlerische Aktivitäten aufzuweisen. Darin kommt eine intensive Auseinandersetzung mit Computern in ihren vielschichtigen Einsatzmöglichkeiten ebenso vor wie Lichttechnik, Sounddesign und Videokunst, um nur einiges zu nennen.

Das Cafe1 während der Pausen - Essen, Trinken, Kommunizieren
Das Cafe1 während der Pausen – Essen, Trinken, Kommunizieren

21.30-23.00 Uhr Ausgangsereignis Computermediated Sound/Images 4
(Werkstattgespräch mit den Künstlern; Digital Jam-Session)

Digitale Jam-Session: Tobias Schmitt und Guido May nach dem Video-Slam
Digitale Jam-Session: Tobias Schmitt und Guido May nach dem Video-Slam

Hier eine Momentaufnahme von der inspirierenden Improvisation Tobias Schmitt & Guido May. Leider viel zu kurz …

Weitere Berichte, Kommentare können möglicherweise noch folgen. Insbesondere sollen noch Links auf die beiden prämierten Videos folgen.

Eine erste Nachreflexion von cagent zur Tagungfindet sich HIER.

Einen Überblick über alle Einträge in diesem Blog nach Titeln findet sich HIER.

Treffen Café Siesmayer 15.Dez.2012 – ‚Geist‘-Sichtbarmachungs-Experiment

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Cafe-Siesmayer-15Dez2012-500
Der universale Weltprozess, der Geist, und das Experiment

Zur Erinnerung, Auslöser für die Idee mit dem Experiment war das Nachtgespräch im INM……

  1. Am 15.Dez012 11:00h gab es ein denkwürdiges Treffen im Café Siesmayer (Frankfurt, neben dem Palmgarten). Für mich war es das erste Mal dort; ein angenehmer Ort, um zu reden (und natürlich auch, um Kaffee zu trinken).
  2. Die ‚Besetzung‘ ist kurz beschrieben: einer mit Schwerpunkt Soziologie, einer mit Schwerpunkt Physik, einer mit Schwerpunkt Informatik, Psychologie und Erkenntnistheorie.
  3. Nachdem die Gedanken mehrere Kreise, Ellipsen, Achten und diverse Verschlingungen gezogen hatten näherten wir uns dem zentralen Knackpunkt: wie lokalisieren wir den ‚Geist‘ und worin soll das ‚Experiment‘ bestehen?
  4. Der Referenzpunkt der Überlegungen wurde gebildet von der Annahme, dass wir zu Beginn des Universums einen Übergang von ‚Energie‘ zu ‚Materie‘ haben, nicht als das ‚ganz Andere‘, sondern als eine andere ‚Zustandsform‘ von Energie.
  5. Und dann beobachten wir einen weiteren Übergang von Energie in materielle Strukturen‘, nämlich dort, wo die Energie als sogenannte ‚freie Energie‘ den Übergang von einfachen chemischen Verbindungen zu immer komplexeren chemischen Verbindungen begünstigt, zu Zellen, zu mehrzelligen Systemen, bis hin zu den Pflanzen, Tieren und dem homo sapiens sapiens, einer Lebensform, zu der wir ‚als Menschen‘ gehören.
  6. Und es sieht so aus, als ob diese komplexen biologischen Strukturen eine fast ‚triebhafte‘ Tendenz besitzen, die biologische motivierte Strukturbildung beständig zu bestärken, zu beschleunigen, zu intensivieren.
  7. Die beobachtbare Strukturbildung folgt allerdings bestimmten ‚Vorgaben‘: Im Falle biologischer Systeme stammen diese Vorgaben aus den Nervensystemen bzw. genauer den Gehirnen. Allerdings, und dies ist der entscheidende Punkt, es sind nicht die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Gehirne als solche, die die Vorgaben ‚kodieren‘, sondern es ist ein Netzwerk von ‚Informationen‘ bzw. ‚Bedeutungen‘ , die zwar mit Hilfe der der physikalisch-chemischen Eigenschaften realisiert werden, die aber nicht aus diesen direkt abgeleitet werden können!!!!!! Die informatorisch-semantische Dimension biologischer Systeme ermöglicht all das, was wir als ‚intelligent‘ bezeichnen bzw. all das, was wir als ‚Ausdruck des Geistes‘ notieren. Für diese informatorisch-semantische (= geistige!?) Dimension gibt es aber — bisher! — keine Begründung in der bekannten physikalischen Welt.
  8. Hat man diesen Faden erst einmal aufgenommen, dann kann man den Weg der Entwicklung weiter zurück gehen und wird feststellen, dass es diese geheimnisvolle informatorisch-semantische Dimension auch schon auf der Ebene der Zelle selbst gibt. Denn die ‚Steuerung‘ der Proteinbildung bis hin zur Ausformung kompletter Phänotypen erfolgt über ein Molekül (DNA (auch RNA und andere)), das als solches zwar komplett über seine physikalischen Eigenschaften beschrieben werden kann, dessen ’steuernde Wirkung‘ aber nicht direkt von diesen physikalischen Eigenschaften abhängt, sondern (wie Paul Davies ganz klar konstatiert), von etwas, was wir ‚Information‘ nennen bzw. was ich als ‚Bedeutung‘ bezeichnen würde, eben jene (semantische) Beziehung zwischen einem Materiekomplex auf der einen Seite und irgendwelchen anderen Materiekomplexen auf der anderen Seite. Und diese semantischen Beziehungen sind ’spezifisch‘. Wo kommen diese her? Die physikalischen Eigenschaften selbst liefern dafür keinerlei Ansatzpunkte!!!!
  9. Interessant ist auf jeden Fall, dass die zentrale Rolle der semantischen Dimension im Bereich entwickelter Nervensysteme sich schon bei der ersten Zelle findet, und zwar an der zentralen Stelle, an der bislang die Wissenschaft das Spezifikum des Biologischen verortet. Strukturell ist die semantische Dimension in beiden Fällen völlig identisch und in beiden Fällen physikalisch bislang unerklärlich.
  10. Nach allem, was wir bis heute wissen, ist das, was wir mit ‚Geist‘ meinen, genau in dieser semantischen Dimension zu verorten. Dies aber bedeutet, der Geist ‚erscheint‘ nicht erst nach ca. 13 Milliarden Jahren nach dem Big Bang, sondern mindestens mit dem Entstehen der ersten Zellen, also vor ca. 3.8 Mrd Jahren.
  11. Betrachtet man die ’semantische Dimension‘ aus einem gewissen ‚gedanklichen Abstand‘, dann kann man auch formulieren, dass das ‚Wesen des Semantischen‘ darin besteht, dass eine Materiestruktur das Verhalten anderer Materiestrukturen ’steuert‘. In gewisser Weise gilt dies letztlich auch für die Wechselwirkungen zwischen Atomen. Fragt sich, wie man die Beziehung zwischen Energie ‚als Energie‘ und Energie ‚als Materie‘ betrachten kann/ muss. Die Ausbildung von immer mehr ‚Differenzen‘ bei der Abkühlung von Energie ist jedenfalls nicht umkehrbar, sondern ‚erzwungen‘, d.h. Energie als Energie induziert Strukturen. Diese Strukturen wiederum sind nicht beliebig sondern induzieren weitere Strukturen, diese wiederum Strukturen bei denen immer mehr ‚zutage‘ tritt, dass die Strukturbildung durch eine semantische Dimension gesteuert wird. Muss man annehmen, dass die ’semantische Struktur‘, die auf diesen verschiedenen Niveaus der Strukturbildung sichtbar wird, letztlich eine fundamentale Eigenschaft der Materie ist? Dies würde implizieren (was ja auch schon nur bei Betrachtung der materiellen Strukturen deutlich wird), dass Energie ‚als Energie‘ nicht neutral ist, sondern eine Form von Beziehungen repräsentiert, die im Heraustreten der Strukturen sichtbar werden.
  12. Sollten alle diese Überlegungen treffen, dann kann man mindestens zwei Hypothesen formulieren: (i) das, was wir mit ‚Geist‘ benennen, das ist kein ’spätes‘ Produkt der Evolution, sondern von allem Anfang das innere treibende Prinzip aller Strukturbildungen im Universum; (ii) das, was wir mit ‚Geist‘ benennen, ist nicht gebunden an die biologischen Körper, sondern benötigt als Vorgabe nur etwas, das die notwendigen ‚Unterschiede‘ repräsentiert.
  13. Der heute bekannte ‚digital elektronisch realisierte Computer‘ ist ein Beispiel, wie man semantische Dimensionen ohne Benutzung biologischer Zellen realisieren kann. Wie viel der bekannten menschlichen Intelligenz (und damit des unterstellten ‚Geistes‘) mit dieser Technologie ’simulierbar‘ ist, ist umstritten. Die Experten der Berechenbarkeit — und dazu zählt auf jeden Fall auch Turing, einer der Väter der modernen Theorie der Berechenbarkeit — vermuten, dass es keine Eigenschaft der bekannten Intelligenz gibt, die sich nicht auch mit einer ‚technologisch basierten‘ Struktur realisieren lässt. Die Schwierigkeiten bei nichtbiologisch basierten Intelligenzen im Vergleich zu biologisch basierten Intelligenzen liegen ‚einzig‘ dort, wo die Besonderheiten des Körpers in die Bereitstellung von Ereignissen und deren spezifische Verknüpfungen eingehen (was direkt nachvollziehbar ist). Diese spezifische Schwierigkeit stellt aber nicht die Arbeitshypothese als solche in Frage.
  14. Die ‚Besonderheiten des biologischen Körpers‘ resultieren aus spezifischen Problemen wie Energiebeschaffung und Energieverarbeitung, Bewegungsapparat, Anpassung an Umgebungsbedingungen, Fortpflanzung, Wachstumsprozesse, der Notwendigkeit des Individuellen Lernens, um einige der Faktoren zu nennen; diese körperlichen Besonderheiten gehen der semantischen Dimension voraus bzw. liegen dieser zugrunde. Die technisch ermöglichte Realisierung von ‚Intelligenz‘ als beobachtbarer Auswirkung der nicht beobachtbaren semantischen Dimension ist als nicht-biologische Intelligenz auf diese Besonderheiten nicht angewiesen. Sofern die nicht-biologische Intelligenz aber mit der biologischen Intelligenz ‚auf menschenähnliche Weise‘ interagieren und kommunizieren soll, muss sie von diesen Besonderheiten ‚wissen‘ und deren Zusammenspiel verstehen.
  15. Das oft zu beobachtende ’sich lächerlich machen‘ über offensichtliche Unzulänglichkeiten heutiger nicht-biologischer Intelligenzen ist zwar als eine Art ‚psychologischer Abwehrreflex‘ verständlich, aber letztlich irreführend und tatsächlich ‚verblendend‘: diese Reaktion verhindert die Einsicht in einen grundlegenden Sachverhalt, der uns wesentliche Dinge über uns selbst sagen könnte.
  16. Zurück zum Gespräch: aus den oben formulierten Hypothesen (i) und (ii) kann man unter anderem folgendes Experiment ableiten: (iii) Wenn (i) und (ii) stimmen, dann ist es möglich, durch Bereitstellung von geeigneten nicht-biologischen Strukturelementen ‚Geist‘ in Form einer ’semantischen Dimension‘ (! nicht zu verwechseln mit sogenannten ’semantischen Netzen‘!) als ’nicht-biologische Form von ‚Geist‘ ’sichtbar und damit ‚lebbar‘ zu machen. Dies soll durch Installierung einer offenen Arbeitsgruppe am INM Frankfurt in Angriff genommen werden. Offizieller Start 2014. Wir brauchen noch einen griffigen Titel.
  17. Anmerkung: ich habe den Eindruck, dass die Verschiebung der Begrifflichkeit (‚Information‘ bei Paul Davies, ’semantische Dimension‘ von mir) letztlich vielleicht sogar noch weiter geführt werden müsste bis zu ’semiotische Dimension‘. Dann hätten wir den Anschluss an eine sehr große Tradition. Zwar haben nur wenige Semiotiker in diesen globalen und universellen Dimensionen gedacht, aber einige schon (z.B. Peirce, Sebeok). Außerdem ist die ‚Semantik‘ von jeher eine Dimension der Semiotik. Den Ausdruck ‚Semiotische Maschine‘ für das ganze Universum hatte ich ja auch schon in früheren Blogeinträgen benutzt (siehe z.B.: http://cognitiveagent.org/2010/10/03/die-universelle-semiotische-maschine/). Allerdings war mir da der Sachverhalt in manchen Punkten einfach noch nicht so klar.
  18. Natürlich geht dies alles weiter. In gewisser Weise fängt es gerade erst an. Ich habe den Eindruck, dass wir in einer Zeitspanne leben, in der gerade der nächste große Evolutionssprung stattfindet. Jeder kann es spüren, aber keiner weiß genau, wie das ausgeht. Klar ist nur, dass wir uns von den Bildern der letzten Jahrtausende verabschieden müssen. Die Worte und Bilder aller großen Religionen müssen ‚von innen heraus‘ dramatisch erneuert werden. Es geht nicht um ‚weniger‘ Religion, sondern um ‚mehr‘. Thora, Bibel und Koran müssen vermutlich neu geschrieben werden. Was kein grundsätzliches Problem sein sollte da wir als Menschen dem, was/wen wir ‚Gott‘ nennen, nicht vorschreiben können, was und wie er etwas mitteilen möchte. Die ‚Wahrheit‘ geht immer jeglichem Denken voraus, ohne diesen Zusammenhang verlöre jegliches Denken seinen ‚Halt‘ und damit sich selbst. Und weil dies so ist, kann man einen alten Ausspruch ruhig weiter zitieren. „Die Wahrheit wird euch frei machen.“

Eine Übersicht über alle bisherigen Blogeinträgen nach Themen findet sich HIER

DIE ANDERE DIFFERENZ – TEIL2 – THEORETISCHE MODELLE

Allgemein, Arbeitsinformationen, Automat zellulärer, Biologische Differenz, Differenz biologisch, Eingangsereignis, Eingangsereignis aktivierend, Eingangsereignis hemmend, Energie, Informationsstrukturen, Lernfähigkeit, parallel, Partitionierung, sequentiell, simultan, Strukturinformationen, Versorgungsstrukturen, zellulärer Automat, Zerlegung

Journal: Philosophie Jetzt – Menschenbild
ISSN 2365-5062
URL: cognitiveagent.org
Email: info@cognitiveagent.org
Autor: Gerd Doeben-Henisch
Email: gerd@doeben-henisch.de

Datum: 3.März 2012

(1) Die Charakterisierung von ‚Leben‘ über das Konzept der ‚Differenz‘ (siehe vorausgehende Blogeinträge) kann mit unterschiedlichen theoretischen Konzepten formuliert werden. Wichtig dabei ist, dass man nicht die konkreten ‚Bestandteile‘ eines biologischen Organismus betrachtet, sondern die ‚Funktion(en)‘, die durch diese verfügbar werden. So kann man z.B. die grobe Unterteilung machen in ‚Versorgungsstrukturen‘ (Energie, Bewegung, Fortpflanzung,…) und ‚Informationsstrukturen‘. Letztere unterteilt nach ‚Strukturinformationen‘ und ‚Arbeitsinformationen‘.

(2) DNA-Moleküle (und zusätzliche Moleküle) realisieren Informationen über potentielle Körperstrukturen und jenen Wachstumsprozessen, die zu deren Aufbau führen; sie gelten damit als ‚Strukturinformationen‘. Die Nervensysteme (Gehirne), die sich mittels Strukturinformationen ausbilden können, besitzen als Eigenschaft eine spezifische ‚Lernfähigkeit‘, die es ermöglicht, dass aktuelle Ereignisse im und außerhalb des Körpers registriert und verarbeitet werden können. Diese Art von Informationen gehört zur ‚Arbeitsinformation‘.

(3) Von einem gewissen Abstraktionspunkt aus betrachtet könnte man sagen, dass der ‚Zweck‘ von biologischen System letztlich die Bereitstellung von solchen Strukturen ist, die fähig sind, Arbeitsinformationen zu realisieren. Alle anderen Strukturen haben einen ‚Supportcharakter‘: damit Arbeitsinformationen realisiert werden können, muss beständig hinreichend viel Energie herbeigeschafft werden; damit hinreichende Bewegungen im Raum möglich sind, müssen entsprechende Raumstrukturen durch Knochen, Sehnen und Muskeln bereitgestellt werden; damit der gesamte Prozess erhalten bleibt, müssen alle notwendigen Strukturinformationen hinreichend gut kopiert und partiell modifiziert (Mutation) werden können.

(4) Im folgenden soll daher das Konzept der ‚biologischen Differenz‘ vor allem am Beispiel solcher Strukturen erklärt werden, die dazu dienen, Arbeitsinformationen zu realisieren; alle anderen bleiben hier momentan außer Betracht.

 Kopplung von Differenzsystemen

 Bild 1: Kooperierende Differenzsysteme

(5) In der Literatur gibt es mehr als tausend Publikationen zu sogenannten künstlichen Neuronen, mittels deren man das Verhalten von biologischen Neuronen (Nervenzellen) modellieren kann. In diesem Kontext soll – soweit dies bei all dem Hintergrundwissen heute noch möglich ist – weitgehend von diesen bekannten Modellen abgesehen werden und ausgehend von dem Differenzgedanken die Frage nach einer minimalen Modellierung nochmals gestellt werden.

(6) Wie die Handskizze in Bild 1 andeutet, reichen als Annahmen die Folgenden: (i) wesentlich muss ein Differenzsystem zwischen mindestens zwei Zuständen {‚1‘, ‚0‘} wechseln können, wobei einer dieser Zustände, der ’sensitive‘ oder ‚kritische‘, durch Zuführung von Energie E künstlich erzeugt wird (hier angenommen als Zustand ‚1‘). (ii) Spezifische Umweltereignisse können ein spezifisches Eingangsereignis σ (Klein-Sigma) erzeugen, bei dessen Auftreten das Differenzsystem vom kritischen Zustand ‚1‘ in den unkritischen Zustand ‚0‘ übergeht. (iii) Beim Verlassen des kritischen Zustands wird ein spezifisches Ausgangsereignis ξ (Klein-Xi) erzeugt, das in die Umgebung des Differenzsystems hineinwirken kann. (iv) Sofern genügend Energie vorhanden ist, kann das Differenzsystem DS durch Zuführung von Energie wieder in den kritischen Zustand ‚1‘ zurückkehren. Damit wären die minimalen Bestandteile eines biologischen Differenzsystems für Arbeitsinformationen beschrieben. Für theoretische Zwecke könnte man auf weite Strecken auch auf den Faktor Energieversorgung E verzichten. Andererseits kann der Faktor Energie E ein Parameter sein, der helfen kann, die ‚Kosten‘ eines Differenzsystems, vor allem wenn es viele sind, die im Verbund arbeiten, abzuschätzen (Biologische Differenzsysteme in realen Systemen haben noch weit mehr Elemente, diese gehören aber zur ‚Versorgungsstruktur‘, die wir hier ausklammern). Als Besonderheit von biologischen Differenzsystemen sollte man noch erwähnen, dass es im Bereich der Eingangsereignisse σ neben den ’normalen‘ Ereignissen σ+ auch solche Eingangsereignisse σ- gibt, die den gesamten Eingang neutralisieren können, d.h. Liegt ein negatives ‚hemmendes‘ Eingangsereignis vor, dann sind alle anderen positiven ‚aktivierenden‘ Eingangsereignisse wirkungslos.

 Hemmende Ereignisse

 Bild 2: Blockierende (hemmende) Eingangsereignisse

(7) Biologische Differenzsysteme kann man dann beliebig ‚kombinieren‘, entweder entlang von Außenweltmembranen, um Umweltereignisse ‚außerhalb‘ des Systems ins ‚Innere‘ des Systems zu transformieren, oder um Outputereignisse an andere Differenzsysteme weiter zu reichen. Für diese nachfolgenden Differenzsysteme sind die Outputs des einen Systems dann Inputs. Statt explizit die Differenzustände {‚1‘, ‚0‘} anzuführen, könnte man auch allgemein eine Differenzfunktion δ: σ x κ → κ‘ x ξ hinschreiben, also wenn ein Inputereignis σ auftritt und ein kritischer Zustand κ (Klein-Kappa) liegt vor, dann geht das System, in den unkritischen Zustand κ‘ über und erzeugt gleichzeitig ein Outputereignis ξ. Ein Differenzsystem wäre dann eine Struktur wie folgt < σ, κ, κ‘, ξ, δ> (ohne Energiekomponente) oder < σ, κ, κ‘, ξ, δ, E,EO,ι> mit ι: EO —> E; ι (Klein-Iota) ist die Energiefunktion, die aus einem Energieeingangspuffer Energie in den Systemenergiepuffer E überführt.

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 Bild 3: 5 Differenzsysteme {1,…,5}

(8) Eine Komposition von Differenzsystemen wäre dann eine Menge von Differenzsystemen N mit der Angabe ihrer Verbindungen Δ (Gross-Delta), also <N, Δ>. Ein einfaches Beispiel zeigt die Handskizze Nr.3: 5 Elemente sind angeordnet, und die Beschreibung der Anordnung erfolgt über eine Menge von geordneten Paaren, also z.B. der Ausgang von Element N1 geht auf den Eingang von Element N2 wird geschrieben ‚(1,2)‘, usw. Die Menge aller dieser Verbindungspaare wird geschrieben als Δ = {(1,2), (2,3), …}. Die Menge der Verbindungen Δ bildet also eine Struktur. Die Struktur gehört zur ‚Strukturinformation‘; die Informationen, die innerhalb solcher Strukturen ‚laufen‘ können, bilden die ‚Arbeitsinformation‘.

(9) Wie die Handskizze auch andeutet, arbeiten alle Elemente eines realen biologischen Differenzsystems ’simultan‘ oder ‚parallel‘. Wie verhält sich dies zum bekannten Konzept des ‚Automaten‘, wie ihn die Informatik als Grundbegriff für alle Phänomene der Berechenbarkeit benutzt? Nach der These von Church (1936) lassen sich ja alle berechenbare Prozesse zurückführen auf allgemein rekursive Prozesse, insbesondere dann auch auf die Turingmaschine. Es wäre eine interessante Frage, ob man das bislang skizzierte Differenzensystem mit einer Turingmaschine gleichsetzen könnte. Der Grundtyp eines Automaten arbeitet nicht parallel, sondern ’sequentiell‘.

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 Bild 4: Automat als Grundbegriff

(10) Die Grundelemente eines Automaten, die sich letztlich von dem Konzept der Turingmaschine her ableiten, das Turing 1936/7 eingeführt hatte, bestehen auch aus Input- und Output-Ereignissen, die von einem sogenannten ‚Schreib-Lese-Band‘ stammen. Während ein Differenzsystem grundsätzlich nur einen Zustand umfasst kann ein Automat endlich viele (n) Zustände Q umfassen. Sobald es mehr als ein Zustand ist (n > 0) bilden die verschiedenen Zustände auch eine Struktur Δ ähnlich wie Differenzstrukturen, die man miteinander kombiniert. Die Struktur entsteht hier aber nicht durch fest Verbindungen zwischen Elementen, sondern durch logische ‚Übergänge‘ zwischen Zuständen; diese sind in der Regel abhängig vom jeweiligen Inputereignis σ. Vereinfachend kann man die Struktur Δ eines Automaten dann auch auffassen als eine Menge von Paaren der Art Δ = {(q1, q2), (q2, q3), …} mit ‚q_i‘ als einen der möglichen Zustände.

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 Bild 5: Zerlegung einer Verbundsystems in individuelle Einheiten

(11) Wie steht es nun mit der sequentiellen Abarbeitung eines parallel arbeitenden Verbundes von Differenzsystemen? Generell kann man sich klar machen, dass bei einer idealen simultanen Verarbeitung diejenigen Inputereignisse σ benutzt, werden die zum Zeitpunkt t verfügbar sind (die Menge aller dieser Inputereingisse bilden den ‚Definitionsbereich‘ oder das ‚Urbild‘ der Berechnungen). Angenommen alle Differenzsysteme arbeiten gleich schnell und benötigen die Zeit (t,t‘) mit t‘ > t, dann erzeugen alle Differenzsysteme zum Zeitpunkt t‘ ein neues Ausgangsereignis ξ (Die Menge all dieser Ausgangsereignisse bilden den ‚Wertebereich‘ aller Berechnungen bzw. das ‚Bild‘). Man kann sich also abstrakt eine ‚Zerlegung‘ (Partitionierung) eines Verbundes von Differenzsystemen vorstellen, die jeweils ein Differenzsystem mit seinen speziellen Eingangs- und Ausgangsereignissen betrachtet. Wenn man jetzt jedes Differenzsystem rechnen läßt – die Reihenfolge ist irrelevant –, dann erhält man nach (t,t‘) für jedes System sein Ergebnis. Ersetzt man im Urbild alle Werte durch die neuen Bild-Werte, erhält man den Nachfolgezustand des Systems. Da es auf die Reihenfolge dieser Rechnung nicht ankommt, könnte man sie auch alle ‚hintereinander‘ (sequentiell) ausführen; dies würde am Ergebnis logisch nichts ändern. Würde die reale Zeit der Abarbeitung von Bedeutung sein, dann müsste man sicherstellen, dass bei einer angenommen Taktrate von T = t‘ – t die Einzelberechnungen mit der Geschwindigkeit T/n (n := Anzahl der beteiligten Elemente) durchgeführt würde. Für eine logische Äquivalenz ist die reale Zeit allerdings irrelevant.

(12) Die vorausgehende Überlegung deutet an, dass es prinzipiell eine Übersetzung der Parallelität in die Sequentialität geben kann. Reicht dies aus für eine Simulation durch eine Turingmaschine TM? Turing selbst hat gezeigt, wie man hier vorgehen kann. Man geht davon aus, dass man die Beschreibung eines Differenzsystem-Verbundes DS = <N, Δ> auf das Schreibleseband schreibt und in jedem Zeitpunkt auch alle Eingangsereignisse, denen dieser Verbund ausgesetzt sein soll. Dann simuliert die TM das Verhalten von DS indem – entsprechend der zuvor skizzierten Idee einer Zerlegung – die Werte für jedes Element individuell berechnet werden und dann die neuen Werte auf das Band als neue Eingangswerte eingetragen werden. Es gibt kein Argument, dass eine TM genau diese Berechnung nicht durchführen kann. Damit ist aber klar, dass eine sequentiell arbeitende Turingmaschine jeden Verbund von Differenzsystemen simulieren kann.

(13) Man kann auch leicht nachvollziehen, dass eine ‚genetische Beschreibung‘ eines Differenzsystem-Verbundes DS letztlich – wie immer die Kodierung auch vorgenommen wird – genau eine Struktur DS = <N, Δ> repräsentiert. Eine geeignete Kopier- und Mutationsfunktion (z.B. im Stile eines genetischen Algorithmus GA) könnte dann aus bestehenden Strukturen neue Strukturen generieren, die dann zum Ausgangspunkt neuer Simulationen werden.

(14) Eine andere Variante sind zelluläre Automaten. Ein zellulärer Automat (cellular automaton, CA) bezieht sich auf einen Bereich (analog dem Band eines Automaten), der im Prinzip n-dimensional sein kann. Die Funktion der Differenzsysteme haben hier Übergangsregeln der Art m —> m‘, d.h. bei Vorliegen eines bestimmten Musters m im Bereich wird dieses ersetzt durch ein Muster m‘. In der Regel ist die Menge der Regeln Δ_ca größer als 1, also Δ_ca| > 1. Alle Regeln sind gleichberechtigt, d.h. Sie werden simultan (parallel) abgearbeitet (Beispiele finden sich z.B. in dem Artikel von Gardner über Conways ‚Game of Life‘ oder im Buch von Wolfram). Ein zellulärer Automat CA besteht also aus einem Bereich W und einer Menge von Umformungsregeln Δ_ca, also CA = <W, Δ_ca>. Für jedes Element w in W werden die passenden Regeln δ aus Δ_ca angewendet, man erhält eine Folgezustand W‘. Um einen zellulären Automaten durch eine Turingmaschine zu simulieren zerlegt man den Bereich W in geeignete Teilbereiche, berechnet für jeden Teilbereich die neuen Werte w und dann setzt man den Nachfolgebereich W‘ daraus zusammen. Dieses Verfahren setzt voraus, dass die Zielbereiche in jeder Zerlegung disjunkt (voneinander unabhängig) sind. Daraus folgt, dass ein zellulärer Automat nicht mächtiger ist als eine Turingmaschine (Anmk: Man kann einen zellulären Automaten auch mittels einer kontextsensitiven Grammatik beschreiben).

(15) Die Beziehung zwischen einem Verbund von Differenzsystemen DS und einem zellulären Automaten kann man sich dadurch klar machen, dass man (siehe Bild 5) sich den Bereich W des CA vorstellt als eingeteilt in feste disjunkte Unterbereiche W_1, W_2 usw., denen bestimmte Umformungsregel ebenfalls fest zugeordnet sind. D.h. Ein Verbundsystem von Differenzsystemen ist eine eingeschränkte Version eines zellulären Automaten.

(16) Was man aus diesen Überlegungen entnehmen kann ist die Einsicht, dass biologische Differenzsysteme, sofern sie genau die Eigenschaften besitzen, die hier unterstellt wurden, sich mit den Mitteln von Automaten (maximal einer Turingmaschine) simulieren lassen. Dies wiederum bedeutet, dass man im Rahmen der Forschung (einschließlich philosophierender Wissenschaft) einen Simulationsansatz ohne Einschränkung der Allgemeinheit benutzen kann.

(17) Letzte Bemerkung: Statt mit Automaten könnte man auch mit Classifier-Systemen arbeiten (Details dazu in meinem <a href=“http://www.uffmm.org/science-technology/single/themes/computer-science/personal-sites/doeben-henisch/KNOW/gbblt/index.html“> GBBCLT-Skript</a>).

LITERATURVERWEISE

Church, A.; „An Unsolvable Problem of Elementary Number Theory“, Amer.J.Math. 58 (1936) 345-363

Gardner, M. „MATHEMATICAL GAMES. The fantastic combinations of John Conway’s new solitaire game ‚life’“, Scientific American 223 (October 1970): 120-123.

Turing, A. M. „On Computable Numbers with an Application to the Entscheidungsproblem“, In: Proc. London Math. Soc., Ser.2, vol.42(1936), pp.230-265; received May 25, 1936; Appendix added August 28; read November 12, 1936; corr. Ibid. vol.43(1937), pp.544-546. Turing’s paper appeared in Part 2 of vol.42 which was issued in December 1936 (Reprint in M.DAVIS 1965, pp.116-151; corr. ibid. pp.151-154).

Wolfram, S., „A New Kind of Science“, Champaigne (IL, USA): Wolfram Media, Inc., 2002

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