Metainformationstheorie

Von einer befreiten Evolution

Von vornherein möchte ich die Warnung aussprechen, dass ich über schwierige, völlig experimentelle und nicht verifizierbare Dinge sprechen werde. Ich werde über das sprechen, was für die informatische Evolutionstheorie die Domäne der empirischen Überprüfungen werden könnte. Dieses Wissensgebiet wird ähnlich komplex und fortgeschritten sein, wie es beispielsweise der modernste Computer im Vergleich zu einem einfachen, aber perfekten Automaten (also einer Turing-Maschine) ist. Übrigens halte ich in Wahrheit die Unterschiede auf einer Komplexitätsskala für noch größer, und trotzdem gibt es den Hauch einer Analogie.

Um mindestens die Vorstellbarkeit dessen, worüber ich sprechen möchte, ein wenig zu erhöhen, berufe ich mich auf ein Beispiel aus einem Gebiet, das jedem, der auf der Schule war, bekannt ist - nämlich auf die Geographie. In dem alten Atlas von E. Romer, der am Gymnasium zu meinen Handbüchern gehörte, wurden dieselben "Bereiche" der Erdoberfläche, die jedoch in unterschiedlichen Skalen veranschaulicht waren, nebeneinander dargestellt. Es war die Zeit, als man schon wußte, daß die Erde rund ist, aber man konnte das nicht so sehen, wie man dies jetzt auf verschiedenen Fotos kann, die von orbitalen, über der Atmosphäre im Weltraum schwebenden Flugkörpern gemacht werden. Dieselben Regionen des Planeten, seine Kontinente, wurden einmal in einer kleinen, dann in einer größeren und schließlich in der größten, da gesamtplanetarischen Skala dargestellt. Selbstverständlich konnte man in Romers Atlas auch die ganze Erdhalbkugel in verschiedenen Sphärenprojektionen sehen, samt der für mich immer sonderbar erscheinenden "Merkator's Walzenprojektion".

Wir können also denselben Gegenstand - die Erde - in unterschiedlichen Skalen anschauen, und was demjenigen, der am Fuß einer Bergkette steht, himmelhoch wie der Himalaja zu sein scheint, zeigt sich aus der kosmischen Perspektive nur als eine fein geformte, an den Spitzen mit Schnee geweißte "Gesteinsverformung" der Erdkruste.

Erst jetzt komme ich auf das im Titel des Essays angeführte Thema. Der springende Punkt ist, dass in einem gewissen Sinn Darwin Lamarck besiegt hat, da es eigentlich keine Biologen mehr gibt, die annehmen, dass die erworbenen Merkmale vererbt werden. Im Gegenteil, die Regeln der Selektion (der natürlichen Zuchtwahl) und der Mutation sind überall und dauerhaft in den begrifflichen Apparaten der biologischen Wissenschaften verankert, hier: im Erkenntnisbereich der Arten und Weisen, wie sich das Leben, als es auf der Erde entstanden ist, vier Milliarden Jahre lang fortentwickelte, bis es auch uns geschaffen hatte. Gegenwärtig herrschen jedoch innerhalb des Darwinismus (oder um ihn herum) ziemlich heftige Streitereien, weil der Begriff der natürlichen Evolution (Zuchtwahl, geschlechtliche Fortpflanzung, Gene, "erweiterte Phänotypen" usw.) eigentlich einen Sack darstellt, in den verschiedene Evolutionisten wie Gould oder Dawkins nicht vergleichbare und teilweise sogar widersprüchliche Hypothesen packen. Das nicht besonders originelle Ergebnis meiner Überlegungen ist die These, dass der "totale" Reduktionismus, der alle Antriebsfaktoren der Evolutionsprozesse in einen einzigen "Motor" hineinpacken will, eine grobe Vereinfachung darstellt.

Unser Wissensstand bezüglich der Evolution, der nicht nur aus der Paläontologie stammt, erlaubt es immer noch nicht, diesen vier Milliarden Jahre währenden Prozess der Veränderungen des Lebens eindeutig zu machen. Ich will hier gar nicht weiter darauf eingehen, da die Entstehung des Lebens immer noch ein Rätsel ist, obwohl es mehr und mehr Hypothesen darüber gibt. Bislang ist es aber noch niemandem gelungen, das Leben in irgendeiner Form aus unbelebter Materie herzustellen. Obwohl man an dieser Stelle viele, einander widersprüchliche Theorien aufzählen könnte, wie den "Punktualismus", den "Saltationismus" oder den "Katastrophismus", den ich in dem Buch "Das Katastrophenprinzip" beschrieben habe, ist es nicht meine Absicht, diese Auseinandersetzungen näher zu erläutern. Ich will nur andeuten, worum es in ihnen geht.

Richard Dawkins (sowie einige Jahre vorher der Autor dieser Worte) stellte die Hypothese des "egoistischen Gens" vor, die besagt, dass die Evolution grundsätzlich auf der Ebene der "genetischen Befehle" verläuft, und dass das Produkt der "Genbefehle" sterbliche Organismen sind, die den "Befehlen" vor allem als Vehikel dienen, um sie an die folgenden Generationen weiterzugeben. Mit ziemlich großer aphoristischer Vereinfachung nannte ich dies einmal "das Irren des Irrtums", da die in den Botschaften der "Befehle" begangenen "Genirrtümer" die Quellen der Vielfältigkeit darstellen, aus denen die natürliche Zuchtwahl "neue Befehle" schöpfen kann: Auf diese einfache Weise verschwindet das, was die Anweisung nicht weitergeben kann. Zwischen diesen besser konstruierten Strukturen, beginnt ein Wettkampf, der nicht ganz richtig "Kampf ums Überleben" genannt wird, da es kein buchstäblicher Kampf ist.

Ich habe absichtlich den Begriff "Befehl" eingeführt, weil es mir im Grunde um die Information geht, wie überlebensfähige Strukturen entstehen. Wir wissen das, aber wir wissen nicht, warum sich das Leben über die vier Fünftel der Existenzdauer des irdischen Lebens auf die Nachbildung der Prokaryoten, d.h. der mikroskopischen Organismen vom Typ Bakterium und Alge beschränkt hatte. Wir wissen auch nicht, warum es erst vor einigen hundert Millionen Jahren - im Kambrium - zu einer "Explosion" der Evolution gekommen ist, durch die in den Ozeanen die ersten Mehrzeller entstanden sind, aus denen sich die Fische, darauf die Lurche, die ans Land gegangen sind, dann die Reptilien und endlich die Säugetiere entwickelt haben, zu denen auch wir gehören.

Heutzutage ist es praktisch sicher, dass nach dem Kataklysmus vor 65 Millionen Jahren an der C/K-Wende, also der Kreidezeit, fast alle Reptilien ausgestorben sind, die ca. 150-160 Millionen Jahre lang auf der Erde herrschten. Eine vorhergehende Katastrophe des Lebens aus der Permepoche vernichtete wahrscheinlich 90% jeglichen Lebens. Es ist schwierig festzustellen, wieviele solche Niederlagen das Leben noch hinnehmen mußte, aber statistisch gesehen scheinen die "Informationsträger" des Lebens ungefähr alle 100 - 200 Millionen Jahre von einem solchen Ereignis, das aus dem Weltraum oder aus dem Inneren der Erde kommt, getroffen zu werden. Dabei stellte sich jedoch auch heraus, wie "hart" das durch die genetische Information getragene Leben ist. Deswegen waren keine Kataklysmen imstande, es vollständig zu vernichten. Nach unserem Wissen "musste", um es anders zu sagen, das Leben niemals wieder die genetische Geburt aus dem Schoß der unbelebten Materie beginnen. Aber eigentlich stellt all das, was ich bisher bemerkt habe, lediglich ein Präludium zu der Verwegenheit dar, die ich voraussagen möchte.

Die Streitigkeiten der Evolutionsbiologen stammen hauptsächlich daher, dass keine der Theorien, weder der "totale Adaptationismus", noch der "Saltationismus", die "Lotteriehaftigkeit" oder der "Egoismus der Gene" die Fortschritte der Evolution und die außerordentliche Vielfältigkeit der daraus entstandenen Gattungen, Arten, Klassen, Typen und Ordnungen erklären kann. Gegenwärtig können wir nicht einmal schwören, dass das Prinzip des Fortschritts in der Evolution dauerhaft ist. Gegner dieser Ansicht sagen wie Stephen Jay Gould, dass es zwar eine Steigerung der Komplexität gibt, die z.B. durch das "Wettrüsten" zwischen den Raubtieren und ihren Opfern ausgelöst wird, wobei das entstandene Gleichgewicht zeigt, daß sich beide Seiten weiterentwickelt haben, aber keinen wirklichen "universalen Fortschritt", wenn Lebensformen, die "primitiv" genannt werden, dies nur aus der anthropozentrischen, subjektiven Sicht sind! Es gibt Millionen von Insektenarten. Die Tatsache, dass sie keinen "menschlichen Intellekt" haben, stellt eine Vereinfachung unserer Selbstsucht dar. Nur wir selbst haben uns die "höchstentwickelten Lebewesen unter den Herrentieren" (Primaten) genannt. Also tragen in Wirklichkeit die Gene der Lebewesen, die sich effektiver vermehren, über die Gene von denjenigen, die einen schlechteren Reproduktionskoeffizienten haben, den Sieg davon.

Das erklärt aber noch nicht, wieso die "primitiven" Formen während der geologischen Epochen wiederholt viele Millionen von Jahren einfach ohne Veränderung dahinvegetiert sind, und warum es de facto genauso viel "Fortschritt" in der Evolution gab wie Stillstand in den stagnierenden Epochen. Es scheint so zu sein, dass sich der "DNA-Rekombinant", der Gene als Introns und Exons, als strukturelle Gene sowie als Operone bildet, in immer kompliziertere Biobefehle strukturieren kann. Warum und wie das geschieht, ist unbekannt. Wir wissen nicht, warum sogar die Landreptilien der Juraepoche bis zu einhundert Tonnen Gewicht erreicht haben und sich heute nur Wale dank der Wasserexistenz an ein ähnliches Gewicht annähern können; die schwersten Elefanten (Proboscidea) überschreiten dagegen nicht das Gewicht von sieben Tonnen. Wir wissen nicht, warum gerade Affen optimal in die Entwicklung zum Urmenschen eingetreten sind, noch wissen wir, wieso unsere Gehirne für das Denken, für die Sprache, die Schrift und die Mathematik geeignet sind, denn zur Klärung der Ursachen solcher Ereignisse konkurrieren Hypothesen miteinander, die experimentell nicht einmal verifizierbar sind. Deswegen ist die Frage, die ich stellen möchte, folgende: Wird eine metainformatische Simulationsevolution, die an einem mit "kreativen Autopotential" versehenen nichtbiologischen Material die Durchläufe der Selbstorganisation imitiert, möglich sein und uns zeigen, wie die Komplexität entsteht und sich selbst in einer Simulationsumwelt verzweigen kann?

Seitdem man über die Potentiale der Datenverarbeitung mittels Quantencomputer zu sprechen begann, hat sich das, was scheinbar bereits eine festgestellte Grenzleistung der Digitalmaschinen darstellte, als relativ erwiesen. Ein System zu konstruieren, das eine "spontane metainformatische Evolution" in Gang zu bringen imstande wäre, die das sein soll, was Schach im Vergleich zu Dame ist (vielleicht ist die Kluft, die zu überschreiten wäre, aber viel größer), heißt soviel, wie einen virtuellen Planeten zu bilden, mitsamt seinen virtuellen Meeren und Kontinenten und mit virtuellen Teilchen, die sich selbst und so schnell gemäß der virtuellen Chemie verbinden müssten, bis sie das virtuelle Leben und seine virtuelle Evolution erzeugen werden! Dann wird es möglich sein zu beweisen, welche Möglichkeiten es in rein informatischen Stoffen gibt und mit welchen die ersten Lebewesen zu entstehen beginnen. Es wird sich gleichzeitig herausstellen, dass das, was der Biologe jetzt als eine Hypothese formuliert, also dass die "evoluierenden Gene Informationspakete und keine materiellen Objekte sind " (G.C. Williams, in: "The Third Culture", 1995), eine Tatsache ist. Jedes Teilchen in einem Genom stellt nur einen Träger der Information dar. Dass dagegen die Biogenese zu ihren Anfängen vor Milliarden von Jahren die vier Sätze der Nukleinsäure "ausgewählt" hatte, ergab sich einfach aus der Kreuzung der "chemischen Existenz" mit der "replikativen Reaktivität" dieser Verbindungen. Deshalb beruht das Leben auf Kohlenstoff, weil er auf der Erde - vielleicht auch anderswo - ein aufgrund seiner Valenz besonders geeignetes Element war.

Die digitalen, aber nicht linearen Prozesse, die in einem "metainformatisch" arbeitenden Super-Hypercomputer des dritten Jahrtausend auftreten werden, werden vielleicht imstande sein, uns im Schnelldurchlauf (der nicht allzusehr die Grenze des menschlichen Lebens überschreiten wird) zu zeigen, welche kreativen und schöpferischen Möglichkeiten die kosmische Materie in sich birgt. Ich sage "META-", um die Unabhängigkeit von heute nur im Labor verwendeten Verbindungen hervorzuheben, mit deren Hilfe man versucht, die Biogenese zu wiederholen. Die Bioreaktoren, die zum Beispiel in Max-Planck-Instituten arbeiten und die Entstehung der künstlichen Viren und deren Phasenübergänge - im Sinne der "Hyperzyklen", wie Manfred Eigen beschrieb - virtualisieren, können heutzutage nicht viel. In einem guten Gigabyte-Computer kann man die "Pseudoevolution" der virtuellen Phagen, die höchstens 50 Gene zählen, simulieren. Das ist aber immer noch viel zu wenig. Für die Simulation, von der ich spreche, brauchen wir Milliarden von ihnen. Selbstverständlich stellen die genetischen Algorithmen, die bereits in der Praxis eingeführt wurden, auch noch zu wenig dar. Unsere informatische Versessenheit ist größer, daher werden sie weder in diesem noch im 21. Jahrhundert für die Erfolge der informatischen Technologie ausreichen. Es werden bedeutend, unvergleichbar größere Rechenleistungen benötigt.

Mühsam komme ich zu der im Grunde trivialen Erkenntnis: Die Entwicklung der Informatik wird nicht durch ihre Erkenntnisgewinne angetrieben, sondern vor allem durch ihre Kommerzialisierung, also dass sie schnelle Gewinne bringen kann. "Welche Idee sich nicht schnell lohnt, stirbt schon als Keim." Für diese Art der evolutionären Scheinfortschritte hat sich der Markt geöffnet. Daraus folgt der Lärm über die Zukunft als eine weltweite Zone der Computerspiele, daraus ergeben sich die Überschwemmungen mit Dummheiten und die "Pseudoinkarnationen" in verschiedenen Netzen, daraus folgt die Freiheit der Netze als Bereich der leichtverkäuflichen pädophilen Spiele und das multimediale interaktive Spiel, das heißt, die Welt geht in der Unterhaltung unter.

Ich bin kein fanatischer Asket oder Gegner der phantomatischen Videokriege; nur die Zukunft als ein von Programmierern exzellent gefälschtes, bestelltes "Scheinleben" in den Rollen eines Eroberers, eines Casanova oder Caligula halte ich für eine Degradation. Weder eine Simulation der Entstehung von Galaxien, noch die Nachahmung der Wirbelstürme oder der geplanten Superwaffen scheinen die erhabenen Ziele zu sein, die das dritte Jahrtausend anstreben sollte. Die potentielle Kraft, die sich in der Information verbirgt und die man "Metainformation" nennt, ist eine iterative, schrittweise und linear losgelöste Selbstorganisation, die von ihrem Träger nicht mehr so abhängig ist, wie das Leben von der Natur oder wie eine Simulation von den Computern, die von Programmierern festgelegt wurde.

Das Leben hat selbst eigene Programme erstellt, und diese souveräne, komplexe Virtualität sollen unsere Nachkommen erreichen, indem sich ihre "metainformatischen Maschinen" ("Computerdepots") als Sporen oder als Wiegen erweisen. Erst das wird zeigen, dass die Bioevolution ein besonderer, einzelnen Wege war, dass es andere Evolutionen gibt und dass andere entstehen können, die weder auf Kohlenstoff noch auf Proteinen oder auf diesem oder jenem Metall gründen. Aber hier stehe ich bereits am Abhang der Imagination, da mir heute für das, was entstehen könnte, die Bezeichnungen fehlen.

Metainformatisch zu sein bedeutet, dass man zugunsten der Starter-Programme auf Programme verzichtet, die von unseren Programmierern entwickelt werden. Diese Programme, die lediglich Starter der Entwicklung werden, sind wahrscheinlich nur zu einem gewissen Grad durch Rahmenbedingungen eingeengt, aber erfüllen nicht notwendigerweise das, was von einer "befreiten Entwicklung" der Information - "befreit" aus der Gefangenschaft der konkreten Träger,- erwartet wird. Es wird dabei sicherlich eine Menge Fehl- und Anläufe geben, die nichts Neues erschaffen, aber gleichzeitig lauern unter all diesen Fehlläufen die Chancen der aus der Befehlsgewalt der kommerziellen Diagnose befreiten Fragestellungen: Wie ist das Leben auf der Erde möglicherweise entstanden? Warum entwickelte es sich von Katastrophe zur Katastrophe? Oder ist die Zunahmen der Komplexität ein unerlässlicher Koeffizient beim Spiel um das Überleben? Bei solch einem hohen Niveau der befreiten Evolution werden wir erst erkennen, wohin kein Zwang führt. Das ist nur eine Chance, deren Garant unser Verstand sein sollte.

Aus dem Polnischen von Ryszard Krolicki

http://www.heise.de/tp/artikel/5/5443/1.html