Die simulierte Welt

Groß, größer, am größten: In einem Weltsimulator wollen Forscher soziale Systeme nachbilden, um frühzeitig zu erkennen, wo künftig Krisen drohen.

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  • Holger Dambeck
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Groß, größer, am größten: In einem Weltsimulator wollen Forscher soziale Systeme nachbilden, um frühzeitig zu erkennen, wo künftig Krisen drohen.

Ist das genial oder einfach nur Größenwahn? Für eine Milliarde Euro wollen mehrere Hundert Forscher aus Europa eine Software entwickeln, mit der sich nicht weniger als die ganze Welt simulieren lässt: Die Finanzmärkte, das Ausbrechen internationaler Konflikte oder die Verbreitung von Seuchen sollen sich genauso modellieren lassen wie der allabendliche Stau oder die Ausbreitung von Videos im Internet. Und all das soll dann mindestens so gut vorhersagbar sein wie das Wetter von morgen, besser noch wie die Bahn einer Billardkugel.

FuturICT – gesprochen "Futurist" wie "Zukunftsforscher – heißt das Forschungsvorhaben, das im Frühjahr auf der European Future and Emerging Technologies Conference (FET) in Budapest als eines von insgesamt sechs visionären Projekten vorgestellt wurde. Ein grober zehnjähriger Zeitplan für das Projekt steht bereits: In den ersten vier Jahren wollen die Forscher verschiedene Observatorien aufbauen, um Daten über Finanzmärkte, politische Konflikte, Verkehr in Metropolen und Energieressourcen zu sammeln.

Danach sollen aus den Ergebnissen Modelle entwickelt und zusammengeführt werden, um den sogenannten "Living Earth Simulator" zu bauen. "Erste nutzbare Ergebnisse der Observatorien werden ab dem zweiten Jahr verfügbar sein", sagt Professor Dirk Helbing von der ETH Zürich, einer der maßgeblichen Initiatoren des Projekts. Mehrere nationale Rechenzentren unter anderem aus Deutschland, der Schweiz und Spanien könnten 10 bis 20 Prozent ihrer Leistung für FuturICT zur Verfügung stellen. Daneben wollen die Modellierer möglicherweise aber auch dezentral verfügbare Rechenleistung auf Endanwender-PCs nutzen, wie dies etwa beim SETI-Programm zur Analyse von Radioteleskop-Signalen der Fall ist.

Helbing, ausgebildeter Physiker und mittlerweile wissenschaftlicher Leiter von FuturICT, glaubt aufgrund seiner Erfahrungen fest an die Machbarkeit seines Projekts. Er hat unter anderem Fußgängerströme simuliert und dabei festgestellt, dass die Wege eines einzelnen Menschen zwar nicht vorhergesagt werden können. Sobald jedoch ein größerer Auflauf entsteht und sich niemand mehr vollkommen frei bewegen kann, wird die Gesamtheit aller Wege durchaus berechenbar.

Doch Fußgänger sind für den Wissenschaftler nur ein bescheidener Anfang – Helbing und seine Kollegen wollen mit ihren Simulationen die Sozialwissenschaft revolutionieren. Denn die herkömmlichen Ansätze der Sozialwissenschaften könnten die Probleme der Gesellschaft kaum lösen, sagt die italienische Forscherin Rosaria Comte. Sie arbeitet am Laboratory of Agent Based Social Simulation in Rom, das zu den FuturICT-Partnern gehört. Für sie und viele andere am Projekt beteiligte Wissenschaftler befinden sich die Sozialwissenschaften heute etwa auf dem Stand der Physik vor über hundert Jahren. Wichtige Zusammenhänge waren damals nicht bekannt, die Quanten- und Relativitätstheorie noch nicht entwickelt. Analog dazu sehen die Sozialwissenschaftler ihr Fachgebiet als großen Werkzeugkasten, in dem Modellierer alles finden, was sie brauchen, um die Welt besser und sicherer zu machen.

Vor allem die in immer größerem Umfang verfügbaren Daten machen die Forscher so optimistisch, dass ihr Earth Simulator tatsächlich möglich ist. Im Internet, aber auch im Mobilfunk haben sich Unmengen von Daten angesammelt, die bereits heute verblüffende Analysen des menschlichen Verhaltens erlauben. Studien mit Millionen Teilnehmern wären vor 20 Jahren an den enormen Kosten gescheitert, heutzutage liegen die Daten vor – man muss sie nur geschickt auswerten. Das Internet, da sind sich die Experten weitgehend einig, birgt Datenschätze, die unser Wissen über die menschliche Gesellschaft weit voranbringen können. Es taugt als eine Art Seismograf menschlicher Emotionen und Bedürfnisse. Wer wissen möchte, was die Welt bewegt, braucht keine Umfrage mehr durchzuführen, große Festplatten und gute Software reichen.

Das Paradebeispiel dafür ist der Dienst Google Flu: Der Suchmaschinenbetreiber hat festgestellt, dass die regionale Verteilung von Suchanfragen ein guter Indikator dafür ist, wo gerade eine Grippewelle rollt. Wer im Internet nach Begriffen wie Influenza, Erkältung oder antiviral sucht, ist nämlich häufig selbst betroffen. Und so zeigt eine Weltkarte von Google, in welchen Ländern der Erde gerade besonders massiv Grippe auftritt.

Das Netz liefert nicht nur wertvolle Hinweise auf die Gesundheit der Bevölkerung, sondern auch über die Stabilität ganzer Staaten. Dies hat Gordana Apic von der Universität Heidelberg gemeinsam mit Kollegen aus Cambridge festgestellt, als sie Wikipedia-Artikel analysierte. Die Forscher untersuchten, wie häufig über Artikel, die mit einem Land verlinkt waren, gestritten wurde. Zu erkennen ist dies an dem Hinweis, dass die Neutralität eines Artikels von Wikipedia-Redakteuren infrage gestellt wird.

Ein typisches Beispiel dafür ist der Eintrag über den einstigen irakischen Diktator Saddam Hussein, zu dem es Links von der Wikipedia-Seite über den Irak gibt. Apics Team hat festgestellt, dass ein Land politisch umso instabiler ist, je häufiger es mit Einträgen verlinkt ist, über die heftig debattiert wird. Der Streit vergleichsweise weniger Wikipedia-Autoren erlaubt offenbar direkte Rückschlüsse auf den Zustand eines Landes mit Millionen Einwohnern.

Doch die geschickte Analyse von Daten ist eine Sache, die Modellierung kompletter sozialer Systeme eine ganz andere. Der Simulationsexperte Ulrich Trottenberg, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen in Sankt Augustin bei Bonn, ist skeptisch: "Wir simulieren heute die gesamte technische Welt, die Stabilität von Bauteilen oder Autocrashs", sagt Trottenberg. "Sobald man aber den engeren naturwissenschaftlich-technischen Bereich verlässt und stark psychologisch geprägte Phänomene ins Spiel kommen, wird es erheblich schwieriger."

Er stehe visionären Zielen, wie sie FuturICT verfolge, daher "eher distanziert" gegenüber, sagt Trottenberg. "Nehmen Sie das Beispiel Klimaforschung: Die Prognosen schwanken immer noch erheblich um zwei bis fünf Grad. Wie wird das erst sein bei Prozessen, die wir weniger gut verstanden haben?" Trottenbergs Skepsis hat auch mit den bislang größtenteils fehlenden Modellen in den Sozialwissenschaften zu tun. Die Vorgänge in der Atmosphäre können sehr gut mit Differenzialgleichungen aus der Physik beschrieben werden. Wie aber soll das beim Verhalten von Brokern klappen?