Urknall oder Demiurg?

Gott braucht einen ziemlich großen Schreibtisch

Stellt sich zuerst die Frage: Wie unfassbar groß? Und vor allem: Wo steht das Ding?

Die Antwort auf Frage eins läßt sich mit einiger Genauigkeit berechnen, aber bereits vor der Rechenarbeit kann man grob überschlagen: Dieser Computer - nennen wir ihn ab jetzt lieber Weltmaschine, denn mit einer herkömmlichen Turing-Maschine wird er wohl nichts zu tun haben - muss die Informationsmenge 10unheimlich viel verarbeiten können. Das lässt sich wider Erwarten präzisieren.

Ein Computer, der so groß und so alt wäre wie das ganze Universum, der seit seinem Bestehen ununterbrochen rechnen würde und dessen Bauelemente einzelne langlebige Elementarteilchen wären, könnte bis heute höchstens 10120 Operationen ausgeführt haben - nämlich die Anzahl der elementaren Bausteine (1080) multipliziert mit dem Alter der Welt in Elementarzeiten (1040). Das Alter der Welt geht deshalb in die Abschätzungen ein, weil jedes Bauelement - jedes Elementarteilchen also - nur an höchstens einer Operation pro Elementarzeit beteiligt sein kann; wären es mehr, so wäre die Stabilität des Bauelements in Frage gestellt, der Computer wäre nicht mehr verläßlich.

Professor Alfred Gierers

Berechnung gibt einen ersten Hinweis auf den Informationsgehalt des Universums, berücksichtigt aber nur die Ebene der Nukleonen. Wir müssen jedoch bis hinab auf die Planck-Ebene rechnen.

Nachbau einer "Turing-Bombe" - ausgestellt in Nachbau einer Turing-Bombe. Bild: Magnus Manske. Lizenz: CC-BY-SA-3.0

Auch C. F. von Weizsäcker kommt - auf einem ganz anderen Weg - auf diese Zahl, rechnete jedoch ebenfalls nur bis zur Nukleonen-Ebene.

Der israelische Mathematiker und Physiker Jacob Bekenstein hat dazu einen wichtigen Beitrag geleistet: Er berechnete den Informationsgehalt eines einzigen Protons und kam auf schier unglaubliche 1040 Bit! Daraus folgt rein formal, dass die Zahl der Bits des ganzen Universums auf 10160 steigt - aber auch das berücksichtigt nicht die immense Informationsmenge, die durch die von Heisenberg entdeckte Unbestimmtheitsrelation (weniger genau, aber dafür anschaulicher auch "Quantenunschärfe" genannt) generiert wird. Sollte sich das Konzept von der Superposition (Überlagerung) aller mit einer Wahrscheinlichkeit behafteten Zustände nicht als Irrtum herausstellen, wird diese Zahl unvorstellbar groß.

Seht Lloyd vom MIT, der John Wheelers legendären Spruch "It from Bit" zu "It from Qubit" abwandelte, hat ausgerechnet, dass unser Universum - wäre es ein Computer - bis jetzt 10123 Bit berechnet hätte. Lloyd ist der Vater einer wirklich sehr exotischen kosmologischen Idee: Er geht davon aus, das Universum sei ein Quantencomputer, der sich unentwegt selbst berechnet. Das hat mit dem virtuellen Universum, das wir hier untersuchen wollen, nichts zu tun sondern geht mehr in die Richtung der holografischen Theorien - aber die Zahl gibt eine erste Orientierung, definiert die Minimalanforderung an die Weltmaschine. Obgleich ich einen eklatanten Widerspruch zu Bekensteins Berechnung sehe, der ich mehr vertraue.

Roger Penrose hat eine Zahl berechnet, die weitaus größer ist und die Quantenebene einschließt: 10 hoch 10123 Bit - also 10 hoch die Lloyd-Zahl! Der exzentrische, aber zweifellos geniale Kosmologe Frank J. Tipler interpretiert genau diese Zahl als die hinreichende Computerkapazität für die Emulation eines ganzen Universums! Das erscheint plausibel.

Na also, jetzt wissen wir wenigstens, dass Deep Blue bestenfalls für die Steuerung der Lüfter der Weltmaschine in Frage kommt, und dass der Schöpfer einen ziemlich großen Schreibtisch haben muss…

Nun zur Frage: Wo steht die Weltmaschine? Die Antwort ist leicht. Sie steht in einem uns auf ewig unzugänglichen1 Meta-Universum. In unserem Universum kann sie nicht stehen, denn sie kann ja nicht in ihrem eigenen Emulationsprogramm stehen. Nicht einmal dann, wenn sie selbst eine virtuelle Maschine wäre. (Achtung: Nicht mit dem Lloyd-Universum verwechseln! Das ist ein grundlegend anderes Konzept, bei dem es keinen außerhalb des Universums existierenden Schöpfer - also keine transzendentale Entität - gibt.)

Wir wollen aber das einzige denkbare und mögliche transzendentale Konzept untersuchen und müssen nun die Frage nach dem Schöpfer stellen, der die Weltmaschine gebaut und das Universum erschaffen hat. Und wenn wir das hinter uns haben, versuchen wir zu verstehen, warum dieser Schöpfer es getan hat.

Ich schlage vor, zu Ehren Platons nennen wir diese Entität Demiurg.

Hat der Demiurg eine Nase?

Wie könnte er aussehen? So wie wir? Mit einer Nase in der Mitte des Gesichts und Haarwurzeln in der Kopfhaut? Wohl eher nicht. Außerdem ist kaum etwas irrelevanter als seine physische Beschaffenheit.

Relevant ist: Er denkt! Er hat Ziele und Absichten, Ideen und Pläne, Theorien und Hypothesen. Vielleicht auch Emotionen, Wünsche, Humor.

Relevant ist: Ganz gleich, ob er eine einzige, solitäre Entität oder Subkonstituent einer komplexen Noosphäre ist - er beherrscht Technologie und Wissenschaft. Die Beschaffenheit seiner Schöpfung erlaubt sogar die Schlussfolgerung, dass seine Denk-Algorithmen für uns erkennbar und möglicherweise auch anwendbar sind: Wenn wir seine Schöpfung zu erforschen fähig sind, könnten wir unter Umständen auch die Gesetze des Meta-Universums verstehen - wenn er uns ein Interface zur Verfügung stellen und so den Zugang ermöglichen würde.

Wir hätten einen wertvollen Hinweis auf seine Art zu denken, wenn wir wüssten, weshalb er das Universum erschuf. Aber auf diese Frage sind derart viel Antworten möglich, dass wir nur raten können.

Für uns am interessantesten und mit gewissen Aussichten auf Kommunikationsbereitschaft verbunden, wäre die Antwort: Er ist ein Forscher, und die Emulation des Universums ist ein Forschungsprojekt. Unsere Kosmologen nutzen seit vielen Jahren leistungsstarke Rechner, um Modelle des Universums zu simulieren, untersuchen die verschiedensten astrophysikalischen Phänomena, Prozesse und Theorien anhand von Rechnersimulationen - diese Methode ist gar nicht mehr wegzudenken aus der Physik. Das bekannteste dreidimensionale Modell des gesamten sichtbaren Universums ist eine der spektakulärsten, aber nicht einmal die anspruchsvollste Simulation. Allerdings ist die Auflösung in dieser Simulation so gering, dass keine einzelnen Sterne, geschweige denn Planeten oder gar die Elementarteilchenebene simuliert werden können. Als Weltenemulator sind unsere Rechner nicht zu gebrauchen.

Wissensdurst ist ein Merkmal hochentwickelten Denkens und als Motiv sehr gut vorstellbar. Aber die Frage muss vertieft werden: Was könnte der Demiurg anhand der Simulation untersuchen wollen? Von der Antwort hängt viel für uns ab. Wenn er ausschließlich an kosmologischen bzw. physikalischen Erkenntnissen interessiert ist, wäre es nicht ungewöhnlich, wenn ihn die Entstehung von Leben oder gar Intelligenz in seinem Laborexperiment überhaupt nicht in Euphorie versetzt, weil er diese Risiken und Nebenwirkungen schon so oft erlebt hat, dass sie ihm womöglich im schlimmsten Fall sogar eher lästig sind. Denn technologisch hochentwickelte Intelligenz könnte ihm durchaus in die Suppe spucken, durch Manipulationen im galaktischen oder metagalaktischen Maßstab die Resultate verfälschen. Da müsste man schon Verständnis für den Forscher aufbringen, wenn er zum virtuellen Insektenspray greift und sein Universum mit einem apokalyptischen Gamma-Burst desinfiziert…

Also wünschen wir uns lieber ein Evolutionsexperiment. Aber auf der sicheren Seite sind wir damit auch nicht. Alles hängt von der konkreten Zielsetzung ab. Wenn der Demiurg herausfinden will, welche kosmologischen Parameter am wirksamsten die Entwicklung fünfköpfiger Mineralfresser begünstigen, haben wir verdammt schlechte Karten und können nur hoffen, dass sich irgendwo im Universum gerade fünfköpfige Mineralfresser entwickeln und zufrieden schmatzend auf leckeren Porphyrbröckchen herumkauen. Das würde den Reboot mit veränderten Startparametern bestimmt verhindern.

Es sind beinahe unendlich viele Zielsetzungen vorstellbar. Ärgerlicherweise nur sehr wenige, die ein außerordentliches Interesse des Demiurgen ausgerechnet an uns Menschen erklären würden. Machen wir uns nichts vor: Da gibt’s in den unendlichen Weiten bestimmt eine ganze Menge viel interessanterer, liebenswürdigerer und liebenswerterer, klügerer und geistvollerer, komischerer und drolligerer Arten. Wir sind doch eigentlich ziemlich miese, finstere Gesellen und können der universalen Gemeinschaft bestenfalls als abschreckendes Beispiel dienen.

Aber in einem kosmischen Aquarium würden wir uns als die kleinen bösartigen Stinkstiefel richtig gut machen! Vielleicht steht unser Universum ja auch nur in einem demiurgischen Wohnzimmer auf der Blumenbank, und der Papa-Demiurg sagt zur Tochter-Demiurg: "Auuu, gugge mal da! Jetzt hammse sich gerade Atombummbumm uff de Köppe geschmissn!"

Ebenso gut könnte es sein, dass unser Universum in der Spielzeugkiste von Sohnemann-Demiurg einstaubt, der vergessen hat, sein Spielzeug auszuschalten. Dann bleibt uns nur abzuwarten, wie lange die Batterien noch halten.

Belassen wir es dabei. Viel interessanter ist die Frage: Woran könnten wir erkennen, in einer Simulation bzw. Emulation zu leben?

Sie werden es kaum glauben wollen: Die Chancen stehen gar nicht mal schlecht! Und es gibt tatsächlich einige Ungereimtheiten in unseren Theorien über die Welt, die im Kontext einer Simulation eine vermeintlich elegante, in Wahrheit jedoch unbefriedigende Erklärung fänden. Unbefriedigend, weil das Problem nicht wirklich gelöst, sondern lediglich auf eine Ebene verlagert würde, zu der wir keinen Zugriff erhalten.

Es ist etwas faul im Universum

In Abwandlung des berühmten Hamlet-Spruchs können wir konstatieren: Es ist etwas faul in unserem Universum. Da gibt es eigentlich nur zwei mögliche Erklärungen: Entweder es liegt an uns, oder es liegt am Universum.

Entweder unsere Theorien, unsere Erkenntnisse und unser Verständnis vom Universum sind fehlerhaft - oder das Universum selbst ist ohne die erforderliche Sorgfalt zusammengepfuscht worden.

Programmierer werden mir seufzend - Hacker feixend - beipflichten: Es gibt keine fehlerfreie Software. Die Gründe sind vielfältig: Von unumgänglichen konzeptionellen Kompromissen in der Programmarchitektur bis zum Montagskater und der damit verbundenen Koffein-Vergiftung.

Doch bevor wir nach Indizien für Pfusch und Murks suchen, begutachten wir einmal das Grobkonzept: Was mich schon beunruhigte, als ich mit modernen kosmologischen Theorien noch weniger vertraut war, ist die absolute Endgültigkeit der Planck-Ebene - obgleich die in langweiliger Unendlichkeit versickernden Strukturen fraktaler Konzepte nicht weniger unheimlich wirken, bereiten sie der menschlichen Logik doch etwas geringeres Unbehagen. Im Kontext von Vorstellungen, Hypothesen und Theorien, in denen Unendlichkeit unverzichtbar ist, erscheint die finite Absolutheit dieser vermeintlich fundamentalen Quanten-Ebene wie willkürlich geschaffen.

Wie würde ein Forscher "seinen" Mikrokosmos erleben, den wir - die benötigte Computerpower einfach mal stillschweigend vorausgesetzt - in einer auf dem PC laufenden Simulation zum Leben erwecken?

Er würde bis an eine unüberwindbare Barriere vorstoßen: Die kleinsten Teilchen seiner Welt, vom Emulationsprogramm in Form von Bytes manifestiert, wären für ihn rätselhafte Erscheinungen, die Gesetzen folgen, die anscheinend aus einer ihm verschlossenen und unverständlichen Sphäre in seine Welt hineinwirken. Möglicherweise würde er sie "Quantensphäre" nennen und sich verzweifelt den Kopf darüber zerbrechen, wie er diese Barriere vielleicht doch durchbrechen und den aller Logik widersprechenden spukhaften Wirkungen aus dieser Ebene auf den Grund gehen kann. Die Ebene der Bytes ist für ihn grundsätzlich nicht wahrnehmbar. Seine Welt endet genau an dieser Barriere…

Kommt Ihnen das bekannt vor? Wir befinden uns exakt in derselben Lage! Die jeglicher klassischen Logik und allen Gesetzen der makroskopischen Ebenen widersprechenden Phänomena der Quantenebene präsentieren sich uns so, als seien sie Wirkungen aus einer anderen Dimension. Wir nennen diese "andere Dimension" etwas verharmlosend "Quantenvakuum" und suggerieren uns damit, wir hätten verstanden, worum es sich handelt. Das in diesem "Quantenbrodeln" unaufhörlich aus virtuelle Teilchen (!) physische Teilchen entstehen, konstatieren wir, ohne uns wirklich bewusst zu machen, was "virtuell" bedeutet: "Virtualität spezifiziert eine gedachte oder über ihre Eigenschaften konkretisierte Entität, die zwar nicht physisch, aber doch in ihrer Funktionalität oder Wirkung vorhanden ist." Ich zitiere dies aus Wikipedia, weil ich es nirgends besser formuliert fand und es selbst erst recht nicht besser auf den Punkt bringen kann. Man könnte auch sagen: Das virtuelle Teilchen existiert als Code im Emulationsprogramm und wird physisch existent in der Simulation, sobald der Code ausgeführt wird.

Auch das Zitat aus einem Artikel über das Quantenvakuum verblüfft, wenn man es in den hier diskutierten Kontext einbettet:

Dieser höher dimensionale Quantenraum ist ein Informationsspeicher aus dem heraus alles entsteht und in den alles wieder zurückkehrt.

GRZ

Die Aussage liest sich wie aus einem Handbuch zur Weltenemulation.

Selbst die derzeit modernste kosmologische Theorie - die Loop-Quantengravitation - setzt der physikalischen Wirklichkeit eine absolute untere Grenze, indem sie kleinste Raumzeit-Elemente postuliert, die sich zu einem Spin-Netzwerk bzw. Spin-Schäumen verbinden. Die kompromisslose Geometrisierung der Kräfte in dieser Theorie ähnelt etwas der geometrischen Gravitationstheorie Einsteins - und ist wohl auch deshalb ein heißer Kandidat für die "Weltformel". Interessant unter dem Aspekt der Emulation ist diese Theorie auch genau wegen dieser Geometrisierung - das könnte ein Demiurg in einen Programm-Algorithmus umsetzen! Oder umgekehrt: Daraus könnten wir auf den Algorithmus schließen, der dem Emulationsprogramm zugrunde liegt.

Alle Quantenphänomena wirken so absurd und fern jeder klassischen Logik, dass man sich durchaus das Gedankenexperiment gönnen kann, ihre Ursachen auf einer uns unzugänglichen Vollzugsebene zu sehen: Komplementarität, Unschärfe, Verschränkung - das sind Eigenschaften, die selbst viele Quantenphysiker nur kopfschüttelnd akzeptieren.

Aber als Wirkungen eines außerhalb unserer Realität ausgeführten Codes sind sie widerspruchsfrei vorstellbar.

Indizien für "Programmierfehler" oder Bedienungsfehler gibt es zuhauf. Beginnen wir mit dem Anfang. Bereits unmittelbar nach dem Systemboot ist anscheinend eine Panne passiert: Auf einmal expandiert das Universum - ohne ersichtlichen Grund - so schnell, dass seine einzelnen Regionen (die allerdings noch submikroskopisch klein sind) nicht miteinander wechselwirken können. Das nennt man die Inflation. Diese Phase war sehr kurz und endete ebenso abrupt und unerklärbar, aber sie sorgte durch die Vergrößerung von Quantenfluktuationen für die heutige Massenverteilung im Universum. Etwa 10-30 Sekunden nach dem Urknall war die Inflation bereits beendet, und das Universum fiel in die Standard-Expansion zurück. Da hatte es den imposanten Durchmesser von einem Meter - es war also noch genug Zeit, den Murks zu reparieren.

Hatte der Demiurg versehentlich den falschen Knopf gedrückt? Oder die Kaffeetasse umgestoßen und sein Keyboard "coffeiniert"?

Auch die Beschleunigung der Expansion des Universums, für die ganz unelegant eine rätselhafte und bis jetzt absolut fiktive "Dunkle Energie" verantwortlich gemacht wird, könnte Folge eines zusammengepfuschten Emulationsprogramms oder eines Userfehlers sein. Bekanntlich sitzt die Ursache von Computerproblemen in 99,999% aller Fälle vor dem Monitor…

Oder der Widerspruch in der Baryogenese: Im Urknall hätten Materie und Antimaterie zu gleichen Teilen entstehen und sich sofort gegenseitig vernichten müssen - ist definitiv nicht geschehen. Gab es also mehr Materie? Oder unterscheiden sich beide nicht nur im Vorzeichen, sondern auch in anderen Parametern? Beides würde bedeuten, dass der Demiurg keinen besonders guten Tag hatte, als er den Code schrieb. Denn wenn er es anders gewollt hätte, wäre es überflüssig gewesen, Antimaterie ins Konzept einzubauen. Andererseits ergibt ein absichtlicher Symmetriebruch keinen Sinn. Demiurgen sind eben auch nur Menschen…

Sehr rätselhaft, geradezu mysteriös ist die Starke Kraft (Farbkraft), die zwischen den Quarks wirkt. Während alle anderen Kräfte mit der Entfernung abnehmen, wächst diese gluonische Kraft mit der Entfernung, verhält sich wie ein Gummiband. Die Quantenphysiker konstatieren dies lediglich, ohne es zu erklären. Aber ohne diese ungewöhnliche Eigenschaft könnten keine stabilen Nukleonen existieren - das sieht doch aus wie ein raffiniert ausgeklügeltes Konzept. Da hatte der Demiurg mal eine richtig gute Idee - aber schade ist es schon, dass in der Gesamtansicht alles ziemlich eklektisch zusammengeklittert wirkt.

Es gibt jedoch eine ganze Reihe von Hinweisen darauf, dass der Demiurg das Universum extra für uns Menschen erschaffen hat - da sollten wir ihm die kleinen Nachlässigkeiten und Improvisationen großmütig verzeihen.