Die Theorie der p-, e- und c-Systeme (pec Konzept)

Übersicht

Wir unterscheiden zwischen drei verschiedenen Formen von Intelligenz. Dabei fragen wir nicht, welchen Grad der Intelligenz diese Systeme aufweisen, sondern welche Freiheit sie in ihrem intelligenten Denken haben. Wir nennen Systeme dieser drei Formen der Intelligenz p-, e- und c-Systeme (primary, evolutionary und conscious systems).

Die meisten Systeme, die in unserer heutigen Welt verwendet werden, fallen unter die Kategorie p-Systeme (primary systems). p-Systeme sind Systeme, die nach strikten Regeln programmiert sind und einen vorgegebenen Input in einen Output verwandeln. Das System selbst kann diese Regeln nicht ändern. Selbst komplexe Programme wie die zur Erstellung von Wettervorhersagen gehören dieser Kategorie an. Diese Programme tun exakt, was man ihnen vorgibt.

Seit einigen Jahren werden vor allem in der Forschung  für schwierige Optimierungsaufgaben mehr und mehr Programme verwendet, die sich evolutionär entwickeln können (e-Systeme, evolutionary systems). Diese Programme verändern ihr inneres Regelwerk in Anpassung an einen äußeren Druck. Solche Programme können überraschende und innovative Lösungen finden, doch ausschließlich innerhalb des Rahmens, für den sie gebaut wurden. Sowohl p- als auch e-Systeme haben „erzwungenen“ Input. D. h., sie können weder ihren Input und noch ihren daraus resultierenden Output willentlich regulieren.

c-Systeme schließlich sind Programme, die in der Lage sind ihr inneres Regelwerk sowohl aufgrund eines äußeren Drucks als auch aufgrund eigener Entscheidungen anzupassen. Sie sind in der Lage ihren In- und Output nach eigenen Vorstellungen zu steuern, so wie wir Menschen das auch tun. Einzig diese Programme haben das Potential selbständig die Strategien zu entwickeln, die notwendig sind, um komplexe Aufgaben wie die subtilen Feinheiten unserer Sprache voll zu verstehen.

Beginnen wir mit den p-Systemen und stellen uns die schlichte Frage: Was kann ein Stein?

p-Systeme – primary systems

Zweifelsohne kann ein Stein recht wenig. Er besitzt keine Form von Erinnerung, in der er neue Erlebnisse oder Erkenntnisse speichern könnte. Er kann in seinem Tun und Lassen nicht wählen, er kann nicht planen, seine Existenz hat kein unmittelbar erkennbares Ziel. Man sollte meinen, der Stein sei überhaupt nicht intelligent, zumindest nicht, wenn man sich an unsere Definition von „Intelligenz“ halten will. Doch so einfach ist es nicht. Die Definition von Intelligenz war in aller Kürze:

Wiedererkennung, Vorhersage, Planung, und Ausführung.

Was davon kann ein Stein?

Der Stein hat insofern eine Erinnerung, als dass in der Grundstruktur der Materie, aus der er sich zusammensetzt, das „Wissen“, wie Materie auf den Einfluss von Energien und Kräften reagiert, fest eingepflanzt ist. Mithilfe dieser Erinnerung kann er die Kräfte wiedererkennen, denen er folgen muss – in diesem Fall sind es Gravitation und die kinetische Energie der Windböen und Schallwellen – und er kann den Gesetzen folgen, die diese Kräfte beschreiben – in diesem Fall die Fallgesetze, Gesetze von aktio und reaktio etc. Weiter kann der Stein alle auf ihn einwirkenden Kräfte miteinander verrechnen. Inwieweit man das eine Planung nennen kann, überlassen wir dem geneigten Leser. Diese eventuelle Planung ist jedoch insofern sehr begrenzt, als dass der Stein keine Möglichkeit hat, für, beispielsweise, die Bahn, die er rollen wird, eine Alternative zu entwickeln. Er hat nur eine mögliche Zukunft, die er „vorhersehen“ kann, und er kann nur diese eine Zukunft wählen, er kann nur eine mögliche Handlung als Resultat aller auf ihn einwirkenden Kräfte ausführen. Wir nennen Systeme, die in jeder Situation nur eine mögliche Zukunft haben p-Systeme (primary systems).

Wenn wir von der Intelligenz eines Steins sprechen, ist es ziemlich offensichtlich, dass der Stein zwar mit uns verglichen ziemlich dumm ist, dass jedoch die Verrechnung der Einflüsse unzählbar vieler Kräfte in eine einzige Bahn eine Leistung darstellt, die wir nicht annähernd nachmachen können. Der Stein kann nichts als den Gesetzen der Physik zu folgen. Aber dies kann er mit Bravour, mit unnachahmlicher Perfektion, ohne je einen Rechenfehler zu begehen und schneller als jeder Computer.

Die Zuverlässigkeit von p-Systemen bildet das Rückgrat dieses Universums. Planeten, Sonnensysteme und Galaxien konnten sich bilden, weil seit dem Urknall alle Teilchen mit Masse ohne Zögern und ohne Zweifel den Gesetzen der Gravitation folgen. Licht bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit durch den Raum und vermittelt so Energie zwischen den Teilchen mit unbestechlicher Präzision. Wasserstoffkerne fusionieren bei hohem Druck zu schwereren Kernen. Dabei verlieren sie einen kleinen Teil ihrer Masse, emittieren dabei immer exakt die gleiche Menge Energie und bringen dadurch Sonnen zum Leuchten. Auf Quantenniveau folgen diese Prozesse statistischen Wahrscheinlichkeiten. Wir können sie zwar nicht exakt individuell vorhersagen, sehr wohl jedoch für größere Gruppen von Teilchen. Daher können wir heute genau berechnen, wie lange unsere Sonne noch leuchten wird oder wie alt ein Knochen ist, der Jahrmillionen lang in der Erde gelegen hat.

Bei niedrigeren Temperaturen bilden Teilchen Atome und Moleküle mit konstanten physikalischen und chemischen Eigenschaften. Keines dieser Teilchen kann wählen, ob es Masse haben möchte oder nicht, ob es eine chemische Verbindung eingehen möchte oder nicht. Eis kann nicht wählen, ob es bei Temperaturen über null schmilzt oder nicht. Kein Teilchen kann sich weigern, den Gesetzen zu folgen.

Auch die Hard- und Software von Computern betrachten wir als p-Systeme. Prozessoren schalten ohne Zögern und ohne Fehler zu begehen ihre Transistoren an und aus, wie es ihnen von den Programmen vorgegeben wird. Die Programme wiederum geben den Prozessoren exakt das vor, was auf Festplatten oder im RAM an Instruktionen gespeichert worden ist. Ohne Zögern, ohne Zweifel, ohne jemals Fehler zu begehen. Wenn Programme hängen bleiben, dann, weil die Instruktionen sie zum Hängenbleiben zwingen. Weder Programme noch Prozessoren können sich weigern eine Instruktion auszuführen, selbst wenn dies zum Absturz führt.

Die Zuverlässigkeit von Computern und Computerprogrammen bildet das Rückgrat unserer Verwaltungen. Wenn wir in MS-Word auf ein „S“ drücken, dann erscheint ein „s“ auf dem Bildschirm. Halten wir gleichzeitig die Shift-Taste gedrückt, erscheint ein „S“. Halten wir die Strg-Taste gedrückt wird unser Dokument gespeichert. Das Programm hat keine Wahl. Es muss tun, wozu es programmiert ist. Die Entscheidungsfreiheit von p-Systemen ist immer auf nur eine einzige Wahl beschränkt. Die Reaktionen des Programms sind für uns 100% vorhersagbar. So wie auch die Bahn, in der ein Stein fliegt, den wir werfen, 100% vorhersagbar wäre, wenn wir alle relevanten Kräfte und Wechselwirkungen berechnen könnten, und die geltenden Gesetze so gut verstehen würden wie der Stein. Ein Taschenrechner verrechnet sich nicht. Und betrachten wir uns ein komplexes Computerprogramm, so wie beispielsweise MS-Windows oder OpenOffice, so können diese Programme tausend Mal mehr als Steine, Planeten und Sonnen. Sie haben Tausende von Funktionen, die auf Tausende von Weisen kombiniert werden können. Wir können diesen Programmen Tausende von Befehlen geben und sie können auf Tausende von Weisen reagieren. Doch wenn wir uns das Maß an Freiheit ansehen, dass diese Programme respektive der Stein haben, dann ist dieses Maß genau gleich, nämlich gleich eins. Weder die Programme noch der Stein haben auch nur die kleinste Möglichkeit einen Befehl anders auszuführen, als ihre Natur oder ihre Programmierung es vorschreibt. Computerprogramme können hängen bleiben, sie tun manchmal Dinge, die wir nicht haben wollen, aber sie können nicht wählen hängen zu bleiben, sie können nicht freiwillig wählen, etwas anderes zu machen, als was wir ihnen befehlen.

Eben die Eigenschaft der Vorhersagbarkeit macht p-Systeme für höhere Systeme so interessant. Denn sowohl für die Intelligenz als auch das Bewusstsein war ja Vorhersage ein wesentliches Element.

In unserem Universum von Teilchen und Sonnen, Steinen und Planeten, in einem Universum von p-Systemen gibt es nur eindimensionale Intelligenz, eindimensionale Vorhersagen, eindimensionale Planung und eindimensionales Bewusstsein. Also einen Zustand, in dem Teilchen, Steine oder Planeten immer nur eine einzige Wahl haben. Wenn das ganze Universum aus dummen Teilchen besteht, stellt sich die Frage, wie Intelligenz und Bewusstsein entstehen konnten? Um das zu verstehen, werden wir uns ansehen, wie die ersten Lebensformen auf diesem Planeten entstanden sind.

e-Systeme – evolutionary systems

Die ersten 400 Millionen Jahre ihrer Existenz war die Erde ein Klumpen glühenden, flüssigen Gesteins. Nach und nach kühlte sie auf ihrer Oberfläche ab. Dann fing es an zu regnen. Nicht ein stiller warmer Sommerregen, sondern ein nicht enden wollendes Unwetter. Es regnete 40 000 Jahre lang. Und es regnete nicht reines, frisches Regenwasser, sondern eine ätzende Brühe voller Säuren, Rauchpartikel und was sich sonst so alles in den ersten 400 Millionen Jahren in der Atmosphäre angesammelt hatte. Dieser Regen fiel nicht durch frische, klare Luft, wie wir sie heute kennen, sondern durch Gifte wie Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff, Kohlenmonoxid, Methan und Ammoniak. Schließlich fiel dieser Regen nicht in einen frischen, kühlen Ozean, sondern über eine kochendheiße Landschaft, über Vulkane, über Staub und Asche, über Salze, Metalle und Schwermetalle. Flüsse bildeten sich, die all das mit sich rissen und langsam kochendheiße, schlammige, ätzende Seen und Meere bildeten, in denen unterseeische Vulkane unentwegt neue Chemikalien aus dem Inneren der Erde nach oben beförderten. Mit anderen Worten, es lagen die optimalen Bedingungen dafür vor, dass irgendwas geschehen würde.

Moleküle sind ein unstetiges Volk. Von Natur aus unzufrieden, suchen sie unentwegt nach anderen Molekülen, um ihnen etwas wegzunehmen oder aufzuschwätzen. Sie streiten sich dauernd mit anderen Molekülen um Elektronen oder ganze Molekülstückchen. Aminosäuren und Kohlenwasserstoffe sind besonders aktiv in diesem ständigen Gerangel.

Aminosäuren (Eiweißstoffe) und andere „organische“ Stoffe wie Kohlenwasserstoffe, Fettsäuren, Zuckerarten etc. wurden lange als Stoffe betrachtet, die nur von Lebewesen hergestellt werden konnten. Dies war ein großes Problem für all die Forscher, die versuchten zu rekonstruieren, wie das erste Leben entstanden war. Wenn organische Stoffe nur von Organismen produziert werden können, es aber keine Organismen geben kann, solange es keine organischen Stoffe gibt, dann hat man ein Problem. Viele nahmen daher an, dass das Leben entweder durch einen Schöpfer oder irgendwie aus dem Weltall auf die Erde kam. Doch Stückchen für Stückchen ist in den letzten Jahrzehnten ein nahezu komplettes Bild von der Entstehung des Lebens zusammengefügt worden.

Zunächst wies Stanley Miller nach, dass alle wichtigen organischen Verbindungen bei hohen Temperaturen aus anorganischen Gasen wie Methan, Ammoniak und Wasserstoff gebildet werden können. Dann fand man Bakterien in heißen, ätzenden Quellen im Yellowstone Nationalpark, und konnte so nachweisen, dass Bakterien unter Umständen existieren können, die wir zwar heute als extrem lebensfeindlich bezeichnen würden, die damals jedoch ganz normal waren. Neuere Theorien erklären, wie sowohl längere Aminosäureketten als auch einfache Stoffwechselmechanismen auf der Oberfläche von gewissen Mineralien und bei sehr hohem Druck und hoher Temperatur entstehen und stabil bestehen bleiben können. Diese Bedingungen findet man noch heute in der Nähe unterseeischer Geysire („Schwarze Raucher“). A. Yanagawa zeigte im Experiment, dass Aminosäuren bei sehr hohem Druck und hoher Temperatur zellähnliche Strukturen bilden, die gewisse Stoffe hereinlassen, andere ausstoßen. Diese Strukturen (Mikrosphären) können sogar wachsen und neue „Knospen“ ausbilden.

Uns interessiert hier weniger der exakte Entstehungsprozess, sondern der dahinterliegende Mechanismus. Stellen wir uns daher einen solchen Schwarzen Raucher vor. Wasser ist für einige Jahre durch die Eingeweide der Erde geflossen und hat dabei die verschiedensten Mineralien gelöst. Die Schwarzen Raucher sind wie Schornsteine, aus denen dieses Wasser mit sehr hoher Temperatur (stellenweise 300° C) wieder austritt. Dabei sinken Temperatur, Druck und pH-Wert und die gelösten Mineralien fallen zum Teil wieder aus. Sie legen sich als Matten an die Kanten und Hänge der Schlote und bewirken so, dass diese in der Breite und Höhe wachsen. Einige dieser ausgefallenen Mineralien (zB Pyrit) haben katalytische Wirkungen. Dies bedeutet, dass sie bestimmte chemische Reaktionen fördern können, ohne selbst an der Reaktion teilzunehmen. Moleküle, die sich in den Urmeeren befinden, bilden auf den Oberflächen dieser Katalysatoren einen Film und reagieren miteinander. Sie tauschen Elektronen und Molekülstückchen miteinander aus und bilden unter günstigen Umständen lange Ketten, die doch bald wieder zerfallen. Sie bilden völlig neue Gebilde in immer neuen Kombinationen. Mit dem Wasser, das aus den Schloten austritt, werden sie ständig mit Molekülen versorgt, die chemische Energie mit sich tragen, und so chemische Reaktionen anfeuern können.

Stellen wir uns nun eine rein hypothetische chemische Reaktion vor: ein Molekül A (zB eine Kombination von Aminosäure und Zuckermolekülen) kann besonders gut die chemische Energie von einem Molekül B (sagen wir Schwefelwasserstoff) aus dem Schlotwasser umsetzen. A hat nun einen Energieüberschuss, den C (zB eine Aminosäure) gut gebrauchen kann, um sich mit D (einem Zuckermolekül) zu vereinigen. C und D befinden sich in reichlichen Mengen im Meerwasser der Urozeane. Wenn jetzt eine Vereinigung von C und D wieder das Molekül A bildet, dann haben wir hier einen Produktionsmechanismus, bei dem immer mehr Moleküle A gebildet werden. Je mehr A gebildet wird, desto mehr Energie kann aus dem Schwefelwasserstoff gezapft werden, um aus C und D noch mehr A zu bilden. Dieser kleine hypothetische Kreislauf ist selbstreproduzierend, solange die Meeresströme ständig neues C und D und der Schlot ständig Schwefelwasserstoff nachliefern. Der Schlot, auf dem dieser Kreislauf stattfindet, wird sehr viel A produzieren, dass zum Teil mit den Meeresströmen fortgetragen wird. Wenn A unterwegs nicht auseinanderfällt, dann erreicht es vielleicht einen neuen Schlot, und kann da eine neue „Kolonie“ gründen.

Die Chance, dass A die Reise zu einem neuen Schlot überlebt, ist freilich größer, wenn A in eins der oben erwähnten Mikrosphären eingeschlossen ist. Dies sind kleine Kügelchen aus schützenden Membranen.

Wenn dies nun der einzige mögliche Kreislauf wäre, dann würde bald auf der ganzen Welt nur noch A produziert werden. Doch auf anderen Schloten entstehen andere Kreisläufe. Auch diese verbreiten sich, und konkurrieren mit A um Energie und Rohstoffe. Diejenigen Kreisläufe, die effektiver die zur Verfügung stehende Energie umsetzen können, die sich effektiver den Zugang zu Rohstoffen sichern können, die sich effektiver verbreiten und die sich schließlich an unterschiedliche Bedingungen anpassen können, werden relativ zu anderen Kreisläufen in diesen Konkurrenzkampf immer häufiger vorkommen. Ich möchte noch einmal betonen, dass die Moleküle, mit denen wir es hier zu tun haben, allesamt durch rein anorganische Prozesse wie Kometenkollisionen, Vulkanausbrüche, Supernovaexplosionen, Blitzeinschläge oder Reaktionen im Erdinneren entstanden sind. Diese Stoffe besitzen keine andere Intelligenz als die oben beschriebene primäre Intelligenz von p-Systemen. Sie haben keinen anderen Willen, als den, den physikalischen Gesetzen zu folgen und haben keine andere Wahl als die, mit anderen Stoffen zu reagieren, wenn sie unter den rechten Umständen mit ihnen in Kontakt kommen. Dennoch sehen wir hier nicht nur die Anfänge, sondern bereits das volle Spektrum eines evolutionären Prozesses.

„Survival of the Fittest“

Charles Darwin veröffentlichte 1859 nach langem Zögern seine bahnbrechenden Forschungsresultate in der Schrift „On the Origin of Species by Means of Natural Selection“ („Die Entstehung der Arten durch natürliche Auswahl“). Aber da der Begriff „Natürliche Auswahl“ das Bild einer Natur malt, die aktive Entscheidungen trifft, als hätte sie ein Entwicklungsziel, ersetzte Darwin diesen Ausdruck einige Jahre später mit dem von dem Ökonomen Herbert Spencer geprägten Ausdruck „Survival of the Fittest“ (ungefähr „das Überleben des am besten Angepassten“). Aber obwohl „Survival of the Fittest“ so unheimlich gut im Munde liegt, passt er eigentlich noch schlechter:

Zunächst suggeriert der Begriff, dass es überhaupt möglich ist „am besten“ angepasst zu sein. Dies ist jedoch nicht so. Nirgendwo in der Natur gibt es ein perfekt angepasstes Lebewesen. Ganz im Gegenteil ist die Evolution von lebenden Wesen ein enorm komplexer Optimierungsprozess unter sich ständig ändernden Umständen. Und wie wir später noch eingehend behandeln werden, erreicht ein solcher Prozess nie Perfektion.

Weiter deutet der Begriff an, dass der am besten Angepasste überleben würde, während ein weniger gut Angepasster dies nicht täte. Auch dies ist nicht so. Eher ist es so, dass nur der am schlechtesten Angepasste nicht überlebt, während alle anderen mehr schlecht als recht über die Runden kommen. Auch dies werden wir noch näher diskutieren.

Dann verspricht der Begriff gleichsam, dass der am besten Angepasste tatsächlich überlebt. Doch neben der guten Anpassung muss man noch Glück haben (oder zumindest darf man kein Pech haben) und man muss sich irgendwie vermehren, oder auf andere Weise dem Tod entrinnen.

Schließlich ist das Bild des gesamten Begriffes ziemlich statisch, als gäbe es eine ideale Anpassung, die, einmal erreicht, das Überleben garantiert. Aber in einer sich ständig ändernden Welt, mit sich ständig ihrerseits um bessere Anpassung bemühten Konkurrenten und Feinden, muss man sich diesen Änderungen auch ständig aufs Neue anpassen. Ist man heute der „Fitteste“ und die Bedingungen ändern sich ein wenig, das Wetter wird wärmer, bestimmte Rohwaren werden knapp, oder blonde Haare und helle Haut stehen nicht mehr so hoch im Kurs, landet man plötzlich auf dem letzten Platz.

Der Begriff e-System

Charles Darwin entwickelte seine Evolutionstheorie zu einem Zeitpunkt, da die vorherrschende Theorie zur Herkunft der Arten (die, dass Gott die Arten am vierten Tag erschaffen habe) offensichtliche Schwächen aufwies, eine andere Theorie jedoch nicht vorlag. Entsprechend fokussiert „On the Origin of Species“ auf die Evolution von Lebewesen. Uns interessiert aber die Evolution von Systemen, bzw. sich evolutionär verändernde Systeme oder eben e-Systeme.

Was ist ein System? Der Begriff ist nicht so einfach zu definieren. In Wikipedia finden wir diese Definition:

„Ein System (altgriechische Aussprache sýstema, heute sístima, „das Gebilde, Zusammengestellte, Verbundene“; Plural Systeme) ist eine Gesamtheit von Elementen, die so aufeinander bezogen sind und in einer Weise wechselwirken, dass sie als eine aufgaben-, sinn- oder zweckgebundene Einheit angesehen werden können und sich in dieser Hinsicht gegenüber der sie umgebenden Umwelt abgrenzen.“

Da man jedes Element eines Systems jedoch wiederum als System (oder Subsystem) auffassen kann, kommen wir mit dieser Definition eigentlich nicht weiter.

Bei Definitionen von Begriffen dieser Art muss man immer im Auge behalten, dass sie keine „wirklichen“ Dinge definieren, sondern abstrakte Gedanken. Kategorien, die wir erschaffen, um unsere Gedanken anderen mitteilen zu können. Sie sind daher weder richtig noch falsch, sondern werden entweder verstanden oder missverstanden und drücken entweder unsere Gedanken aus wie erwünscht oder nicht. Die obige Definition würden wir für Objekte verwenden, da sie eine „Gesamtheit von Elementen“ beschreibt, die miteinander Wechsel wirken, von außen aber objektiv betrachtet werden.

Unter dem Begriff System, wie wir ihn in diesem Text verwenden, sprechen wir jedoch von einer „Gesamtheit von Elementen“ die mit anderen „Gesamtheiten von Elementen“ wechselwirkt. Systeme sind für uns also Gebilde, die mit anderen Systemen interagieren.

Nehmen wir als Beispiel ein einfaches Ding, nehmen wir einen Stein. Ein Stein kann zunächst einfach als ein konkreter Gegenstand mit konkreten Eigenschaften aufgefasst werden: Er hat eine Form, ein Gewicht, eine Farbe eine Oberflächenstruktur. Er ist aus Atomen und Molekülen mit jeweils deren Eigenschaften zusammengesetzt. Ob man den Stein als einen Gegenstand (Objekt) oder ein System versteht, hat weniger mit dem Stein, als mit der Perspektive des Betrachters zu tun. Ein Objekt möchte man gern wiedererkennen (sodass man nicht darüber stolpert, oder damit es einem nicht an den Kopf fliegt). Bei einem System fragt man sich, wie man sich die spezifischen Eigenschaften des Systems zunutze machen kann, oder wie man durch die Eigenschaften dieses Systems, die Eigenschaften eines anderen Systems verändern kann, wenn diese beiden Systeme miteinander Wechsel wirken.

Demnach würden wir einen Stein, der einfach irgendwo rum liegt, ein Objekt nennen.

Wenn wir jedoch ein Haus baue, dann wäre ein Stein als Teil eines steinernen Fundaments oder einer steinernen Mauer innerhalb des Systems „Haus“ ein Subsystem, das dem System „Haus“ ganz besondere Eigenschaften verleiht. Auch das fertige Haus in seinem Wechselspiel mit den Bewohnern, wäre ein Subsystem oder ein Teil eines größeren Systems (einer Stadt vielleicht), das wiederum diesem System besondere Eigenschaften verleiht. Während also ein Objekt „objektiv“ betrachtet werden kann, kann ein System immer nur in seinem Zusammenhang mit anderen Systemen verstanden und beschrieben werden.

Doch nicht nur ein konkretes Haus ist ein System. Sondern der eigentliche Gedanke eines Hauses ist ein System. Der Gedanke, dass man etwas haben sollte, in dem man sich vor Regen oder Sonne schützen kann, in dem man ein warmes, trockenes Bett aufstellen kann, und in dem man ein Essen zubereiten und verzehren kann. Dieser „Gedanke“ ist ein System. Und als ein System kann es sich verändern, mit anderen Systemen interagieren, wachsen, kann neue Triebe schießen. Wenn man plant ein Haus zu bauen, dann kann man in seinen Gedanken die Eigenschaften des Hauses verändern. Man kann sich überlegen, wie viele Räume das Haus haben soll, wo Küche, Bad und Schlafzimmer liegen sollen, wie groß die Fenster und aus welchem Material die Wände sein sollen. Da Systeme (im Gegensatz zu Objekten) immerzu mit anderen Systemen interagieren, sind sie den Kräften der Evolution ausgesetzt. Während Darwin sich wie gesagt auf lebende Wesen konzentrierte, gelten die grundlegenden Gesetze der Evolution jedoch auch für alle anderen Systeme, seien sie konkret wie Steine oder abstrakt wie Gedanken.

So hat sich beispielsweise der Gedanke von Steinen als Baumaterial über die Jahrtausende hinweg fortlaufend entwickelt. Steine sind wetterbeständig, widerstehen hohen und niedrigen Temperaturen, sind wasserundurchlässig, können große Lasten tragen, sind formbeständig und können von keinem Ungeziefer angegriffen werden. Zunächst benutzte man die Steine, die man finden konnte. Dann lernte man, sie zu teilen und zuzuhauen. Parallel dazu hat man den Gedanken entwickelt, mineralisches Material wie Lehm zu benutzen und daraus „Steine“ zu formen. Von sonnengetrockneten Lehmziegeln, über Backsteine bis zu modernem Stahlbeton. Dieser Gedanke musste sich, um „überleben“ zu können, fortlaufend gegen andere Gedanken durchsetzen. Andere Materialien konkurrieren um die ökologische Nische „Baumaterial“: Glas, Holz, Metall, Kuhdung, Stroh usw. Jedes Material hat konkrete Eigenschaften, aber auch als System Entwicklungspotentiale. Und sie können als Systeme mit anderen Systemen kombiniert werden.

Ein abstraktes (gedankliches) System braucht ein konkretes Medium, um es zu tragen und zu bewahren. Im Falle des Systems „Steine als Baumaterial“ ist es das menschliche Gehirn oder die menschliche Gesellschaft, die diesen Gedanken trägt.

Evolution

Es ist ein weitverbreitetes Missverständnis, dass Evolution sich nach immer komplexeren, „höheren“ Systemen oder Lebewesen hin entwickeln würde. Dass es sozusagen ein in die Evolution eingebautes Streben nach höheren Systemen geben würde, welches schließlich und unvermeidlich auch höhere Intelligenz oder Bewusstsein hervorbringen würde. Doch dies ist nicht der Fall.

Es gibt in diesem Universum bedeutend mehr ungebundene Teilchen wie Protonen, Photonen etc, als solche, die Atomkerne bilden. Es gibt mehr einfache Atomkerne als komplexe, wobei der „einfachste“ und stabilste Atomkern in diesem Universum kurz nach dem Big Bang, der Wasserstoffkern war, der einfach nur aus einem einzigen Proton besteht. Erst nach etwa 300.000 Jahren war das Universum so weit abgekühlt, dass sich überhaupt komplexere Atomkerne bilden konnten. Und bei diesen niedrigeren Temperaturen und bei den geltenden Gesetzen und Naturkonstanten ist nicht Wasserstoff, sondern das Eisenisotop 56Fe das „einfachste“ und stabilste. Und daher fusionieren (verschmelzen) unter den richtigen Bedingungen alle Kerne, die kleiner sind als Eisen, während alle Kerne, die schwerer sind als Eisen, nach und nach fissionieren (zerfallen). Da unser Universum noch sehr jung ist, und daher noch nicht ausreichend Zeit zur Verfügung stand, alle Kerne zu fusionieren oder fissionieren, haben wir zurzeit noch einen Wasserstoffüberschuss. In einigen Billionen oder Trillionen Jahren wird unser Universum jedoch bedeutend mehr Eisen enthalten. Dann jedoch werden die meisten Sonnen und Galaxien aus Mangel an Treibstoff zusammenbrechen und Schwarze Löcher bilden. Wie es genau in Schwarzen Löchern aussieht und welche Strukturen unter den dort herrschenden Bedingungen „die einfachsten sind“, wissen wir nicht.

Weiter gibt es bedeutend mehr einzelne Atome, als einfache Moleküle wie Stickstoff (N2) oder Kiesel (SiO2), mehr interstellarer Staub oder Gasplaneten als Steinplaneten, auf diesen Steinplaneten gibt es mehr einfache Moleküle als komplexe wie Aminosäuren, mehr komplexe als superkomplexe wie Eiweißketten oder Stärke. Zurzeit kennen wir überhaupt nur einen einzigen Planeten, die Erde nämlich, auf dem es superkomplexe Moleküle gibt. Und auf diesem gibt es mehr primitive Lebensformen wie Bakterien als einfache Mehrzeller wie Algen, Schleimpilze oder Fadenwürmer. Es gibt mehr Algen als höhere Mehrzeller wie Fliegen oder Gänseblümchen. Mehr Fliegen als Säugetiere oder Vögel, mehr Vögel als Menschen. Unter den Menschen gibt es schließlich mehr solche von schlichtem Gemüt als solche, die zu wirklich komplexen Gedanken wie der Relativitätstheorie fähig sind. Es gibt mehr Schundliteratur als wirklich erbauliche, gute Bücher. In unseren Kaufhäusern wird mehr Müll angeboten als durchdachte, gut entwickelte Qualitätsprodukte, es gibt mehr einfache Hütten als CO2 neutrale, wasser- und energiesparende, die Gesundheit und das Wohlsein fördernder Häuser und schließlich mehr simple Programme wie die Programme für Taschenrechner und Quarzuhren als hochkomplexe Programme für die Erstellung langfristiger Wettervorhersagen.

Nichts in unserem Universum strebt nach höherer Komplexität, ganz im Gegenteil. Alles in unserem Universum strebt nach Unordnung, Lebewesen und deren Subsysteme mit eingeschlossen. Dennoch gibt es Lebewesen, und damit kehren wir ein weiteres Mal zur Evolution zurück.

Evolution ist eine lustige Sache. Das Wort „Evolution“ stammt von dem lateinischen evolvere „ausrollen“, „entwickeln“ und ist an sich schon sehr miss weisend, denn es erweckt, wie gesagt, den Anschein, dass hier irgendwas nach Entwicklung streben würde. Geprägt wurde der Ausdruck von Menschen, die aus ihrer einzigartigen anthropozentrischen Perspektive heraus eine Welt betrachten, in der überall Fliegen, Schleimpilze, Gänseblümchen und Vögel ihr Unwesen treiben.

Doch Evolution ist eigentlich nur von einem einzigen Prinzip angetrieben: Was bestehen bleibt, bleibt bestehen, alles andere tut es nicht.

Wir stehen hier auf unserem kleinen, blauen Planeten, und stellen fest, dass irgendwann vor etwa 4 Milliarden Jahren gewisse Moleküle das Kunststück fertiggebracht haben, Kopien von sich selbst zu erzeugen. Während alle Steine um sie herum zwar fantastisch stabil waren und für Jahrtausende und Jahrmillionen unverändert irgendwo rum liegen konnten, konnten diese Moleküle trotz ihrer Zerbrechlichkeit etwas, was Steine nicht konnten, sie konnten sich vermehren.

Für einige Tausende oder Millionen Jahre vermehrten sich diese Moleküle. Bald waren es sehr viele. Aber sie vermehrten sich nicht überall. Sie vermehrten sich nur da, wo die rechten Bedingungen vorlagen. Da wo Temperatur, Druck und Zugang zu Rohstoffen die Vermehrung ermöglichte. Es vermehrten sich auch nicht alle verschiedenen Sorten gleich. Manche taten dies effektiver. Also entstanden immer mehr von den effektiven Molekülen. Wir wissen nicht, wie lange es gedauert hat oder wie genau die allerersten Zellen ausgesehen haben, aber irgendwann bildeten sie sich. Irgendwann entstanden sehr, sehr einfache Zellstrukturen, die sich nicht nur effektiv vermehren konnten, sondern die von einer schützenden Membran umgeben waren. Diese mag aus Aminosäuren oder Lipiden (Fettstoffen) bestanden haben. Wahrscheinlich haben sich in diesen ersten Jahrmillionen unzählige Varianten gebildet, die alle wieder zerfallen sind. Manche Membranen waren stabil und schützten effektiv die eingeschlossenen Aminosäuren, ermöglichten aber keine Teilung, weil sie zu stabil waren. Andere förderten vielleicht die Vermehrung der Aminosäuren, da sie die rechten Rohstoffe hereinließen, gingen aber schließlich zugrunde, weil sie Abfallstoffe nicht wieder herausließen. Erst als eine Membran entstand, die stabil war, längere Aminosäureketten schützen konnte, die Rohstoffe herein und Abfallstoffe herauslassen konnte, und Wachstum und Vermehrung ermöglichte, war die erste teilungsfähige Zelle entstanden.

Keine Aminosäurekette, und sei sie noch so lang, will sich vermehren. Sie tut es, weil sie es infolge der Naturgesetze dieses Universums tun muss, wenn die richtigen Bedingungen vorliegen. Ebenso will sich keine primitive Zelle teilen und vermehren. Die meisten ersten Zellen sind wahrscheinlich geplatzt und Membran und Inhalt haben sich aufgelöst. Die meisten ersten Aminosäureketten sind wahrscheinlich wieder zerfallen. Nur bei einigen wenigen lag die rechte Kombination von Eigenschaften vor. Die rechte Elastizität und Semipermeabilität der Membran, der rechte Code auf der Aminosäurekette und das Ganze in einem schmalen Umfeld vom rechten Druck, der rechten Temperatur und dem rechten Zugang zu Rohstoffen. Da wo die richtigen Eigenschaften zusammentrafen, bildeten sich die ersten teilungsfähigen Zellen, da wo sie nicht vorlagen, geschah gar nichts.

Mit den ersten primitiven Zellen, mit den ersten Aminosäureketten, eingeschlossen in eine Membran, fähig sich zu teilen und zu vermehren, entstand eine ganz neue Art von Systemen auf diesem Planeten. Wir nennen diese Systeme e-Systeme, evolutionäre Systeme.

Das Besondere an diesen Systemen ist nicht die Fähigkeit sich zu vermehren, sondern die Fähigkeit sich zu ändern. Steine können sich nicht ändern. Sie bestehen aus Silizium, Sauerstoff, Mangan, Aluminium, Schwefel, Eisen oder Stickstoff. Diese Bestandteile können in verschiedenen Konzentrationen und Kombinationen, Verbindungen und Vereinigungen vorliegen und geben dem Stein verschiedene Eigenschaften. Aber einmal zusammengesetzt behält ein Stein diese Eigenschaften für Millionen von Jahren. Mit den ersten Zellen verhält es sich (ein klein wenig) anders. Jede neue Kombination von Aminosäuren verleiht der Zelle völlig neue Eigenschaften, und jedes Mal, wenn die Zelle eine neue Kopie von sich erstellt, können sich diese Eigenschaften ändern. Ja sogar jedes Mal, wenn die Zelle einen Rohstoff aufnimmt, einen Abfallstoff ausscheidet, oder intern Aminosäurekettenstückchen kopiert, teilt oder zusammensetzt, ändern sich die Eigenschaften des Gesamtsystems „Zelle“. Damit besitzt die Zelle die Fähigkeit sich an unterschiedliche äußere Bedingungen anzupassen, sowie die internen Bedingungen zu regulieren. Die Informationen darüber, wie diese Regulierung oder Anpassung im Detail vonstattengeht, ist wiederum auf der Aminosäurenkette gelagert. Wir glauben, wir können diese Aminosäurekette getrost eine DNA oder RNA nennen. Das mag zwar entwicklungshistorisch nicht ganz korrekt sein, ist aber verständlicher. Diese DNA gibt der Zelle ein Gedächtnis, und sie speichert damit die erste primitive Information, den ersten Gedanken. Der „Wortlaut“ dieses Gedankens könnte vielleicht folgender sein: „Wenn Molekül A gegenwärtig ist, dann soll die Produktion von Molekül B stattfinden und die Produktion von Molekül C aufhören.“

Die konkrete Bedeutung dieses Gedankens könnte beispielsweise folgender sein: Wenn Chlorionen (Molekül A) vorhanden sind, dann ist offenbar die Membran irgendwo leck und Meerwasser dringt ein. Daher muss die Produktion eines für die Membran notwendigen Aminosäurekomplexes (B) stattfinden, während die Produktion eines anderen Moleküls (C), das dieselben Rohwaren benötigt, aufhören muss.

Die Zelle weiß natürlich nicht, dass dies die Bedeutung des Gedankens ist. Sie weiß in dem Sinne überhaupt nichts. Es ist nur so, dass eine Zelle, die diesen Gedanken auf ihrer DNA haben und irgendwie konkretisieren kann, länger überlebt, als eine solche, die es nicht kann. Und eine Zelle, die länger überlebt, die gar kleinere Schäden reparieren kann, wird sich öfter teilen und damit diesen Gedanken verbreiten.

Der Gedanke, der auf dieser biologischen DNA gelagert ist, kann auch auf einem nicht-biologischen Speichersystem gelagert werden. Auf einer Festplatte beispielsweise würde der gleiche Gedanke, ausgedrückt in einer etwas anderen Sprache so aussehen:

If(A == true) {Produktion_B = true; Produktion_C = false;}

Das liest sich so: wenn (A vorhanden) dann{Produktion von B und keine Produktion von C}

Dies sind allgemein übliche Programmieranweisungen, wie sie mehr oder weniger in dieser Form seit Jahrzehnten in allen Programmen benutzt werden. Wie wir bereits an diesem kleinen Beispiel sehen, unterscheidet sich eine DNA-Instruktion in keiner Weise von einer Programmier-Instruktion. Und für beide Instruktionen ist es gleichermaßen entscheidend, dass diese Instruktionen ohne Zweifel, ohne Zögern und ohne Fehler von Subsystemen ausgeführt werden, wenn sie aufgerufen werden.

In den ersten primitiven Zellen lagen die einzelnen Gedanken oder Instruktionen nicht ordentlich auf einem einzigen langen DNA-Strang, sondern sie schwammen einfach frei innerhalb der Zellmembran umher. Bei der Zellteilung gab es natürlich auch keinen Mechanismus, der dafür sorgte, dass wirklich von allen Instruktionen je mindestens eine Kopie in jeder neuen Zelle landete. Schließlich gab es auch keinen Mechanismus, der die DNA lesen konnte (Ribosomen) und aus der Information neue Proteine herstellen konnte.

Die ältesten Fossilien von Bakterien oder bakterienartigen Strukturen, die man gefunden hat, sind 3,6 Milliarden Jahre alt. Das, was wir normalerweise mit „Evolution“ verknüpfen, also die Entwicklung und stetige Veränderung und Anpassung von Tieren, Pflanzen und Pilzen mit allen nur denkbaren Formen, Farben und Größen setzte erst vor etwa einer halben Milliarde Jahren ein. Bis dahin gab es auf diesem Planeten etwa drei Milliarden Jahre eigentlich nur Bakterien, einfache Algen und recht einfache Mehrzeller wie Plattwürmer. So lange dauerte es, um Schritt für Schritt alle notwendigen Mechanismen zu entwickeln und zu verfeinern, bevor wir die in ihrer Komplexität bereits unbeschreiblich wunderbaren Maschinchen bekamen, die wir heute mehr oder weniger verächtlich „Bakterien“ nennen. Drei Milliarden Jahre ist eine lange Zeit. Trillionen von Zellen schwammen in den Meeren, teilten sich, vermehrten sich, produzierten Aminosäure/Zuckerketten-basierte Gedanken, übernahmen diese von anderen Zellen, wenn sie sich vereinigten (gegenseitig auffraßen, als Parasiten anhefteten, gegeneinanderprallten und Risse bekamen etc ) oder verbreiteten sie, wenn sie sich teilten. Betrachtet man sich heute auch nur die primitivste Zelle, die wir finden können, so ist diese bereits ein Wunderwerk an ineinandergreifenden Mechanismen. Ein frühes e-System.

Vergleich p- und e-Systeme

Kehren wir nun noch einmal kurz zu unseren ersten primitiven Zellen zurück. Wenn wir uns die Subsysteme aus denen Zellen oder auch Vielzeller bestehen (d. h. auch Menschen) näher betrachten, sehen wir, dass sie jeweils aus mehreren Subsystemen bestehen und dass diese unterschiedlicher Natur sind. Zunächst haben wir die an den Reaktionen tatsächlich beteiligten Moleküle bzw Chemikalien, die Aminosäuren, Salze, Zucker, Lipide. Dies sind reine p-Systeme, das heißt Systeme, die sich in keiner Weise ändern können und deren Eigenschaften unabänderlich durch die Naturgesetze vorgeschrieben sind. Die gilt auch für komplexe Aminosäureketten oder Membranen. Zwar sind die chemischen Reaktionen an sich sehr komplex, doch nichts desto trotz eindeutig und unabänderlich durch die Naturgesetze geregelt.

Dann haben wir die einzelnen Zellen. Gehen wir davon aus, dass die Sequenz der DNA jeweils konstant ist, dann ist auch die Zelle als ein p-System zu verstehen. Doch bei jeder Zellteilung kann die jeweils neue Zelle durch Fehler bei der Kopie oder andere Einflüsse, eine leicht andere DNA-Sequenz erhalten. Wenn diese neuen Zellen sich einfach ungehindert in immer neuer Form vermehren und verändern würden, könnte man dennoch nicht von einem evolutionären System sprechen. Auch Steine verändern sich ständig, sie verändern ihre Lage, sie verwittern, sie werden wärmer oder kälter. Doch diese Veränderungen ändern nichts Grundsätzliches. Damit man einer Gruppe von Zellen den Status von e-Systemen zuschreiben kann, müssen sie sich auf eine solche Weise ändern, dass man sagen kann, dass sie auf ein bestimmtes Ziel hinarbeiten. Jeder, der sich mit Evolution beschäftigt, wird sich jetzt wahrscheinlich an seinem Kaffee verschlucken. Evolution hat kein Ziel! Nein, nur die Ruhe, Evolution hat kein Ziel. Dennoch, mit einem bisschen Abstand betrachtet, erscheint es, als hätte sie eins.

Der Unterschied ist von Bedeutung. Wenn ein Stein den Hang herabrollt, dann tut er dies, weil die für ihn unabänderlichen Gesetze der Gravitation und der Mechanik ihn dazu zwingen. Er folgt diesen Gesetzen. Wenn eine Zelle sich teilt, dann tut auch sie dies nach den unabänderlichen Gesetzen der Physik und der Chemie. Auch dann, wenn bei der Zellteilung ein Fehler entsteht und eine neue Zelle entsteht. Diese neue Zelle interagiert nun in einer neuen Weise mit ihrer Umwelt. Manchmal tut sie dies besser als die Zelle, aus der sie hervorging, meist nicht.

In dem seltenen Fall jedoch, in dem sie besser interagiert, kann dieses „besser“ nur dann als ein solches erkannt werden, wenn es einen Maßstab dafür gibt, was besser ist. Obwohl keine Zelle dieser Welt irgendein Entwicklungsziel kennt, und obwohl auch die Evolution als solches kein Ziel hat, so gibt es dennoch diesen Maßstab, der die Evolution von lebenden Wesen bestimmt. Dieser Maßstab ist denkbar einfach: Alles, was bleibt, bleibt. Alles, was nicht bleibt, verschwindet. Daher ist es auch unmöglich einem System zu einem bestimmten Zeitpunkt anzusehen, welcher Art es ist, denn der Begriff „Bleiben“ setzt eine bestimmte Zeitspanne voraus. Wir können also sagen, dass man einem System zu einem gegebenen Zeitpunkt nicht ansehen kann, ob es ein p- oder ein e-System ist. Zu jedem gegebenen Zeitpunkt ist jedes System nur ein p-System. Ein eventueller evolutionärer Charakter wird erst erkennbar, wenn man das System über eine längere Zeit hin beobachtet.

Nun bleiben auch Steine. Sehr lange sogar. Manche bleiben mehrere Milliarden Jahre im Prinzip an der gleichen Stelle liegen. Doch jeder Stein, als System, löst sich schließlich auf. Er verwittert und verschwindet. Eine Zelle hingegen, sie bleibt in einer Weise, die für den Stein unmöglich ist. Sie ändert ihre innerste Struktur, um nicht zu verschwinden. Keine Zelle dieser Welt hat jemals das Ziel gehabt zu bleiben. Es ist einfach nur so, dass jede Zelle, deren innere Struktur ihr dieses Bleiben ermöglicht, ganz einfach nicht verschwindet, obwohl die p-Systeme, aus der sie besteht, oft sehr empfindlich sind. Vier Bedingungen müssen vorliegen, damit ein e-System entstehen kann:

Das System muss eine Art von veränderbarem, informationstragendem Medium besitzen.

Das System muss die auf diesem Medium gelagerte Information ändern können.

Das System muss diese geänderte Information konkretisieren können, so dass sie evaluiert werden kann.

Es muss eine übergeordnete Evaluierungsfunktion (ein Evolutionsdruck) vorliegen, der die Evolution des Systems in eine bestimmte Richtung leitet. Im Falle der biologischen Evolution ist es der Druck, komplexe aber unzureichend stabile Systeme aufzulösen. Dieser Druck, das Streben nach steigender Entropie, wirkt auf alle, nicht nur auf evolutionäre Systeme, und ist eine der grundlegenden Eigenschaften dieses Universums.

Einem Stein fehlt das veränderbare Medium. Für einen rollenden Stein sind Form und Gewicht die entscheidenden Eigenschaften, und diese können als solche nicht vom Stein geändert werden. Selbst wenn wir sehr viele Steine betrachten, und diese alle aus verschiedenen Mineralien bestehen und verschiedene Formen haben, so ändern sich nicht die grundlegenden Eigenschaften: Runde Steine rollen einen Hang herab, wenn sie nichts festhält. Anders ist dies mit Algen oder Bakterien: Einige Algen oder Bakterien werden von Wind und Regen weggespült, aber einige bleiben kleben und vermehren sich in ihrer klebrigeren Form. Wenn ein Stein auf sie draufrollt, werden einige Algen zerquetscht, aber einige haben eine so elastische Membran, dass sie nicht platzen, sondern sich erneut teilen können.

Man kann das Herunterrollen eines Steins als Konkretisierung seiner Information betrachten. Man kann auch sagen, dass die neue Lage des Steins auf die eine oder andere Weise evaluiert wird. In gewisser Weise ist es ja so, dass der Stein durch sein Herabrollen dem Wind entkommt, der an ihm nagt. Doch die grundlegenden Eigenschaften des Steins ändern sich nicht. Egal wie oft Steine den Hang herabrollen, sie bleiben schwer und ihre Form ändert sich nur, wenn sie zerbrechen. Sie werden, egal wie oft sie durch geologische Prozesse wieder nach oben gehoben werden, um erneut eine Million Jahre später herabzurollen, nie das Laufen lernen oder die Photosynthese entwickeln. Anders bei den Bakterien und Algen. Hier haben wir es mit einer grundsätzlich anderen Art von Systemen zu tun. Jedes einzelne Subsystem einer Zelle, jedes p-System, aus dem es besteht, ist an sich sehr unbeständig. Doch die rechte Kombination der rechten Subsysteme gibt dem e-System ganz neue, überraschend stabile Eigenschaften. Eine Aminosäurenkette ist für sich genommen sehr instabil, ebenfalls eine Membran, ein Enzym oder ein Fettstoff. Jedenfalls, wenn man sie mit der ungeheuren Stabilität eines Steins vergleicht. Und natürlich gehen die meisten Bakterien kaputt, wenn sie neuen Belastungen ausgesetzt werden.

Doch manche Bakterien sind diesen Belastungen besser gewachsen als andere, sie vermehren sich und damit die Gedanken, die sie befähigt haben, diesen Belastungen standzuhalten. Diese Gedanken sind von der prinzipiell gleichen Art wie andere Gedanken. Ein Input (eine Belastung, sagen wir ein schwerer Stein) wirkt auf das System (eine Gruppe von Bakterien), dieser Input wird verarbeitet (die DNA wird variiert), der Gedanke wird als Handlung konkretisiert (verschiedene Typen von Membranen oder inneren Organisationen werden gebildet) und evaluiert (steife Bakterien platzen, elastischere Bakterien werden platt gedrückt, platzen aber nicht), er wird kommuniziert (die nicht geplatzten Bakterien teilen sich) und vom Kommunikationspartner (der nächsten Generation) verstanden (die neue Generation „weiß“ nun, wie sie der Belastung eines schweren Steines standhalten kann).

Wird eine Gruppe von Bakterien nur ein einziges Mal einer solchen Belastung ausgesetzt, ist es unwahrscheinlich, dass sie ihr standhält. Wiederholt sich jedoch die Belastung, und tut sie dies in unterschiedlich milden oder härteren Graden, dann ist es wahrscheinlich, dass sich der Gedanke, wie man als Bakterie diese Belastung aushalten kann, nach und nach bildet und mit jeder Evaluierung und Kommunikation immer mehr verbessert. Während dieser Phase der stetigen Verbesserung hat der Gedanke e-Charakter. Das heißt, er wird fortlaufend konkretisiert und evaluiert, und bei jeder Evaluierung verbessert.

Schließlich hat man Bakterien, die sehr viel aushalten können. An diesem Punkt angekommen, ist keine Änderung oder Verbesserung des Gedankens mehr notwendig, und egal wie viele Steine auf die Bakterien rollen, so leben sie unbeirrt und unverändert weiter. Der Gedanke ist nun so fest in das Gedächtnis (die DNA) der Zelle integriert, dass er seinen e-Charakter verliert und zu einem reinen p-Gedanken wird, der, wie ein fallender Stein, vollkommen vorhersagbar ist. Man kann die Eigenschaften von p- und e-Systemen folgendermaßen zusammenfassen:

  • p-Systeme sind Systeme, die auf Einwirkungen von außen auf eine eindeutig festgelegte und unabänderliche Weise reagieren.
  • e-Systeme sind Systeme, die sich auf Einwirkungen von außen hin verändern können. Diese Veränderung geschieht in Annäherung an eine Evaluierungsfunktion. e-Systeme können diese Evaluierungsfunktion nicht ändern.

Wie bereits erwähnt, unterteilen wir zwischen drei Arten der Intelligenz, nämlich p-, e- und c-Systemen. Mit c-Systemen werden wir uns gleich noch beschäftigen, doch so viel sei schon gesagt:

  • c-Systeme sind wie e-Systeme Systeme, die sich auf Einwirkungen von außen hin verändern können. Diese Veränderung geschieht ebenfalls in Annäherung an eine Evaluierungsfunktion. c-Systeme können aber zusätzlich diese Evaluierungsfunktion ändern.

Die p-Natur von e-Systemen

Man muss sich bei der Betrachtung von e-Systemen vor Augen halten, dass diese letztlich aus p-Systemen bestehen. Wenn wir eine einzelne Zelle sezieren, finden wir nichts als verschiedene Moleküle und Chemikalien, die jede für sich strikt und unabänderlich den grundlegenden Gesetzen dieses Universums folgen müssen, ohne eigenen Willen, und ohne die Fähigkeit aktiven Einfluss auf irgendwelche Entwicklungen nehmen zu können. Jeder Bestandteil einer Zelle, eines Steinpilzes, eines Fuchses oder eines Menschen ist ein p-System. Dennoch besitzt die Gesamtheit dieser p-Systeme in ihrer einzigartigen Kombination evolutionäre Fähigkeiten, die p-Systemen fehlen.

Betrachten wir unser Universum, dann ist der Anteil von p-Systemen überwältigend groß, der Anteil von e-Systemen verschwindend klein. Wir wissen nicht, auf wie vielen anderen Planeten Leben existiert, doch selbst wenn wir nur unser eigenes Sonnensystem betrachten, besteht dieses zu nahezu 100 % aus „toter“ Materie. Die Masse aller lebenden Wesen auf unserem Planeten ist wahrscheinlich kaum größer als vielleicht 10 Billionen Tonnen. Das klingt viel, doch allein unsere Erde hat eine 100 Milliarden-mal größere Masse, und unsere Sonne hat 300.000-mal mehr Masse als die Erde. Es gibt in unserem „belebten“ Sonnensystem entsprechend 2*1017-mal mehr „tote“ Materie als lebende. Und selbst wenn wir uns nun diese „lebende“ Masse genau betrachten, so ist es schwer, den eigentlichen „lebenden“ Anteil zu erkennen. Lebt ein Zahn? Leben Haare? Lebt eine DNA-Kette, ein Protein, ein Knochen. Lebt das Wasser, aus dem eine Gurke zu 98% besteht? Die unmittelbare Antwort auf diese Frage sollte „nein“ sein. Es ist wiederum nur die Gesamtheit aller Einzelelemente, der man die Eigenschaft „Leben“ zuteilen kann.

Was man als „Leben“ oder „nicht-Leben“ bezeichnet ist unserer Meinung nach Geschmacksache. Der Übergang ist fließend, die Definitionen sind unklar. Folgen sie ungefähr unserer Intuition sind sie unzureichend, weichen sie zu sehr von unserer Intuition ab, kann man sie nicht akzeptieren. Und gleich, welche Definition man wählt, so hat sie nur Wert innerhalb eines kleinen Anwendungsbereiches, wie zum Beispiel der Frage, „wann kann man einen Menschen als tot erklären“. Gemäß unserer Argumentation, würden wir einem System dann die Eigenschaft „Leben“ zubilligen, wenn auf dem Niveau von funktionellem Bewusstsein alle 14 kognitiven Dimensionen vorhanden sind.

Optimierung

Es gibt einen wesentlichen Grund dafür, dass alle e-Systeme zum allergrößten Teil aus p-Systemen bestehen. Dieser Grund liegt in der Schwierigkeit, e-Systeme zu optimieren. Die primitivste Bakterie, die wir kennen, hat eine DNA bestehend aus 20.000 Aminosäurepaaren. Die Zelle ist nur funktionsfähig, wenn (fast) alle diese Paare in der exakt korrekten Reihenfolge auftreten, sich innerhalb einer schützenden Membran befinden, das Plasma, das die Zelle füllt, die korrekte Zusammensetzung hat, und diese Zelle sich zudem in einem Medium befindet, in dem es sich ernähren kann und in dem der rechte Druck und die rechte Temperatur herrschen. Werden nur wenige Paare ausgetauscht, hat die Membran ein Loch oder eine etwas verkehrte Zusammensetzung, oder weichen die chemisch-physikalischen Verhältnisse innerhalb oder außerhalb der Zelle nur ein wenig von den Idealwerten ab, die die Zelle braucht, dann bricht das empfindliche Gleichgewicht der Zelle zusammen und sie stirbt. Wie oben beschrieben, so hat die Evolution dieser Zelle über eine Milliarde Jahre gedauert.

Der Motor der Evolution, so sagt man, sei der Zufall. Doch das ist nur die halbe Wahrheit. Was die Evolution erst möglich macht, ist die Tatsache, dass es e-Systemen gelungen ist, immer nur einen winzig kleinen Teil ihrer selbst zu variieren, während sie fast alles andere unverändert lassen. Von den 20.000 Aminosäurepaaren (A-Paaren) unserer Bakterie werden bei einer Teilung, wenn überhaupt, nur einige wenige geändert.

Stellen wir uns vor, dass eine Zelle sich vermehren möchte. Wenn sie auch nur ein einziges A-Paar ändert, muss die Zelle mindestens 20.000 Nachkommen produzieren, um einigermaßen sicher sein zu können, dass wenigstens ein Nachfahre denselben und erwiesenermaßen erfolgreichen Gensatz hat wie sie selbst. Variiert sie 2 A-Paare, muss sie 20.000 * 20.000 = 400 Millionen Nachfahren erzeugen. Bei drei A-Paaren sind das 8 Billionen.

Da man davon ausgehen kann, dass nur wenige dieser neuen Variationen ebenso gut oder gar besser sind als die Elternzelle, dass sogar die meisten nicht lebensfähig sind, dann ist dies eine extrem ineffektive Methode sich zu variieren. Nicht überraschend hat es ja auch Hunderte von Millionen von Jahren und unglaublich viele Zellteilungen gedauert, um wenigstens gut funktionierende Bakterien hervor zu bringen.

Sexuelle Vermehrung war nicht nur erfolgreich, weil mit dieser Methode die DNA effektiv variiert werden konnte, sondern vor allem, weil der weitaus größte Teil der DNA nicht variiert wird. Der Erfolg der meisten Arten besteht nicht darin, sich ständig aktiv neuen Bedingungen anzupassen, sondern über Tausende von Generationen hinweg im Prinzip unverändert zu bleiben.

Wie bereits erwähnt ist der Ausdruck „Überleben des am besten Angepassten (Survival Of The Fittest)“ insofern missweisend, als es eigentlich „Nicht-Überleben des am schlechtesten Angepassten (Non-Survival Of The Most Unfit)“ hätte heißen sollen. Hier finden wir eines der wichtigsten Missverständnisse, wenn von Evolution gesprochen wird. Vor allem Mathematiker, die darin trainiert sind, die eine perfekte und absolut fehlerfreie Lösung für ein Problem zu finden, argumentieren oft, dass das Erwerben von Weltwissen nicht in endlicher Zeit möglich ist, weil es ein Problem darstellt, dessen Suchraum nahezu unendlich groß ist.

Dieser sogenannte Suchraum ist der imaginäre Raum, in dem sich alle möglichen Lösungen befinden, auch die richtig schlechten. Die Größe dieses Raumes wächst exponentiell mit der Anzahl möglicher Variablen. Wenn wir beispielsweise ein Problem mit 2 Variablen haben und jede der Variablen 10 Werte annehmen kann, dann gibt es 100 mögliche Kombinationen oder Lösungen (von denen nur einige wenige „gut” und die meisten „schlecht“ sind). Bei 3 Variablen verstecken sich die wenigen guten Lösungen zwischen 1000 möglichen, bei 6 zwischen einer Million. Bei 9 Variablen müssen eine Milliarde Kombinationen durchprobiert werden. Mit der Größe des Suchraums wächst auch die Zeit, die ein System benötigt, diesen Raum nach guten Lösungen abzusuchen. Wächst der Suchraum exponentiell, so wächst auch die Suchzeit exponentiell.

Stellen wir uns vor, wir wollten einen Kuchen backen. Wir haben Mehl, Wasser, Zucker, Butter, Salz und Eier. Außerdem haben wir einen Ofen. Allein mit diesen wenigen Ingredienzien haben wir im Prinzip unendlich viele Kombinationsmöglichkeiten. Zwar gibt es bestimmt viele gutschmeckende, nicht angebrannte, aber dennoch gar gebackene Kombinationen, dennoch sind dies verschwindend wenige im Verhältnis zu den unendlich vielen steinharten, versalzenen, außen schwarzen, innen rohen Klumpen oder schlammigen, faden und gerade mal lauwarmen Brühen.

Noch deutlicher wird es, wenn wir die Liste der Ingredienzien nicht von vornherein begrenzen, sondern vorgeben einen Kuchen aus all den guten Dingen zu backen, die man so in einer Küche finden kann. Wenn man bereits weiß, was man zu einem Kuchen nehmen sollte, mag dies eine verständliche Anweisung sein, für evolutionäre Systeme jedoch, die nichts anderes können, als einfach irgendwas zusammenzuschmeißen und dann zu testen, was herauskommt, wird es sehr lange dauern, bevor beispielsweise Scheuerlappen und Spülmittel nicht mehr so oft in den Kuchen vorkommen.

Mathematiker suchen nun nach dem einen perfekten und fehlerfreien Kuchen. Doch einen solchen Kuchen gibt es nicht. Auch eine schlammige lauwarme Brühe kann zur Not gegessen werden. Es ist halt nur eher eine Suppe als ein Kuchen. Doch für den der Hunger hat, macht das keinen Unterschied.

Evolutionäre Systeme suchen nicht nach der perfekten Lösung. Sie suchen nach irgendeiner Lösung und sind damit zufrieden, wenn die gefundene Lösung nur ein ganz klein wenig besser ist, als die bisher schlechteste in der Population. Es geht nicht darum am besten angepasst zu sein, sondern nicht am schlechtesten. Daher ist auch das Problem des Erwerbens von Weltwissen kein unendlich komplexes Problem. Zwar besteht „Weltwissen“ aus Millionen und Milliarden von Komponenten, die alle in irgendeiner Weise optimiert werden müssen, doch keine einzige dieser Komponenten muss perfekt optimiert werden. Es reicht, wenn man weiß, dass irgendeine erwärmte Mischung von Mehl, Wasser und etwas Salz essbar ist. Man überlebt auch, wenn man kein Soufflé backen kann.

Die Kunst ein System zu optimieren besteht darin, so wenige Variablen und so viele Konstante wie möglich zu haben. Ein erfahrener Koch weiß, aus welchen Zutaten man einen guten Kuchen backen kann. Er kennt das ungefähre Verhältnis zwischen Salz und anderen Zutaten. Weiß etwa wie lange und bei welcher Temperatur er backen soll. Er hat eine Vorstellung davon, welche Menge Zucker den Kuchen zu süß oder nicht süß genug macht. Innerhalb dieser sehr schmalen Grenzen kann er experimentieren. Aber am liebsten hält er sich an ein Rezept. Denn selbst dann ist es nicht sicher, dass der Kuchen gut wird, denn wenn die Eier nur etwas zu groß sind oder der Ofen etwas zu kalt ist, wird der Kuchen zu trocken.

Die Kunst des Optimierens besteht darin, jede einigermaßen erfolgreiche Variable so schnell wie möglich in Beton zu gießen. Oder – wie wir es ausdrücken würden – von e-Niveau auf p-Niveau herabzudrücken, sie erstarren zu lassen. Die DNA ist ein solches Beispiel. Sie ist die für die Zelle unabänderliche Liste aller Instruktionen. Sie sollte nicht und sie wird auch nicht von der Zelle geändert. Jede Änderung ist ein Risiko. Aus diesem einfachen Grund sehen wir von den e-Eigenschaften von e-Systemen im Alltag im Prinzip so gut wie nichts. Weltwissen (oder irgendein sonstiges Wissen) wird nicht dadurch aufgebaut, dass man dem System alle Variablen vor den Kopf knallt und dann erwartet, dass es sie ordnet und optimiert, sondern dadurch, dass zunächst nur ein paar wenige Variablen präsentiert werden, und man dann langsam auf dieses Grundwissen aufbaut. Man bringt einem Kind nicht das Sprechen bei, indem man ihm die gesammelten Werke von Shakespeare in die Wiege legt.

c-Systeme – conscious systems

c-Systeme sind, wie schon erwähnt, Systeme, die in der Lage sind, die Evaluierungsfunktionen, nach denen sie sich entwickeln, zu ändern. Damit bekommen sie eine gewisse Kontrolle darüber, wie sie sich entwickeln werden. Doch ebenso wie e-Systeme im Grunde genommen sehr seltene und sehr komplexe Arrangements von p-Systemen sind, so sind c-Systeme im Grunde genommen sehr seltene und sehr komplexe Arrangements von e-Systemen, die freilich ihrerseits auf p-Systemen basieren. Während e-Systeme ausschließlich nach einem äußeren Druck geformt werden, da jeder ihrer „Vorschläge“ immer nur von einem äußeren System (zB. der Natur) evaluiert wird, so können c-Systeme (innerhalb gewisser Grenzen, die wir noch beschreiben werden) „Vorschläge“ produzieren und intern nach „frei“ gesetzten Regeln evaluieren.

Wir Menschen sind der Ansicht, dass wir mithilfe unseres freien Willens unsere Entscheidungen treffen. Doch der Begriff des freien Willens ist kontrovers. Maschinen, so meinen viele Forscher, können grundsätzlich keinen freien Willen entwickeln. Manche Forscher sind gar der Ansicht, dass auch Menschen nicht frei entscheiden können. Doch zwischen der Fähigkeit zu Bewusstsein und der Fähigkeit frei entscheiden zu können, besteht zweifellos ein Zusammenhang. Wie wir gesehen haben, haben p-Systeme ein eindimensionales Bewusstsein, das freie Entscheidungen nicht zulässt. Wir haben auch gesehen, dass die Entscheidungen von e-Systemen ausschließlich extern evaluiert werden und das System selbst damit zwar in gewisser Weise Entscheidungen trifft, sich über die Konsequenzen dieser Entscheidungen jedoch nur sehr begrenzte Vorstellungen machen kann.

Die Frage, die sich uns nun stellt, ist, wie Menschen oder nicht-biologische c-Systeme freie Entscheidungen treffen und damit Kontrolle über ihr Handeln und ihre Entwicklung bekommen. Wie kann beispielsweise ein Künstler versuchen, einen ganz bestimmten blauen Ton zu mischen, der nicht sein Überleben in irgendeiner Weise fördert, sondern weil er dies einfach nur möchte?

Die meisten unserer Wünsche sind „rationell“, dh. sie haben eine Kopplung an die Wirklichkeit. Wir möchten etwas essen, weil wir Hunger haben, und Hunger haben wir, weil unsere Zellen Nahrung brauchen, und sie brauchen Nahrung, weil sie sonst sterben und sie streben danach nicht zu sterben, weil sie die evolutionäre Erfahrung gemacht haben, dass wenn sie nicht sterben, sondern um Nahrung bitten, wenn sie sie brauchen, dann bleiben sie bestehen. Nur Zellen und komplexe Zellverbände, denen es gelungen ist, eine solche Kette von Bedürfnissen und Bedürfnisbefriedigung fehlerfrei aufzubauen, haben überlebt.

Wir gehören zu den wenigen Systemen dieses Universums, denen dies gelungen ist. Daher gibt es uns, und daher essen wir, wenn wir Hunger haben.

Doch wie können wir, als c-Systeme, versuchen ein bestimmtes, leicht grünliches Blau zu mischen, das nichts mit Hunger oder Überleben zu tun hat? Wir brauchen das fertige Bild nicht einmal jemandem zu zeigen. Wir brauchen es uns nicht einmal selbst anzusehen. Wir können uns gar nur vorstellen, dass wir verschiedene Farbtuben öffnen, die Farbe auf die Palette drücken, mischen, noch etwas Gelb dazugeben, noch etwas Schwarz. Wie können wir in unserer Phantasie mit dem Resultat zufrieden sein? Wie können wir unzufrieden sein und noch einmal von vorne anfangen? Wie machen wir das?

Es lässt sich freilich argumentieren, dass auch hinter dieser reinen Phantasie irgendein konkretes Bedürfnis steht, ein evolutionäres Bedürfnis, über das das System (der Künstler) keine Kontrolle hat, so wie dieses Bedürfnis wiederum auf puren p-Gesetzmäßigkeiten basiert. Doch ganz so einfach ist es nicht, wie wir noch sehen werden. Und eine der wichtigsten Fragen in diesem Zusammenhang ist die des freien Willens.

Weitere Informationen zu diesem Thema und die vollständige Theorie der c-Systeme finden sich in Johan Lagerkvists Buch C-SYSTEME: Consystology, erhältlich im CS Books Verlag unter
www.cs-books.com