Welches waren die zentralen politischen und philosophischen Fragen des 20. Jahrhunderts? Eine war ideologischer Natur: Die totalitären Systeme von rechts (Faschismus) und links (Kommunismus) gerieten in Konkurrenz zur Demokratie und zum sozialstaatlich strukturierten Kapitalismus und unterlagen beiden auf breitester Front. Eine weitere Frage betraf die Folgen des technischen Fortschritts. Schon im 19. Jahrhundert wurden die Probleme der Technisierung evident (etwa die sozialen Folgen der Industrialisierung), das Spektrum der Problematik erweiterte sich durch viele Aspekte (Sozialgefälle innerhalb und zwischen den Völkern, Umweltzerstörung usw.) und wurde zu einem zentralen Thema im 20. Jahrhundert. Doch die Frage, »was einen Menschen ausmacht«, spielte bislang noch keine herausragende Rolle (allenfalls in der Diskussion um den Schwangerschaftsabbruch) – auch wenn dieses Jahrhundert in besonderem Maße, aber auch die vorangegangenen schon viel hinsichtlich der Durchsetzung der Menschenrechte und der Anerkennung des rechtlichen Schutzes aller Lebewesen erreicht hatten.

Einen sehr guten Überblick mit technischen Details zur Mustererkennung durch neuronale Netze bieten die »Neural Network Frequently Asked Questions«, die Website von W.S. Sarle unter <ftp://ftp.sas.com/pub/neural/FAQ.html>. Zur Fähigkeit von neuronalen Netzen, einzelne Charakteristika zu unterscheiden, siehe Charles Arthur, »Computers Learn to See and Smell Us«, in: Independent, 16. Januar 1996.

Wie in Kapitel 6, »Der Bau neuer Gehirne …« erörtert werden wird, dürften Techniken zu einem solchen destruktiven Scannen schon Anfang des 21. Jahrhunderts verfügbar sein. Ein nichtinvasives Scannen mit einer ausreichenden Auflösung und Bandbreite wird erst gegen Ende der ersten Hälfte des kommenden Jahrhunderts verfügbar sein.

Ein allgemeinverständlicher Überblick und detaillierte Hinweise zur Urknalltheorie und zum Ursprung des Universums siehe »Introduction to Big Bang Theory«, Bowdoin College Department of Physics and Astronomy <http://www.bowdoin.edu/dept/physics/astro.1997/astro4/bigbang.html>. –

Literatur zur Urknalltheorie: Joseph Silk, A short History of the Universe, New York 1994; Joseph Silk, The Big Bang, San Francisco 1980; Robert M. Wald, Space, Time & Gravity, Chicago 1977; Stephen Hawking, Eine kurze Geschichte der Zeit – die Suche nach der Urkraft des Universums, Reinbek bei Hamburg 1988.

Diese Kraft heißt deshalb »stark«, weil sie den Atomkern trotz der starken Abstoßung zwischen den einzelnen Protonen zusammenhält.

Die elektroschwache Kraft kombiniert den Elektromagnetismus mit der schwachen Kraft, die für den Beta-Zerfall verantwortlich ist. 1968 gelang es zwei Physikern, dem Amerikaner Steven Weinberg und dem Pakistani Abdus Salam, die schwache Kraft und die elektromagnetische Kraft in eine vereinheitlichte Theorie zu überführen. Die Weinberg-Salam-Theorie zeigt die sogenannte »spontane Symmetriebrechung« auf, wonach einige Teilchen, die bei niederer Energie unterschiedlich erscheinen, sich bei höheren Energien als Repräsentanten des gleichen Typs herausstellen.

Die schwache Kraft ist für den Beta-Zerfall und für andere stufenweise ablaufende langsame nukleare Prozesse verantwortlich.

Albert Einstein, Über die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie; allgemeinverständlich, Braunschweig 1964.

Die Hauptsätze der Thermodynamik geben an, wie und warum Energie übertragen wird.

Der Erste Hauptsatz der Thermodynamik (postuliert von Hermann von Helmholtz 1847), auch bezeichnet als Energieerhaltungssatz, besagt, dass Energie weder erzeugt noch vernichtet, sondern lediglich umgewandelt werden kann und dass demnach die Energiemenge im Universum konstant bleibt.

Nach dem Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik (von Rudolf Clausius 1850 formuliert), auch bezeichnet als Entropiesatz, kann die Entropie, also das Maß der Unordnung im Universum, niemals abnehmen (wohingegen sie gewöhnlich zunimmt). Mit der wachsenden Entropie im Universum wandelt sich die Energie in weniger nutzbare Formen um. Die Effizienz jedes Prozesses liegt deshalb stets unterhalb von hundert Prozent.

Der Dritte Hauptsatz der Thermodynamik (beschrieben von Walther Hermann Nernst 1906 auf der Grundlage der Vorstellung eines absoluten Nullpunktes, wie er erstmals von Baron Kelvin 1848 postuliert worden war) ist auch als Gesetz vom absoluten Nullpunkt bekannt. Demnach kommt die Molekularbewegung bei einer Temperatur von 0 Kelvin (-273 °C), also dem absoluten Nullpunkt, zum Stillstand. Da die Temperatur ein Maß der Molekularbewegung ist, kann man sich dem absoluten Nullpunkt beliebig annähern, ihn aber niemals erreichen.

»Evolution and Behavior« – unter <http://ccp.uchicago.edu/~jyin/evolution.html> – enthält eine ausgezeichnete Sammlung von Artikeln und Links zu den Theorien der Evolution. – Siehe auch: Edward O. Wilson, Der Wert der Vielfalt: die Bedrohung des Artenreichtums und das Überleben des Menschen, München 1995; Stephen Jay Gould, The Book of Life, New York 1993.

Vor vierhundert Millionen Jahren besiedelten erste Landpflanzen die Sümpfe. Damit konnten in Form von Amphibien erste pflanzenfressende Wirbeltiere das Land erobern. Gleichzeitig tauchten erste landlebende Gliederfüßer auf, von denen einige sich zu Insekten weiterentwickelten. Vor ungefähr zweihundert Millionen Jahren teilten sich die Saurier und die Säugetiere die gleichen Lebensräume. Die beherrschende Rolle spielten die Saurier; die oft nachtaktiven Säuger gingen ihnen meistens aus dem Weg.

Nach dem Verschwinden der Saurier vor 65 Millionen Jahren besetzten an Land die Säugetiere deren ökologische Nischen. Die Säuger sind die am höchsten entwickelte Klasse der Wirbeltiere. Kennzeichnend sind Warmblütigkeit, die Ernährung der Jungen durch Muttermilch, ein Fell, die geschlechtliche Fortpflanzung, (meistens) vier Extremitäten und vor allem das hochentwickelte Nervensystem.

Die Primaten bilden die am höchsten entwickelte Ordnung innerhalb der Säuger. Kennzeichnend sind die nach vorn gewandte Augenstellung, das binokulare Sehen und große Gehirne mit stark gewundenen Großhirnrinden, die höhere Denkfunktionen und ein komplexeres Sozialverhalten ermöglichen. Primaten waren nicht die einzigen intelligenten Tiere, zeichneten sich aber durch ein zusätzliches Merkmal aus, das die Entwicklung zum Computerzeitalter beschleunigen sollte: der Daumen, der zur Oppositionsbewegung gegen die anderen Finger befähigt und so einen unverzichtbareren Teil des Greifwerkzeugs darstellt. Intelligenz und die Fähigkeit, die eigene Umwelt zu beeinflussen: diese beiden Merkmale waren für die Entwicklung von Technik notwendig. Die zweite Fähigkeit beruhte dabei vor allem auf dem Gebrauch der Finger und Zehen. Es ist kein Zufall, dass die anatomische Bezeichnung für die Finger im Englischen »digits« heißt. »Digit« kommt von lateinisch »digitus« für Finger oder Zehe – und ist seinerseits möglicherweise mit dem griechischen deiknynai für »zeigen« verwandt.

Vor ungefähr fünfzig Millionen Jahren spaltete sich die Unterordnung der Anthropoiden ab. Anders als ihre Vettern, die Halbaffen, durchliefen die Anthropoiden eine rasche Evolution, die vor ungefähr dreißig Millionen Jahren zur Herausbildung höherer Primaten wie Menschen- und andere Affen führte. Kennzeichnend sind deren besondere Fähigkeit zur Kommunikation über Laute, Gestik und Mimik, eine Voraussetzung für die Entwicklung eines komplexen sozialen Verhaltens. Vor ungefähr 15 Millionen Jahren tauchten die ersten Hominiden auf. Obwohl sie bereits auf den hinteren Extremitäten gingen, stützten sie sich noch auf die Knöchel der Hände, um Balance zu halten.

Bei einem Computerprogramm können allerdings schon Änderungen um zwei Prozent gewaltige Auswirkungen haben.

Der Homo sapiens ist heute die einzige, aber nicht die erste technikschaffende Spezies auf der Erde. Der Homo habilis (der »geschickte« Mensch) tauchte schon vor fünf Millionen Jahren auf. Kennzeichnend waren sein aufrechter Gang und sein großes Gehirn. »Geschickt« war er insofern, als er bereits Werkzeuge herstellte und einsetzte. Unser direktester Vorfahr, der Homo erectus, tauchte vor ungefähr zwei Millionen Jahren in Afrika auf. Er setzte ebenfalls Werkzeuge ein, nutzte Feuer, entwickelte eine Sprache und gebrauchte Waffen.

Der Primatenforscher Carel Van Schaik hat in den Sümpfen von Suaq Balimbing auf Sumatra Orang-Utans beobachtet: Die Tiere fingen und sammelten Insekten, Honig und Obst mit Werkzeugen, die sie selbst hergestellt hatten. Während gefangene Orang-Utans den Umgang mit Werkzeugen leicht erlernen, stellen die Primaten von Suaq die erste in der Wildnis beobachtete Population dar, die Werkzeuge einsetzte. Bei Orang-Utans in anderen Teilen der Welt ist ähnliches nicht beobachtet worden, wohl hauptsächlich deshalb, weil ihre Nahrungsquellen bequemer zugänglich sind.

Carl Zimmer, »Tooling Through the Trees«, Discover 16, Nr. 11 (November 1995), S. 46f.

Krähen stellen Werkzeuge aus Zweigen und Blättern her. Sie dienen verschiedenen Zwecken, zeigen ein hohes Maß an Standardisierung und sind sogar mit Haken und Stacheln versehen. Das gekrümmte Ende des Zweiges nutzen Krähen zum Absuchen von Blattunterseiten nach Wanzen. Sie nehmen ihre Werkzeuge mit und lagern sie nahe ihrer Nester.

Tina Adler, »Crows Rely on Tools to Get Their Work Done«, in: Science News 149, Nr. 3 (20. Januar 1996), S. 37.

Krokodile können ihre Beute nicht ohne Weiteres zerreißen, deshalb verankern sie sie zuvor zwischen Felsen oder an Baumwurzeln. Ein solches Verhalten ist als der Gebrauch von Werkzeug gedeutet worden.

Aus der »Animal Diversity Web Site« des zoologischen Museums der University of Michigan, <http://www.oit.itd.umich.edu/projects/ADW/>.

Tiere kommunizieren aus einer Vielzahl von Gründen: zur Verteidigung (zur Warnung von Artgenossen bei Gefahr), zur Erschließung von Futterquellen (um Artgenossen auf sie aufmerksam zu machen), bei der Werbung und Paarung (um Paarungsbereitschaft zu signalisieren oder um potenzielle Rivalen zu vertreiben) sowie zur Abgrenzung eines Reviers. Die Kommunikation dient grundsätzlich der Arterhaltung. Einige Tiere nutzen sie allerdings nicht nur als Überlebensstrategie, sondern auch, um Gefühle auszudrücken.

Die Kommunikation im Tierreich ist durch eine Vielzahl faszinierender Beispiele belegt:

Berichten zufolge erlernen Washoe und Koko (ein männlicher und ein weiblicher Gorilla) die American Sign Language (ASL). Sie sind die bekanntesten der Primaten, denen eine gewisse Vertrautheit mit menschlichen Kommunikationsformen nachgesagt wird. Nach einem Training konnte der Schimpanse Viki sogar drei Wörter (Mama, Papa und das englische »Cup«) artikulieren. Die Schimpansinnen Lana und Kanzi lernten, an einer Computerkonsole Knöpfe mit Symbolen zu betätigen.

Steven Pinker äußert Bedenken hinsichtlich der Hypothese der Forscher, dass Menschenaffen die Taubstummensprache vollständig begreifen können. So merkt er in The Language Instinct: How the Mind Creates Language (New York 1994) an, die Menschenaffen lernten ASL nur in Grobform ohne volle Nuancen. Die erlernten Zeichen seien von den »realen« sehr weit entfernt. Zudem würden einfache Handbewegungen der Affen von den Forschern häufig als wirkliche Zeichen missdeutet. So fiel einem gehörlosen Wissenschaftler aus Washoes Gruppe auf, dass Kollegen bei den Affen sehr viel mehr Zeichen protokolliert hatten, als er selbst beobachten konnte.

Technik tauchte schon in grauer Vorzeit auf und hat sich seither immer rasanter weiterentwickelt. Zu den von anderen Arten und Unterarten der Hominiden eingeführten Techniken gehören der Feuergebrauch, Steinwerkzeuge, Töpferei, Bekleidung und andere Mittel zur Deckung der Grundbedürfnisse. Frühe Arten von Hominiden entwickelten auf rudimentärer Ebene zudem eine Sprache, eine Bildende Kunst, Musik und andere menschliche Ausdrucksmittel.

Vor ungefähr zehntausend Jahren begannen Menschen Pflanzen und wenig später auch Tiere zu domestizieren. Nomadische Jäger wurden sesshaft und entwickelten stabilere Formen des Zusammenlebens. Hütten und Häuser schützten den Menschen und seine Erzeugnisse. Verbesserte Transportmittel ermöglichten Tauschhandel und sorgten mit für die Entstehung einer Zivilisation.

Das Rad wurde offenbar relativ spät erfunden. Die ältesten Funde aus Mesopotamien datieren aus der Zeit von vor ungefähr 5500 Jahren. Zeitgleich tauchen in derselben Region Flöße und Boote auf – und die Keilschrift, die erste bekannte Schrift.

Diese Errungenschaften versetzten die Menschen in die Lage, sich zu großen Gruppen zusammenzuschließen und so eine Zivilisation zu entwickeln. Die ersten Städte gab es vor ungefähr sechstausend Jahren in Mesopotamien. Ungefähr ein Jahrtausend später entstanden altägyptische Städte wie Memphis und Theben, die zu Keimzellen des mächtigen ägyptischen Pharaonenreichs werden sollten. Als Festungen angelegt, wurden sie von Armeen verteidigt, denen die damals modernste Kriegstechnik zur Verfügung stand: neben Pfeilen, Bogen und Speeren auch der Streitwagen. Das Kastensystem dieser Hochkultur bildete die Grundlage einer Arbeitsteilung, die auch die organisierte Weiterentwicklung von Technik förderte. Eine Kaste aus Intellektuellen mit Lehrern, Ingenieuren, Ärzten und Schreibern bildete sich. Weitere Errungenschaften der altägyptischen Kultur waren die Papyri, die Standardisierung von Maßeinheiten, eine raffinierte Bearbeitung von Metall, künstliche Bewässerung und ein Kalender.

Vor über zweitausend Jahren erfanden die Griechen Maschinen mit einem komplizierten Innenleben. Archimedes, Ptolemäus und andere beschrieben Hebel, Nocken, Flaschenzüge, Klappen, Zahnräder und ausgeklügelte Mechanismen, die die Zeitmessung, die Navigation, die Kartografie sowie den Häuser- und Schiffbau revolutionierten. Die größte Berühmtheit erlangten die Griechen im Bereich der Kunst, vor allem in Dichtung, Theater und Bildhauerei.

Die griechische Kultur wich der überlegenen Militärtechnik der Römer. Das Römische Reich brachte die bisher erfolgreichste und am besten organisierte Stadtkultur hervor – eine Stadtkultur, der über einen sehr langen Zeitraum hinweg Stabilität und Frieden beschieden war. Römische Ingenieure überzogen den Kontinent mit einem Straßennetz, Tausende von Kilometern lang. Sie errichteten zahllose öffentliche Bauten wie Versammlungshallen, Brücken, Sportstadien und Bäder. Ein System von Abwasserkanälen sorgte für ein Höchstmaß an Hygiene. Aber vor allem glänzten die Römer auf dem Gebiet der Militärtechnik: Streitwagen und Rüstungen, Katapulte und Wurfspieße sowie andere hochwirksame Waffen und Kriegsmaschinen sicherten dem Reich die Herrschaft über die damals bekannte Welt.

Der Zerfall dieses Reichs um 500 n. Chr. läutete das Mittelalter ein, das zu Unrecht als »finsteres« Zeitalter gilt. Zwar verlief der technische Fortschritt im nächsten Jahrtausend, gemessen an heutigen Verhältnissen, eher langsam, doch drehte sich die Spirale der Entwicklung zusehends schneller. In Byzanz, in den Ländern des Islam, in China und anderswo erlebten die Naturwissenschaften, die Technik, die Religion, die Künste und die Philosophie eine Blütezeit. Dank des weltweiten Handels befruchteten sich die verschiedenen technischen Entwicklungen gegenseitig. So verdankte Europa den Chinesen die Armbrust und das Schießpulver, den Indern das Spinnrad. Papier und Drucktechniken, vor zweitausend Jahren von den Chinesen erfunden, gelangten jetzt nach Europa. In verschiedenen Teilen der Welt drehten sich Windmühlen mit ausgeklügelten Getrieben, hinter denen ein Fachwissen steckte, das später die Entwicklung erster Rechenmaschinen vorantreiben sollte.

Die Erfindung der gewichtangetriebenen Uhr im 13. Jahrhundert – sie funktionierte mit der an Windmühlen und Wasserrädern erprobten und verbesserten Zahnradtechnik – befreite die Gesellschaft vom Zwang, den Lebensrhythmus nach dem Sonnenstand auszurichten. Die wohl bedeutendste Erfindung des Spätmittelalters, Johann Gutenbergs Buchdruck mit beweglichen Lettern, schuf die Voraussetzungen für die Entstehung eines Geisteslebens außerhalb der von Kirche und Staat kontrollierten Eliten.

Im 17. Jahrhundert hatten technische Errungenschaften mit für die Entstehung weltumspannender Reiche gesorgt. In verschiedenen europäischen Ländern, darunter England, Frankreich und Spanien, entstanden durch den Handel mit fernen Kolonien blühende Wirtschaftsräume. Der Kolonialismus förderte den Aufstieg einer Schicht von Kaufleuten, ließ ein weltweites Bankensystem entstehen und stellte mit rechtlichen Regelungen wie dem Patent erstmals geistiges Eigentum unter Schutz.

Am 26. Mai 1733 erteilte die englische Patent-Behörde John Kay das Patent auf seine »neuartige Maschine zum Teilen und Schlichten von Wolle«: für ihn eine gute Nachricht angesichts seines Vorhabens, seinen »Schnellschützen« zur selbstständigen Hin- und Herbewegung des Schiffchens am Webstuhl rasch auf den Markt zu bringen. Seine Erfindung wurde in der aufblühenden Textilindustrie Englands zum durchschlagenden Erfolg, doch zehrten die Prozesse zur Durchsetzung seines Patentes alle Gewinne auf. Kay starb verarmt und ohne je begriffen zu haben, dass seine Innovation in der Weberei die Industrielle Revolution eingeläutet hatte.

Die flächendeckende Einführung von Kays Erfindung steigerte enorm den Garnbedarf, sodass man versuchte, mechanisierte Formen des Spinnens zu entwickeln. Eine solche Maschine, die »Cotton Jenny« von Richard Arkwright, wurde 1770 patentiert. In den Achtzigerjahren des 18. Jahrhunderts folgten dann neue Maschinen, die die Wolle vor der Verspinnung automatisch krempelten und kämmten. Gegen Ende des 18. Jahrhunderts hatten die Textilfabriken mit ihren immer effizienteren Maschinen die vielen kleinen englischen Familienbetriebe schließlich verdrängt. Diese Industrielle Revolution rief Anfang des 19. Jahrhunderts die Ludditen auf den Plan, die erste organisierte Bewegung gegen den technischen Fortschritt.

David E. Kalish, »Chip Makers and U.S. Unveil Project«, in: New York Times, 12. September 1997

Weitere Ausblicke auf die Zukunft der Computerkapazität siehe Hans Moravec, Mind Children: The Future of Robot and Human Intelligence, Cambridge 1988, und das »Interview with David Waltz, Vice President, Computer Science Research, NEC Research Institute« unter <http://tqd.advanced.org/2705/waltz.html>. Das Thema wird zudem diskutiert in Ray Kurzweil, Das Zeitalter der Künstlichen Intelligenz, München und Wien 1993, S. 401–417. Alle drei Quellen erötern das exponenzielle Wachstum der Rechenleistung.

Eine mathematische Theorie zum Unterschied zwischen Information und dem Rauschen sowie zur Fähigkeit eines Informationskanals zur Übertragung von Information.

Das Sante Fe Institute spielte bei der Entwicklung von Konzepten und Techniken zur Komplexität und zu emergenten Systemen eine Pionierrolle. Federführend bei der Entwicklung von Paradigmen zu Chaos und Komplexität war Stuart Kauffman, At Home in the Universe: The Search for the Laws of Selforganization and Complexity, Oxford 1995. Gegenstand der Abhandlung sind die »ordnenden Kräfte am Rande des Chaos«.

John Tyler Bonner stellt die Frage »Wie kommt es, dass eine Eizelle zum erwachsenen Wesen wird? Wie konnte sich in Jahrmillionen aus einem Bakterium ein Elefant entwickeln?« Siehe hierzu sein Buch Evolution of Complexity by Means of Natural Selection, Princeton 1988.

Ein weiterer Denker des Santa Fe Institute auf dem entstehenden Gebiet der Komplexitätstheorie ist John Holland. Seine Vorlesungsreihe am Institut von 1994 ist erschienen unter dem Titel Hidden Order: How Adaptation Builds Complexity, Reading 1996.

Siehe ebenso John Holland, Emergence: From Chaos to Order, Reading 1998, und Mitchell M. Waldrop, Inseln im Chaos: Die Erforschung komplexer Systeme, Reinbek bei Hamburg 1993.

Die chemische Zusammensetzung der DNS war bereits in den frühen Fünfzigerjahren bekannt. Die damals wichtigen Fragen lauteten: Wie ist das DNS-Molekül aufgebaut? Auf welche Weise erfüllt es seine Funktion? Beantwortet werden sollten diese Fragen 1953 von James D. Watson und Francis H.C. Crick.

Watson und Crick veröffentlichten ihre neuen Erkenntnisse in der Zeitschrift Nature: (25. April 1953) »The Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid«. – Mehr zum Wettlauf verschiedener Forschungsgruppen um die Aufdeckung der Molekularstruktur der DNS siehe James D. Watson, Die Doppelhelix. Ein persönlicher Bericht über die Entdeckung der DNS-Struktur, Reinbek bei Hamburg 1973.

Die Translation beginnt damit, dass ein Teil des DNS-Strangs zur Freilegung des Codes aufgetrennt wird. Durch Erstellung einer Kopie des freigelegten Codes der Basenpaare in der DNS wird ein Strang Messenger-RNS (mRNS) gebildet. Die Messenger-RNS, so benannt nach ihrer Botenfunktion, verlässt als Kopie eines DNS-Abschnitts den Zellkern und reist in den umgebenden Zellkörper ein. Dort trifft die mRNS auf ein ribosomales RNS-Molekül, das den Code auf ihr abliest und dann mithilfe der sogenannten Transfer-RNS (tRNS) aus den einzelnen Aminosäuren Proteinketten bildet. Diese Proteine sind die Arbeitsmoleküle, die die Aufgaben der Zelle übernehmen. So besteht beispielsweise das Hämoglobin, das für den Transport des Sauerstoffs über das Blut ins Körpergewebe verantwortlich ist, aus einer Sequenz von fünfhundert Aminosäuren. Da jede Aminosäure drei Nukleotid-Bausteine benötigt, erfordert die Codierung von Hämoglobin 1500 Positionen auf dem DNS-Molekül. Im menschlichen Körper werden jede Sekunde fünfhundert Billionen Hämoglobin-Moleküle gebildet. Die Maschinerie arbeitet folglich sehr effizient.

Ziel des Human-Genom-Projektes ist eine detaillierte genetische und physikalische Kartierung der fünfzig- bis hunderttausend Gene im menschlichen Genom sowie Aufschlüsse über die Gesamtstruktur und die Sequenzen der DNS von Menschen und Tieren. Gestartet wurde das Projekt Mitte der Achtzigerjahre. Informationen zum Hintergrund des Human-Genom-Projekts, zu den augenblicklichen und zukünftigen Zielen sowie detaillierte Erklärungen zur Struktur der DNS siehe unter <http://www.nhgri.nih.gov/HGP/>.

Zu Thomas Rays Forschungsarbeit siehe den Artikel von Joe Flower, »A Life in Silicon«, in: New Scientist 150, Nr. 2034 (15. Juni 1996), S. 32–36. Aktuellere Informationen zu der softwaregestützten Evolution Dr. Rays siehe <http:// www.hip.atr.co.jp/~ray/>.

Zum Wesen von Intelligenz ist eine Reihe von Büchern erschienen: H. Gardner, Abschied vom IQ: Die Rahmentheorie der vielfältigen Intelligenzen, Stuttgart 1991; Stephan Jay Gould, Der falsch vermessene Mensch, Basel 1983; R.J. Herrnstein und C. Murray, The Bell Curve, New York 1994; R. Jacoby und N. Glauberman (Hg.), The Bell Curve Debate, New York 1995.

Nähere Informationen zu den Hypothesen um die Raumausdehnung und den anschließenden Zusammensturz des Universums siehe Stephen W. Hawking, Eine kurze Geschichte der Zeit. Die Suche nach der Urkraft des Universums, Reinbek bei Hamburg 1988; Eric L. Lerner, The Big Bang Never Happened, New York 1991. Zu den allerneuesten Entwicklungen siehe die Website der International Astronomical Union (IAU) unter <http://www.intstun.org/>, ebenso die oben erwähnte »Introduction to Big Bang Theory« unter <http://www.bowdoin.edu/dept/physics/astro.19974/bigbang.html>.

Siehe hierzu Kapitel 3, Vom Bewusstsein und von Maschinen, einschließlich des Kastens: »Aus Sicht der Quantenmechanik«.

Peter Lewis, »Can Intelligent Life Be Found? Gorilla Will Go Looking«, in: New York Times, 16. April 1998.

Das System Voice Xpress Plus der Lernout & Hauspie Speech Products (die frühere Kurzweil Applied Intelligence) ermöglicht es dem Anwender, Microsoft WORD Befehle in »natürlicher Sprache« zu erteilen. Das System schreibt fließend diktierte Texte mit einem großen Vokabular nieder. Dabei kommt es »ohne Modus« aus, das heißt, der Anwender muss Befehle nicht als solche kennzeichnen. Das kann sich etwa so anhören: »Ich habe die Reise nach Belgien sehr genossen. Für diesen Abschnitt bitte eine um vier Punkte größere Schrift. Schriftart hier bitte Arial. Und ich hoffe, bald wieder nach Belgien zu kommen.« Das System Voice Xpress Plus erkennt den zweiten und dritten Satz automatisch als Befehle und führt sie (statt sie niederzuschreiben) aus. Dagegen werden der erste und der letzte Satz als inhaltliche Äußerungen identifiziert und niedergeschrieben.

Eine gute Einführung zum augenblicklichen Stand der Technik beim Scannen von Gehirnen gibt Vincent Kiernan, »Brains at Work: Researchers Use New Techniques to Study How Humans Think«, in: Chronicle of High er Education (23. Januar 1998), Bd. 44, Nr. 20, S. A 16f. Dabei geht es um den Einsatz der Kernspintomografie zur Kartierung der Hirnaktivität während komplexer Denkabläufe.

Marcus E. Raichle (»Visualizing the Mind«, in: Scientific American, April 1994) vermittelt Hintergrundinformationen zu verschiedenen bildgebenden Verfahren der Hirnforschung: Kernspintomografie (MRI), Positronenemissionstomografie (PET), Magnetoenzephalografie (MEG) und die Elektroenzephalografie (EEG).

Siehe auch den zweiteiligen Artikel von Tabitha M. Powledge, »Unlocking the Secrets of the Brain«, in: Bioscience 47 Juli/August 1997 S. 330–334 u. S. 403–409.

Die blutbildenden Zellen des Knochenmarks und gewisse Schichten der Haut wachsen und reproduzieren sich laufend. Dagegen werden Muskelzellen viele Jahre lang nicht ersetzt. Von Neuronen hieß es, sie würden nach der Geburt überhaupt nicht mehr ausgetauscht, während neuere Ergebnisse nun doch für die Möglichkeit einer Reproduktion sprechen. Dr. Elizabeth Gould von der Princeton University und Dr. Bruce S. McEwen von der New Yorker Rockefeller University entdeckten die Fähigkeiten ausgewachsener Krallenaffen, im Hippocampus, einer mit dem Lernen und dem Gedächtnis verbundenen Hirnregion, Gehirnzellen hervorzubringen. Diese Fähigkeit der Tiere nahm unter Stress ab. Siehe hierzu den Artikel von Gina Kolata, »Studies Find Brain Growth New Cells«, in: New York Times, 17. März 1998.

Andere Zelltypen wachsen und reproduzieren sich, sofern notwendig. Werden beispielsweise sieben Achtel der Leberzellen operativ entfernt, reproduzieren sich die verbliebenen fast bis zur Vollständigkeit des Organs. Siehe hierzu Arthur Guyton, Physiology of the Human Body, 5. Aufl., Philadelphia 1979, S. 42f.

Gewisse Ideologien in diesem Zusammenhang dienten von jeher der Unterdrückung anderer Rassen, Völker oder Gruppen.

Von Platon gibt es verschiedene griechische Ausgaben. Von den Übersetzungen ist die Schleiermachers hervorzuheben: Sämtliche Werke, Köln und Olten, 1967. Eine detaillierte Darstellung von Platons Philosophie siehe G. Reale, Zu einer neuen Interpretation Platons, Paderborn 1992. Zu der von Platon gewählten Form des Dialoges siehe D. Hyland, »Why Plato Wrote Dialogues«, in: Philosophy und Rhetoric 1 (1968), S. 38–50.

Zu einer kurzen Geschichte des Logischen Positivismus siehe A.J. Ayer, Logical Positivism, New York 1959, S. 3–28.

David J. Chalmers unterscheidet »zwischen den einfachen Problemen und dem schwierigen Problem des Bewusstseins«. Seiner Ansicht nach entzieht sich »das schwierige Problem vollständig den konventionellen Erklärungsmethoden«. Siehe hierzu seinen Essay »Facing Up to the Problem of Consciousness«, in: Stuart R. Hameroff (Hg.), Toward a Science of Consciousness: The First Tucson Discussions and Debates (Complex Adaptive Systems), Cambridge 1996.

Diese objektivistische Sichtweise wurde in den Zwanzigerjahren systematisch von Ludwig Wittgenstein in einer Sprachanalyse als sogenannter logischer Positivismus definiert. Die philosophische Schule, die im Anschluss die Entwicklung der Computertheorie und Linguistik beeinflussen sollte, erhielt ihre Impulse aus Wittgensteins erstem größeren Werk, dem Tractatus logico-philosophicus. Das Buch wurde nicht sofort ein Erfolg. Um einen Verleger zu finden, benötigte Wittgenstein den Einfluss seines früheren Lehrers Bertrand Russell.

In einer Vorwegnahme der ersten Programmiersprachen nummerierte Wittgenstein in seinem Tractatus alle Aussagen nach der jeweiligen Stellung in der Hierarchie seiner Gedanken. So beginnt er mit Aussage 1: »Die Welt ist alles, was der Fall ist«, womit er den problematischen Gegenstand seines Buches benennt. Typisch ist die Äußerung 4.0.0.3.1.: »Alle Philosophie ist ›Sprachkritik‹.« Sein letzter Satz, die Nummer 7, lautet: »Worüber man nicht sprechen kann, darüber muss man schweigen.« Die Anhänger des frühen Wittgenstein betrachten diesen schmalen Band nach wie vor als das bedeutendste philosphische Werk des vergangenen Jahrhunderts. Tractatus logico-philosophicus, in: Ludwig Wittgenstein, Schriften, Bd. 1, Frankfurt a.M. 1960.

Im Vorwort zu seinen Philosophischen Untersuchungen räumt Wittgenstein denn auch ein, in seinem früheren Werk, dem Tractatus, habe er »gravierende Fehler« gemacht.

Für einen Überblick über Descartes’ Werk siehe B. Williams, Descartes, Frankfurt a.M. 1988; Cassierer, Descartes’ Lehre, Persönlichkeit und Wirkung, Stockholm 1939, Nachdr. Hildesheim 1978; Karl Jaspers, Descartes und die Philosophie, Berlin 1966.

Nach Douglas R. Hofstadter, Gödel, Escher, Bach. Ein endloses geflochtenes Band, Stuttgart 1985.

Alan Turing, »Computing Machinery and Intelligence«, in: Mind 59 (1950), nachgedruckt in E. Feigenbaum und J. Feldman (Hg.), Computer and Thought, New York 1963.

Zu einer Beschreibung der Quantenmechanik siehe George Johnson, »Quantum Theorists Try to Surpass Digital Computing«, in: New York Times, 18. Februar 1997

Einfache Rechenmaschinen wurden bereits zwei Jahrhunderte vor Babbage entwickelt. Die Pascaline von Blaise Pascal, die 1642 fertiggestellt wurde, konnte Zahlen addieren. Einige Jahrzehnte später vollendete Gottfried Wilhelm Leibniz seine Multipliziermaschine. Die maschinelle Berechnung von Logarithmen bedeutete freilich das mit Abstand ehrgeizigste Projekt.

Babbage kam allerdings nicht weit: Er verausgabte sich finanziell völlig, lag mit der britischen Regierung wegen der Eigentumsrechte im Streit und hatte Schwierigkeiten, seine ungewöhnlichen Präzisionsteile anfertigen zu lassen. Sein Chefingenieur entließ sämtliche Arbeiter und nahm dann selbst den Hut. Zudem überschattete eine Serie von Tragödien Babbages Leben: In dieser Zeit starben sein Vater, seine Frau und zwei seiner Kinder.

Babbage gab seine zunächst konzipierte »Differenzmaschine« auf und ließ sich auf ein noch ehrgeizigeres Unternehmen ein: auf den Entwurf des ersten vollprogrammierbaren Computers. Diese neue »Analytische Maschine« sollte auf die Lösung jedes erdenklichen logischen oder rechnerischen Problems programmiert werden können.

Die Anlage hatte einen Direktzugriffsspeicher, bestehend aus tausend »Wörtern« zu je fünfzig dezimalen Ziffern, das entspricht ungefähr 175000 Bits. Eine Zahl konnte an jeder Speicherstelle wieder aufgefunden, verändert und an anderer Stelle erneut abgespeichert werden. Sie verfügte über einen Lochkartenleser und sogar über einen Drucker – fünfzig Jahre vor der Erfindung von Satz- und Schreibmaschinen. Eine Zentraleinheit (»CPU«) konnte die gleichen Arten logischer und arithmetischer Operationen durchführen wie heutige CPUs. Das Wichtigste war eine besondere Speichereinheit für Software in einer Maschinensprache, die den heutigen stark ähnelt. Eine Dezimalzahl legte die Art der Operation fest, eine weitere bestimmte die Adresse im Speicher des Operanten. Siehe hierzu Stan Augarten, Bit by Bit: An Illustrated History of Computers, New York 1984, S. 63f.

Babbage beschreibt die Grundzüge seiner Maschine in der Abhandlung »On the Mathematical Powers of the Calculating Engine« von 1837 (nachgedruckt in Anthony Hymans Biografie, Charles Babbage: Philosoph, Mathematiker, Computerpionier, Stuttgart 1987). Zur Biografie von Ada Lovelace siehe Dorothy Stein, Ada: a Life and a Legacy, Cambridge 1985.

Stan Augarten, Bit by Bit, S. 63f.

Joel Shurkin, Engines of Mind: A History of the Computer, New York 1984, S. 104, beschreibt Aikens Maschine als eine »elektromechanische Analytische Maschine mit IBM-Lochkartenbedienung«. Eine knappe Darstellung der Entwicklung des Mark I siehe Augarten, Bit by Bit, S. 103–107. Eine neue Sichtweise der Beziehung von Aiken zu Babbage siehe I. Bernard Cohen, »Babbage and Aiken«, in: Annals of the History of Computing 10 (1988), S. 171–193.

Die Idee der Steuerung über Lochkarten (aus Metall), die Babbage von Jacquards automatischen Webstühlen übernahm, überlebte ebenfalls und bildete im 19. Jahrhundert die Basis für die Automatik der Rechenmaschinen, die sich immer größerer Beliebtheit erfreuten. Die Entwicklung der Lochkartenanwendung gipfelte in der US-Volkszählung von 1890, bei der erstmals ein größeres Projekt der Datenverarbeitung auf elektrischer Basis durchgeführt wurde. Die Lochkarte selbst behielt ihre Bedeutung als Stützpfeiler der Computertechnik bis in die Siebzigerjahre.

Turings Robinson war kein programmierbarer Computer. Dies war auch überflüssig, da er nur einer Aufgabe diente. Den ersten programmierbaren Computer entwickelte dagegen der Deutsche Konrad Zuse. Zuse, ein Bauingenieur und Tüftler, ging es ursprünglich nur um die Automatisierung der »ermüdenden Berechnungen der Statiker«. Wie Babbages Maschine war seine erste Anlage, die Z-1, die er aus einem Baukasten im Wohnzimmer seiner Eltern zusammensetzte, ein rein mechanischer Rechner. Die Z-2 basierte auf elektromechanischen Relais und konnte komplexe Simultangleichungen lösen. Seine dritte Version, die Z-3, wurde zu seiner bedeutendsten Erfindung. Sie gilt als der weltweit erste programmierbare Computer. Wie sich aus dem Gesetz vom steigenden Ertragszuwachs rückblickend ableiten lässt, arbeitete Zuses Z-3 natürlich noch sehr langsam: eine Multiplikation dauerte über drei Sekunden.

Zwar wurde Zuse von der deutschen Regierung sporadisch finanziell unterstützt, und seine Maschinen spielten auch militärisch eine gewisse Rolle, doch wurde die Computertechnik und ihre militärische Bedeutung von der deutschen Führung vollkommen unterschätzt. Daraus erklärt sich auch das Vertrauen der deutschen Militärs in die Sicherheit des Enigma-Codes. Höchste Priorität hatten dagegen andere moderne Technologien wie der Raketenbau oder die Atomwaffen.

Es sollte Zuses Schicksal sein, dass weder ihm noch seinen Erfindungen besondere Aufmerksamkeit geschenkt wurde: Nach Kriegsende ignorierten ihn auch die Alliierten. Deshalb wird Howard Aiken oft als Erfinder des ersten programmierbaren Computers genannt, obwohl sein Mark I erst drei Jahre nach der Z-3 einsatzbereit war. Als Zuse mitten im Krieg die finanzielle Unterstützung durch das Dritte Reich verloren hatte, erklärte ihm das ein deutscher Offizier so: »Überhaupt verstehe ich das Ganze nicht, was heißt ›Berechnung von Flugzeugen‹? Die deutsche Luftwaffe ist tadellos, was braucht da noch berechnet zu werden?«

Zuses Anspruch, den ersten einsatzfähigen programmierbaren digitalen Computer gebaut zu haben, wird durch seine Patentanmeldung untermauert. Siehe hierzu beispielsweise K. Zuse, »Verfahren zur selbsttätigen Durchführung von Rechnungen mithilfe von Rechenmaschinen«, Antrag beim Deutschen Patentamt Nr. Z23624, 11. April 1936. Siehe Konrad Zuse, Der Computer. Mein Lebenswerk, 2. Aufl. Berlin und Heidelberg 1986; und Brian Randell, The Origins of Digital Computers, S. 159–166.

Alan Turing, »Computing Machinery and Intelligence«, in: Mind 59 (1950), S. 433–460, nachgedruckt in E. Feigenbaum und J. Feldman (Hg.), Computers and Thought, New York 1963.

Siehe hierzu A. Newell, J.C. Shaw und H.A. Simon, »Programming the Logic Theory Machine«, in: Proceedings of the Western Joint Computer Conference, 1957 S. 230–240.