Der Kosmos als interaktive Groupware von Seelen: eine Spekulation über die Welt als Computersimulation

Der Kosmos als interaktive Mehrbenutzeranwendung

Auf dieser Seite wird versucht einige ontologische Befunde und Hypothesen der Quantenphysik und der Bewusstseinsforschung in einer gemeinsamen Metapher abzubilden: der beseelte Kosmos als interaktive Computeranwendung in einer Mehrbenutzerumgebung.

Teil 1: Arbeiten auf lokalen Kopien

Themensprung: Gott, der Zufall und die Quantenphysik

Das Bild links zeigt ganz unten einen symbolisierten Rechner. Dieser Rechner generiert ständig die Wirklichkeit die wir als Kosmos wahrnehmen. Diese Wirklichkeit wird als Schachbrett oben rechts dargestellt. Die Wirklichkeit existiert aber nicht reell im ontologischen Sinne. Real sind nur die Rechner und der Benutzer: das kleine Gespenst oben links steht für einen Benutzer der an einem lokalen Rechner arbeitet. Der Benutzer kann über einen Joystick durch die Wirklichkeit navigieren. Dabei sieht er nur einen begrenzten Ausschnitt der Wirklichkeit, denn der lokale Rechner an dem das Gespenst arbeitet hat eine deutlich geringere Rechenleistung als der kosmische Zentralrechner. Die türkisen Strahlen stehen für die Sicht des Benutzers auf die Wirklichkeit. Da der Datentransfer zwischen dem Lokalrechner und dem kosmischen Zentralrechner jedoch etwas Zeit benötigt, sieht der lokale Benutzer stets einen mehr oder minder veralteten Zustand der Wirklichkeit.

<= 1. Stufe: Ein Benutzer, nur lesender Zugriff

das Gespenst ganz link steht für einen Benutzer (Seele, Geist, Gott)
Der Monitor steht für einen lokalen Rechner (Bewusstsein)
das Schachbrett steht für die simulierte, virtuelle Realität
Die Platine unten steht für einen zentralen Rechner mit Datenbanklogik
die türkisen Strahlen stehen für Lesevorgänge (Bewusstsein)

Universe:exe: die digitale Welt als Simulation?

Read-Only Zugriff in der Sprache von Goethe: Der Gott, der mir im Busen wohnt, Kann tief mein Innerstes erregen; Der über allen meinen Kräften thront, Er kann nach außen nichts bewegen...

Nun entscheidet sich der Benutzer dazu, einen Teil der Realität auf seinem lokalen Rechner bearbeiten zu wollen. Er drückt auf den Joystick und sperrt (lock) die entsprechenden Datensätze mit dieser Aktion gegen eine Bearbeitung durch andere Benutzer. Der Zentralrechner weiss nun, dass ein bestimmter Teil der Wirklichkeit gerade von einem Benutzer bearbeitet wird.

<= 2. Stufe: Der Benutzer sperrt einen Datensatz (Teil der Wirklichkeit) um ihn selbst zu bearbeiten.

Suchtipp Internet: unter den folgenden Stichworten findet man mehr zu diesem Thema:

concurrency control
lock-based control
response time
tickle-locks
collaborative
data-pipelining

Der Benutzer editiert nun den ausgelesenen Bereich der Wirklichkeit, das heisst er bearbeitet ihn. Dies wird dadurch symbolisiert, dass er Felder in seinem Wirklichkeitsausschnitt herumschiebt. Davon bekommt die Datenbank des Zentralrechners nichts mit. Der Benutzer arbeitet auf einer Kopie, einem Recordset, des entsprechenden Datenbankausschnittes.

<= 3. Stufe: Der Benutzer bearbeitet den Datensatz (Teil der Realität) auf seinem lokalen Rechner

Gedankenksprung: falls es mehrere Benutzer gibt, sin diese dann vollständig voneinander getrennt?

Ist der Benutzer mit seinem Bearbeitungszustand zufrieden, so versucht er seinen Teil der Realität in den Zentralrechner zurückzuspielen, das heisst zu speichern (commit absetzen). Daraufhin aktualisiert der Zentralrechner nach einer Prüfung der Änderungen den Zustand der Wirklichkeit.

<= 4. Stufe: Der Benutzer speichert seine Änderungen in den Zentralrechner zurück.

Diese Metapher hilft vielleicht einige Effekte der Quantenphysik griffig zu beschreiben:

Die mathematische Bechreibung der ontologisch kaum sinnvoll interpetierbaren Wellenfunktion spiegelt die Software des Weltrechners wider.
Die von unserem Bewusstsein wahrgenommene stofflich-diskrete Realität sind die gerasterten Bildschirmdarstellungen von Teilrealitäten auf Lokalrechnern.
Quantenkollaps bzw. Reduktion der Wellenfunktion: ein Benutzer versucht einen Teil der Realität vom Zentralrechner auf den lokalen Rechner zu kopieren => Kopenhagener Deutung der Quantenphysik: eine bewusste Wahrnehmung erzwingt eine Konkretisierung des Datenzustandes in dem betrachteten Bereiche.

<= Übertragung der Metapher auf Quantenphysik: Kollaps der Wellenfunktion

Über das Wesen der Quantenphysik

Die Anforderung, auf einem lokalen Rechner stets eindeutige Zustände sehen zu wollen führt also zu der Notwendigkeit aus mathematischen Wahrscheinlichkeiten konkret-diskrete Zustände zu machen.

Im folgenden Abschnitt wird erläutert, welchen Sinn Naturgesetze in einer Mehrbenutzerumgbung machen.

Teil 2: Naturgesetze & Freier Wille

An dieser Stelle soll die Frage nach dem Sinn und Zweck einer solchen interaktiven Mehrbenutzeranwendung gestellt werden. In welchen Fällen erzeugen und benutzen Menschen interaktive Anwendungen für mehrere Benutzer? Es gibt verschiedene Anwendungsfälle:

Freier Wille und Quantenphysik: ein philosophisches Referat

a) Computerspiele: mehrere Benutzer treten in einem Computerspiel gegeneinander an. Beispiel: die Siedler von Catan als PC-Version.

<= Beispiele für Anwendungen

b) Schulungssoftware: mehrere Benutzer versuchen in einem simulierten Umfeld reale Situationen zu Schulungszwecken durchzuspielen, zum Beispiel Piloten und Flugverkehrscontroller.

c) Kunst und Kreativität: Künstler benutzer einen Computer um daran gemeinsam in simultanem Zugriff ein Kunstwerk zu erstellen.

d) Simulation realer Vorgänge: verschiedene Personen sollen sich in einer virtuellen Realität ganz normal verhalten, um daraus Aussagen über die echte Realität ableiten zu können. Beispiel: Börsenspiele.

Egal welchen Anwendungsfall man nun betrachtet: normale Benutzer eines solchen Programmes dürften einige Mindestanforderungen an das System stellen um es akzeptieren zu können:

Wenn ich etwas tue, dann sollte dies ein mehr oder minder nachvollziehbare Wirkung haben (Mindestmaß an Kausalität)
Überhaupt sollten die Abläufe in der virtuellen Realität ein Mindestmaß an Nachvollziehbarkeit aufweisen.

Diese beiden Anforderungen heißen eigentlich nur, dass die Abläufe in der virtuellen Welt im Groß und Ganzen gewissen Regelmäßigkeiten folgen. Also:

<= Benutzerakzeptanz

Interaktion & Kausalität

<= Grundsätzlich gilt newton`sche Mechanik: solange keine Kraft auf einen Körper wirkt, solange verändert er seinen Bewegungszustand nicht.

Die Animation oben zeigt ein schachbrettartiges Spielfeld mit beweglichen bunten Klötzen darin. Die Klötze bewegen sich nach einem einfachen Prinzip: solange sie nicht von außen angestossen werden, verändern sie ihre Bewegungszustände nicht. Ein Benutzer (graues Gespenst) kann nun in das Geschehen eingreifen, indem er zum Beispiel den grünen Klotz etwas von seiner Bahn abbringt: eine Abweichung von der ansonsten geltenden Gesetzmäßigkeit.

Betrachtet man nun den Fall, dass ein Benutzer die Klötze auf beliebige Weise manipulieren kann oder dass sehr viele Benutzer gleichzeitig in dem Simulation herumhantieren, dann ist auf einmal die Gewährleistung der Nachvollziehbarkeit gefährdet. Denn wenn jeder uneingeschränkt machen könnte was er wöllte, dann müssen die Abläufe durchaus nicht mehr nachvollziehbar sein, sondern sie werden scheinbar chaotisch:

<= Totale Ordnung macht keinen Sinn

Allmächtige Benutzer

<= Allmächtige Benutzer werden sich nicht über die Erde einig.

Die Animation oben zeigt beispielhaft, welche Absurditäten auftreten können, wenn in einer Mehrbenutzerumgebung jeder einzelne Anwender allmächtig mit gemeinsamen Daten umgehen darf. Das Beispiel soll zeigen, wie sich vier Benutzer über das Antlitz der Erde streiten. Der eine sagt (und macht), dass Afrika grün sei. Der andere macht dies gleich wieder rückgängig: Afrika soll rot sein. Der dritte findet Afrika eh nicht gut und macht es weg....

<= Warum wir keinen in der Wirkung freien Willen haben

Das Ergebnis ist ein Chaos: keiner weiß mehr, nach welchen Gesetzmäßigkeiten die Welt abläuft. Das Beispiel soll zeigen, dass es Sinn machen kann, die Freiheit der Wirkung jedes Einzelnen soweit einzuschränken, dass die gemeinsam benutzte Realität für jeden anderen noch halbwegs nachvollziehbar ist.

<= Warum Naturgesetzlichkeiten Sinn machen

Die klassische Physik kennt fordert rein kausale Abläufe

Man kann also festhalten, dass sich die Anforderungen an ein Mindestmaß an Nachvollziehbarkeit von Abläufen wie sie für Mehrbenutzer-Anwendungen sinnvoll sind die Existenz mehr oder minder kausaler Abläufe erklären.

<= Übertragung der Metapher auf die Quantenphysik: Mindestmaß an Kausalität

Im folgenden Abschnitt wird nun versucht, das Element des Zufälligen in der Quantenphysik mit Sinn zu versehen.

Teil 3: Der Sinn des Zufälligen

Die Begriffe Zufall und Wahrscheinlichkeit spielen in der Quantenphysik eine zentrale Rolle. Quantenphysikalische Formalismen fordern gar keine vollständige Festlegung aller Einzelereignisse im Kosmos durch Formeln. Vielmehr lassen quantenphysikalische Formeln explizit ein Element des Zufälligen bestehen. Quantenphysikalische Formeln fordern lediglich, dass sich sehr viele Ereignisse eines Types in ihrem großen Durchschnitt an bestimmte Gesetzmäßigkeiten halten.

Was ist Zufall?

Welchen Sinn könnte dieser Befund nun im Rahmen der Computermetapher der Welt geben?

Wo wird ein Element des Zufälligen gezielt in von Menschen erstellte Software hineinprogrammiert? Folgende Funktionen von Zufall sind unter anderem denkbar:

In einem Spiel erhöhen der Zufall den Reiz durch die Vermeidung steter Wiederkehr gleicher Situationen.
In computerbasierter Kunst hilft der Zufall Formen, Muster oder Klänge zu schaffen an die der Programmierer nicht denken konnte oder wollte.
In selbstlernenden Programmen wie etwa genetischen Algorithmen trägt der Zufall dazu bei Lösungen oder Lösungsaspekte zu generieren, an die der Softwareentwickler nicht epxlizit gedacht hat.

Kurzum: der Zufall eröffnet den möglichen Gang der Dinge über Situationen hinaus die der Softwareschöpfer erdacht hat. Der Zufall verhindert es, dass in bestimmten Situationen nur vorherprogrammierte Abläufe auftreten. Der Zufall eröffnet somit also das volle Spektrum aller Möglichkeiten.

Die Mystik des Bewusstseins

Das aber macht wiederum nur Sinn, wenn der Schöpfer der Software oder Benutzer (falls er vom Schöpfer verschieden ist) nicht von Anbeginn der Schöpfung an selbst alle Lösungen schon vorhersehen konnte oder sich den Aufwand dazu sparen wollte.

Bewusstsein als Scannerstrahl

Ein Weltprozess hin zu immer mehr emergenter Komplexität?

Der Zufall macht Sinn in einer Welt, deren Ausgang vom Weltenschöpfer grundsätzlich als offen gehandhabt wird. Der Zufall macht Sinn, wenn einer oder mehrere Benutzer vielleicht vage wissen wohin sich die kosmische Software entwickeln soll. Aber diese Benutzer lassen der zufallsbehafteten Welt in vielen Dingen einen freien Lauf und gucken sich die entstehenden Entwicklungen an. Dort wo interessante Strukturen entstehen, greifen die Benutzer vielleicht gezielt ein. Und dort wo weniger interessante Strukturen entstehen, überlassen sie die Software (die Welt) sich selber.

Der Jesuit Teilhard de Chardin über den Menschen als kreativen Schöpfer im Kosmos

Und vielleicht sind die quantenphysikalisch formalisierten Gesetzmäßigkeiten im Weltcomputer so ausgelegt, dass über den Gang der Zeit hinweg Strukturen entstehen, über welche die Benutzer besonders effizient mit der Software in Interaktion treten können.

Ein Weltprozess hin zu immer mehr Effizienz für "User"?

In solch einer Interpretation könnte der Kosmos ein Spiel, ein Kunstwerk, eine Simulation einer höheren Realität oder aber ein Selbstzweck in sich sein.

Und vielleicht sind wir, ist unser Bewusstsein, Ausdruck der Benutzer der Software "Kosmos" und der mittelalterliche Mystiker Eckehart hätte recht, wenn er sagt, dass der Mensch und Gott eins seien.

Der mittelalterliche Mystiker Meister Eckehart über die Gleicheit von Gott und Mensch

Teil 4: Datenübertragung dauert

Man stelle sich eine virtuelle Realität vor, in der ein Stuhl steht. In dieser virtuellen Realität bewegen sich nun zwei virtuelle Menschen, die aber von realen Menschen an lokalen PCs "bedient" werden. Dabei sind die folgenden beispielhaften und hypothetischen Zeiten zu berücksichtigen:

Eine Sekunde für eine Übertragung einer Kopie der Daten vom Zentralrechner auf den lokalen Rechner inklusive Visualisierung auf dem lokalen Rechner
Mindestens eine Sekunde für lokale die Bearbeitung der lokalen Kopie durch den Benutzer
Eine Sekunde für die Übertragung der überarbeiteten lokalen Version des Stuhls zurück in den Zentralrechner.

Hans und John sind beide lokale Benutzer des zentralen Weltprozessors. Hans ist das hellgraue Gespenst und John das dunkelgraue. In gewissen Takten wird der aktuelle Zustand der Welt vom Zentralrechner auf die verteilten lokalen Rechner übertragen. Das sieht dann zum Beispiel so aus:

<= warum Bewusstsein veraltete Information über die Realität liefert

Bleibt man in der Computermetapher der Realität und setzt man die Visualisierung der Welt auf einem lokalen Rechner mit der bewussten Wahrnehmung eines einzelnen Menschen gleich, so stellt sich die Frage, ob Bewusstsein tatsächlich veraltete Information über die Welt liefert. Der dänische Wissenschaftsautor Tor Norretranders liefert in seinem Buch "The User Illusion" einige Belege. Die Verzögerungszeit liegt in der Größenordnung von einer halben Sekunde.

Aktualisierung des Weltzustandes

Vor der Aktualisierung befinden sich Hans und John beide etwas entfernt vom Stuhl. Anscheinend haben sie sich beide in einem vohrerigen Arbeitstakt auf den Stuhl hinbewegt, denn nach den Aktualisierung des zentralen Datenbestandes auf den lokalen Rechnern sind beide, Hans und John, ein Stück auf den Stuhl zugegangen.

Jetzt können Hans und John ihre beiden lokalen Kopien des Weltausschnittes jeweils unabhängig voneinander bearbeiten:

Inkonsistente Daten!

<= paralleles, lokales Arbeiten kann Dateninkonsistenzen erzeugen. Je länger der Zeitraum zwischen einem Datenausgleich, desto inkonsistenter können die entstehenden lokalen Versionen werden. Ist der Kollaps der quantenphysikalischen Wellenfunktion eine Art erzwungener Datenabgleich?

Nun sind inkonsistente Daten entstanden. Denn es kann nur einer auf dem Stuhl sitzen: Hans oder John. Die lokalen Bearbeitungszustände passen nicht mehr zueinander.

Jetzt schicken Hans und John ihre bearbeiteten lokalen Kopien des Stuhles zurück an den Zentralrechner. Zeitgleich und drei Sekunden nach der letzten Datenübertragung vom Zentralrechner zu den lokalen PCs kommen jetzt zwei widersprüchliche Version an: in einer Version sitzt Hans auf dem Stuhl, in der anderen Version sitzt John auf dem Stuhl.

Nach welchen Kriterien soll der Zentralrechner jetzt den Sitzplatz vergeben?

An dieser Stelle ist es nicht wichtig eine Antwort geben zu können. Den Zuschlag per Zufall zu erteilen ist hier eine von vielen Möglichkeiten. Aber egal wie die Antwort ausfällt, sie hinterlässt immer etwas Skurriles. Denn eigentlich glauben beide Benutzer Hans und John, dass sie sich auf den Stuhl gesetzt haben, aber nur maximal einer kann den Zuschlag erhalten. Der andere erfährt einen Bruch in seiner Realität: irgendetwas muss auf seiner lokalen Kopie der Realität passieren, was ihn sich nicht auf den Stuhl setzen lässt.

Nebengedanke: ist die Lichtgeschwindigkeit Ausdruck begrenzter Datenübertragungs- oder Verarbeitungskapazität des Weltprozessors?

Der Aspekt verzögerter Antwortzeiten zwischen Zentralrechner und lokalen PC-ähnlichen Arbeitsstationen ist vielleicht für eine Reihe ontologischer Befunde der physikalischen Realität verantwortlich. Vielleicht trägt das Zufallselement der Quantenphysik dazu bei, bei Zugriffskollisionen verschiedener Benutzer ohne statistisch erkennbare Präferenz zu entscheiden. Vielleicht erfolgt eine Reduktion der quantenmechanischen Wellenfunktion immer dann, wenn die lokalen Kopien der zentralen Welt im zentralen Rechner zu stark voneinander abweichen könnten, als dass sie suich noch sinnvoll wieder zusammenführen ließen.

<= Übertagung auf die Quantenphysik

Fazit

An dieser Stelle wurde der Gedanke durchgespielt, dass die physikalisch wahrnehmbare Welt eine Art Software ist, in der verschieden Benutzer gemeinsam arbeiten können. Es wurde angedeutet wie die Forderung nach einer mehr oder minder guten Nachvollziehbarkeit der Abläufe in einer solchen Mehrbenutzerumgebung einige ontologischen Befunde der Quantenphysik interpretiert werden könnten. Eine denkbare Folgerung ist, dass die Effekte der Quantenphysik, einen Kompromiß darstellen zwischen der kreativen Freiheit eines jeden einzelnen Benutzers und dem Wunsch, dass die gemeinsam bearbeitete Welt für alle Benutzer halbwegs konsistent und plausibel erscheint.

Quergedanke: das Planck`sche Wirkungsquantum ist ein Maß für die Unschärfe von Quantenzuständen. Kann es sein, dass die tatsächliche Größe des Planck'schen Wirkungsquantum den optimalen Kompromiss zwischen Datenkonsistenz und Freiheit der Einzelbenutzer (Freier Wille) verkörpert?

Vielleicht ist es interessant einmal zu beobachten, wie die Entwickler virtueller Welten in denen verschiedene Menschen interagieren dürfen mit diesem Problem umgehen. Vielleicht werden virtuelle Welten in die sich über den ganzen Globus verteilte Benutzer einloggen dürfen einmal ähnliche Effekte aufweisen müssen wie unser Kosmos: etwas Zufall und regelmäßig erzwungene Datenaktualisierungen.

<= Forschung und Entwicklung zu virtuellen Realitäten (z. B: CSCW)

Kyberland als kommerzielle Anwendung: eine ambivalente Phantasie (2001)

Simulierte Welten: (2003)

Literatur zu Mehrbenutzersoftware und der Welt als Computersimulation

Wolfram, S.: A New Kind of Science. Wolfram Media, Champaign. 1197 Seiten. Erschienen: 2002. ISBN: 1579550088

Lem, S.: Sterntagebücher. Polnischer Originaltitel: Dzienniki Gwiazdowe, erschienen um 1971.
Kapitel: Aus den Erinnerungen Ijon Tichys, Abschnitt I

Arendes, L.: Gibt die Physik Wissen über die Natur?
Das Realismusproblem in der Quantenmechanik. ISBN 3-88479-603-8. Könighausen und Neumann, Würzburg, 1992. Letztes Kapitel

Arendes, L.: Quantenmechanik aus der Sicht des Computerweltbildes. Auf der Internetseite: http://home.t-online.de/home/Lothar.Arendes/cwb.htm

Kurzweil, R.: The Age of Spiritual Machines

Broll, W.: Ein objektorientiertes Interaktionsmodell zur Unterstützung verteilter virtueller Umgebungen. Dissertation, GMD Research series; 1998, No. 11, ISBN 3-88457-335-7}

Dewan, P.: An Experiment in Interoperating Heterogeneous Collaborative Systems. In: Proceedings of the Sixth European Conference on Computer Supported Cooperative Work, Sept. 1999, Copenhagen, Denmark. Kluwer Academic Publishers, ISBN: 0-7923-5947-X. S. 371-391

Stephen Wolfram modelliert die Welt als Zellularautomaten.

Allgemeine Literatur zur Quantenphysik


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