Echter Zufall oder Determinismus?
Die Turing-Maschine und Weltmodelle mit zellularen Automaten
Leben wir in einer deterministischen Welt, in der der Zufall nur unsere Unkenntnis der zugrunde liegenden Gesetze offenbart? Oder gibt es in unserem Universum Ereignisse „echten“ Zufalls? Mit zufallsgesteuerten zellularen Automaten zeigt der Physiker und Computerkünstler Herbert W. Franke, wie sich eine deterministische Welt von einer Welt mit echtem Zufall grundlegend unterscheidet – eine Frage, die nach heutigem Stand der Kenntnis niemals geklärt werden kann, da ihre Antwort in der Unendlichkeit liegt. Für einen künstlerischen Ansatz soll das kein Hinderungsgrund sein, sich damit zu befassen, das meint jedenfalls Franke, seit den 1950er Jahren ein Brückenbauer zwischen Wissenschaft und Kunst.
Link-Empfehlungen der Redaktion zu weiterführenden Informationen:
– zu Stephen Wolframs eindimensionalen zellularen Automaten und der „New Kind of Science“ – hier
– „Das Lebensspiel und andere Gitterautomaten“ – Beitrag von Herbert W. Franke zu zufallsgesteuerten und deterministischen Weltmodellen mit zellularen Automaten in „Telepolis“ – hier
– mehr über Herbert W. Franke bei „art meets science“ – hier
Mehr zum Inhalt des Videos:
Mathematiker unterscheiden zwischen echtem Zufall und sogenanntem Pseudozufall, der nur „unvorhersehbar“ ist, weil wir die zugrundeliegenden Gesetze nicht überblicken. Es war der geniale Mathematiker Alan Turing, der in den dreißiger Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts ein Rechnermodell der Theoretischen Mathematik entwickelte, mit dem sich für alle Zahlenreihen und Algorithmen theoretisch feststellen lässt, ob sie berechnet werden können. Die nach ihm benannte Turing-Maschine zeigt: Liegt „echter“ Zufall vor, kann sie nicht berechnet werden, die Turing-Maschine läuft bis in die Unendlichkeit. Ob wir also in einer Welt mit echtem Zufall leben oder nicht, ist nach heutiger Sicht der Mathematiker faktisch niemals zu beantworten und daher nur philosophisch zu debattieren.
Allerdings: Die Welt mit Pseudozufall unterscheidet sich gravierend von einer Welt mit echtem Zufall. Herrscht nur Pseudozufall, leben wir in einem deterministischen Universum – will heißen: Bei identischen Anfangsbedingungen wird sich die Welt immer völlig identisch entwickeln, mit ihr auch alle lebenden Wesen darin. Die Evolution ist dann zwangsläufig eindeutig vorgegeben, es gibt keine Freiheitsgrade in der Entwicklung – auch für das individuelle Leben des Einzelnen nicht. Die Thermodynamik, die Quantenelektrodynamik und die Evolution sind Paradebeispiele, in denen heute von der Wissenschaft nur statistische Aussagen getroffen werden. Alle Versuche, feste Gesetze dafür zu finden, sind bisher gescheitert. Ein Indiz dafür, dass es echten Zufall in unserer Welt tatsächlich geben könnte?
Davon ist der theoretische Physiker Herbert W. Franke überzeugt, der sich mit der Sinterbildung in Tropfsteinen und der Geochronologie befasst, aber als Grenzgänger in der Wissenschaft auch als international anerkannter Pionier der künstlerischen Computergrafik gilt. Seit vielen Jahrzehnten beschäftigt er sich mit dem Einfluss des Zufalls in Weltmodellen und gehört zur Minderheit jener Wissenschaftler der exakten Disziplinen, die überzeugt ist, dass echter Zufall einen festen Platz in unserer Welt hat. Mit den von Stephen Wolfram in die Mathematik eingeführten eindimensionalen zellularen Automaten versucht Franke, den Einfluss von Zufallsprozessen in Weltmodellen visuell zu simulieren und anschaulich zu machen. Susanne Päch spricht mit ihm über den Zufall in der Welt, was wir aus den Experimenten mit zellularen Automaten lernen können und welche Konsequenzen das Thema für unser Weltbild hat. Dabei gibt auch Franke persönliche Einblick darüber, warum er sich mit diesem Thema so intensiv befasst.
Erstausstrahlung: Juni 2014
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