Computerdenken: Die Debatte um Künstliche Intelligenz, Bewusstsein und die Gesetze der Physik: Die Debatte um Künstliche Intelligenz, Bewußtsein und die Gesetze der Physik [Taschenbuch]

Können Computer denken? Was unterscheidet Computer von Menschen? Gibt es einen freien Willen und, wenn ja, wo lässt die Naturwissenschaft Raum für einen solchen?

Roger Penrose hat sich einiges vorgenommen in seinem Buch von 1989 "The emperor's new mind", das in der deutschen Übersetzung unpassenderweise "Computerdenken" heißt. Penrose spricht heutigen Computern jede Fähigkeit zu Denken ab. Sowohl als Mathematiker wie auch als theoretischer Physiker hat Penrose einen überragendenden wissenschaftlichen Ruf: Zusammen mit Stephen Hawking hat er bahnbrechende Arbeiten über schwarze Löchern und den Urknall publiziert und in der Mathematik kennt man u.a. Penrose-Diagramme und die Moore-Penrose-Inverse.

Penrose muss weit ausholen, um die ersten beiden Fragen zu beantworten. Er beginnt mit den sogenannten "Turing-Maschinen" (nach dem Mathematiker Alan Turing, ca. 1925), um seine Hypothese zu veranschaulichen: Eine Turing-Maschine ist ein perfekter Computer mit unbegrenzter Kapazität, der in einer deterministischen Welt also alles vorausberechnen könnte, wenn ihm nur alle Informationen vorlägen und er entsprechend programmiert wäre. In der Realität beobachten wir jedoch Chaos: Die Zukunft hängt aufgrund der Komplexität nicht stetig von der Gegenwart ab; in dem berühmten Beispiel kann ein Flügelschlag eines Schmetterlings einen Orkan auf der anderen Seite der Erde auslösen. In einer deterministischen Welt wären also Computer auf lange Sicht dem menschlichen Geist überlegen. Intelligenz wäre so nichts weiter als Rechenpower plus Information und Software, künstliche Intelligenz in diesem Fall etwas sehr reales.

Penrose ist der Ansicht, der menschliche Geist sei dazu in der Lage etwas "Unberechenbares" hervorzubringen. Mit "unberechenbar" meint er etwas, das nicht mal eine Turing-Maschine zustande brächte, weil sie im eigenen deterministischen System gefangen sei. Er leitet dies aus Gödel's Theorem ab, welches, sehr vereinfacht gesagt, lautet: In jedem formalen System (aus Axiomen und Regeln, wie man aus den Axiomen neue Regeln ableiten kann) gibt es wahre Aussagen, die innerhalb des Systems nicht beweisbar sind. Penrose leitet daraus ab, dass wir Dinge erkennen könnten, die formal nicht erfassbar, also unberechenbar, seien. Er argumentiert, dass es aus evolutionärer Sicht keinen Grund zur Annahme gäbe, dass diese Fähigkeit auf mathematische Intelligenz beschränkt sei.

Wenn nun im Gehirn auf Makroebene von Neuronen etc. relevante Quanteneffekte auftreten würden, könnte das die physikalische Erklärung für das Unberechenbare sein, was der menschliche Geist hervorzubringen imstande wäre. Dazu müsste man aber erst Einsteins Relativitätstheorie (die in ganz großen Maßstäben relevant ist) mit der Quantentheorie zur sogenannten "Quantentheorie der Gravitation" zusammenbringen. Nach dieser großen "vereinigenden Theorie" sucht die Wissenschaft bis heute. Penrose gibt einen Abriss darüber, wie eine solche Theorie dann im Bezug auf den menschlichen Geist aussehen müsste und begibt sich auf die Suche nach Hirnstrukturen, in denen Quanteneffekte möglich und relevant wären. Erst dann wäre es vielleicht möglich Computer zu bauen, die dem menschlichen Geist ähnelten und damit "künstliche Intelligenz" darstellten.

Nun fragt er sich wo die Physik, durch die wir ja in letztendlich bestimmt sind, Platz für Unberechenbarkeit lässt. Penrose gibt einen Abriss der klassischen Newtonschen und Einsteinschen Physik, wo es für alles eindeutige Ursachen und Wirkungen gibt. In der Quantenphysik, die beispielsweise in der Mikrowelt der Elementarteilchen zum tragen kommt (oder nötig ist, damit ein CD-Spieler funktioniert), besitzen die Teilchen gleichzeitig mehrere Zustände: erst wenn man durch Messung in ein System eingreife, beobachtete man den einen oder den anderen Zustand. Dadurch komme es zu allerlei Paradoxien wie, dass die Wirkung vor der Ursache eintreten kann. Im ganz Kleinen, in der Quantenwelt, gebe es also echte Unberechenbarkeit.

Das Buch wurde einerseits hochgelobt als bestes Wissenschaftsbuch überhaupt, andererseits sind Penrose Argumente sehr umstritten. In seinem Nachfolgebuch "Shadows of the mind" (auf deutsch als "Schatten des Geistes" erschienen) präzisiert er seine Ausführungen über das Gödel-Theorem. Er zeigt, dass alle möglichen Auswege aus seiner Argumentation Dinge zur Folge hätten, die er für absurd hält. Auf der Suche nach den passenden Hirnstrukturen korrigiert er sich und sucht sie nun woanders. In seinem 1997er Kurzband "The large, the small and the human mind" (auf deutsch als "Das große, das Kleine und der menschliche Geist") fasst er die beiden Bücher sehr knapp zusammen und lässt neben Stephen Hawking auch ein paar Philosophen zu Wort kommen. Zuletzt von Penrose ist 2005 das Buch "The road to reality - a complete guide to the law of the universe" erschienen, ein 1000-Seiten Schmöker, der allerdings das schwierige Thema des Bewusstseins außen vor lässt.

Penrose Berechnungen über mögliche Quanteneffekte in Hirnstrukturen sind extrem umstritten und bis heute fehlt ein experimenteller Nachweis. Bisher Recht behalten hat er aber zweifellos, was künstliche Intelligenz betrifft: Diese hat meines Wissens nach nichts hervorgebracht, was auch nur annähernd diesen Namen verdient hätte. Die Gegenposition, dass doch alles deterministisch sei, vertreten die meisten Natur- und insbesondere Neurowissenschaftler. Besonders hervorzuheben sind dabei der Kognitionswissenschaftler Douglas R. Hofstadter und der Philosoph Daniel C. Dennett, die z.B. "The mind's I" (deutsch: "Einsicht ins Ich") zusammen herausgegeben haben, eine kommentierte Sammlung wissenschaftlicher Aufsätze zum Geheimnis des Ichs und des Bewusstseins, dem vielleicht größten Mysterium der Wissenschaft.

Penrose Bücher sind mit das geistreichste und stimulierendste, was ich je gelesen habe.

Roger Penrose diskutiert in seinem Buch »Computerdenken« die Frage, ob es zwischen menschlichem Bewusstsein und den Prozessen in Computern einen prinzipiellen Unterschied gibt. Die Vertreter der "starken" KI (künstliche Intelligenz) sind der Auffassung, dass es diesen Unterschied prinzipiell nicht gibt. Penrose räumt dagegen dem Bewusstsein eine Sonderrolle ein. Dies versucht er u.a. mit Beispielen und Gedankenexperimenten zu belegen. Dabei holt er allerdings meiner Meinung nach ziemlich weit aus und verliert den Faden. Er beginnt bei der "starken" KI und kommt über Algorithmen, Turingmaschinen, Mathematik, den Satz von Gödel, Fraktale, klassische Physik, Quantenphysik, Kosmologie, Schwarze Löcher und Quantengravitation schließlich bei Gehirn und Bewusstsein an. Der Leser fragt sich unterwegs mehrmals zu Recht: Was hat das alles mit Bewusstsein und Computern zu tun? Dabei breitet Penrose sein enormes Wissen auf dem Gebiet der Physik in für den Laien oft nicht nachvollziehbarer Weise aus. Das erweckt den Eindruck, als wolle er den Leser von seiner dünnen Argumentation bezüglich des Titelthemas ablenken.
Penrose ist der Auffassung, dass Maschinen nie echtes Verstehen aufbringen können, weil sie im Gegensatz zu Menschen keine ürsprüngliche Intentionalität besitzen. Er bringt jedoch an keiner Stelle ein gut begründetes Argument, warum das Bewusstsein ursprüngliche Intentionalität besitzen soll. Dies liegt nicht zuletzt daran, dass diese ursprüngliche Intentionalität nicht vorhanden ist, wenn man den evolutiven Standpunkt einnimmt, d.h. wenn man davon ausgeht, dass sich Bewusstsein nur stufenweise durch natürliche Selektion entwickelt hat. Er unterstellt den KI-Anhängern einen Dualismus Descartes'scher Prägung, weil sie scheinbar Algorithmen eine immaterielle Existenz zubilligen, die dann in Maschinen die Repräsentation von Geist ermöglichen sollen. Man gewinnt jedoch beim Lesen des Buches den Eindruck, dass Penrose selbst Opfer des Dualismus geworden ist. So spricht er z.B. davon, dass das Bewusstsein von Mathematikern Kontakt zur platonischen Welt der mathematischen Weisheiten herstellen könne oder dass Bewusstsein nicht allein durch die natürliche Selektion entstanden sein könne. Versuche, natürliche Phänomene mit etwas Geheimnisvollem oder Übernatürlichen zu erklären, bezeichnet der Philosoph Dennett in seinem Buch »Darwins gefährliches Erbe« als Suche nach Himmelshaken. Himmelshaken sind immer ein Zeichen für unbeweisbaren Dualismus und führen zudem zu künstlichen Problemen, wie dem Leib-Seele-Problem. Vom evolutiven Standpunkt aus entsteht dieses Problem erst garnicht. Da es dann aber auch keine ursprüngliche Intentionalität gibt, könnte die KI zu einer möglichen Quelle von Bewusstsein werden, denn danach wäre Bewusstsein nichts anderes als eine höchst komplexe Begleiterscheinung der neuronalen Prozesse im Gehirn. Geht man von einer "himmlischen" Entstehung des Geistes aus, wird man nie erklären können, wie etwas Immaterielles Einfluss auf Materie haben kann. Es würde dann in der Tat nicht den Hauch einer Chance geben, Bewusstsein jemals erklären zu können. Bevor man diese folgenschwere Konsequenz jedoch zieht, sollte man erst einmal alle realen Möglichkeiten gründlich erforschen und dies ist noch nicht einmal im Ansatz geschehen. Sowohl die KI, als auch die Gehirnforschung stehen erst am Anfang, liefern aber bereits heute faszinierende Erkenntnisse, die mehr in Richtung des evolutiven Standpunktes weisen.
Penrose begeht den Fehler, die Bedeutung algorithmischer Prozesse zu unterschätzen. So ist etwa ein Kohonen-Netz (ein neuronales Netz mit einer bestimmten Aktivierungsfunktion) dazu in der Lage, Buchstaben zu erlernen und in verschiedener Ausprägung wiederzuerkennen. Das Netz besitzt also die Fähigkeit zu abstrahieren! Hier hat man ein schönes Beispiel für einen algorithmischen Prozess, der etwas völlig Neues hervorbringt, was nicht auf Anhieb aus dem zugrundeliegenden Algorithmus ersichtlich ist. Dass dies natürlich noch weit davon entfernt ist, einem Gehirn ähnlich zu sein, ist klar. Bevor man aber ein vorschnelles Urteil fällt, sollte man zunächst die weitere Entwicklung abwarten und diese Möglichkeit nicht prinzipiell ausschließen.
Das Cover des Buches zeigt den Titel eines Märchens von Andersen: Des Kaisers neue Kleider. Auf der Rückseite heißt es dazu: Ein mathematischer Physiker, ..., zeigt wie das Kind in Andersens Märchen mit dem Finger auf die Exponenten der "starken KI" und sagt: Sie sind nackt. Leider komme ich nach dem Lesen des Buches eher zu dem entgegengesetzten Urteil, nämlich dass Roger Penrose außer ein paar ständig wiederholten Glaubensbekenntnissen und der mehr als vagen und absurden Idee, Bewußtsein könne etwas mit Quantenprozessen zu tun haben, nichts vorzuweisen hat und er eigentlich der "Nackte" ist.

Bevor ich dieses Buch gelesen habe, war der Begriff "Bewustsein", für mich Teil der Psychologie und hatte keinen Einfluss in der Wissenschaft. Roger Penrose diskutiert ausführlich und wissenschaftlich über ein Thema, die für viele Menschen wichtig ist und mehr oder weniger zwischen Zahnrädern, Planetenbahnen und Quanten völlig in Vergessenheit geraten ist. Er gibt keine Antworten auf philosophische Fragen, sondern beweist die Möglichkeit, dass die Existenz (bzw. Nichtexistenz) von Bewustsein auch ein wissenschaftliches Thema sein kann. Er behandelt das Thema aus verschiedensten Richtungen: angefangen von Computeralgorhytmen, zu den Synapsen der Nervenzellen, bis zu seinen eigenen Erfahrungen und er ist keinesfalls einseitig. Er schreibt spannend, mitreisend, ehrlich und objektiv über die "Wissenschaft des Bewustseins".