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 Die Wirklichkeit als virtuelle Realität (VR)

  

 

Wirklichkeitssimulatoren

Was ist wirklich, was virtuell (eingebildet/simuliert)? Diese Frage scheint sich für uns im 'richtigen Leben' nicht zu stellen, da wir doch genau unterscheiden können was wirklich ist und was nicht. VR (virtuelle Realität) würden wir allenfalls bei irgendwelchen Computerspielen vermuten. Das Ganze ist bei näherer Betrachtungsweise jedoch deutlich komplizierter, wenn wir die Frage beantworten wollen:

Was muß gegeben sein, wenn wir etwas für 'wirklich halten wollen?

Was ist unser Kriterium für 'Wirklichkeit'?

Paul Watzlawick beschreibt hier ein interessantes Experiment

welche Muster erkennen Sie?

1. Feststellung: Unsere Wirklichkeitsbegriff scheint also nicht unwesentlich davon abzuhängen wie komplex uns die Wirklichkeit erscheint.

Da dies natürlich keine objektive Eigenschaft sein kann, müssen wir als weiteres Kriterium die 'Selbständigkeit' eines Objektes einführen: Stoßen wir an einem Stein, können wir einen Rückstoß spüren. Was wir dergestalt deuten, daß dieser Stein 'für sich' autonom und wirklich existiert. Wobei 'Rückstoß' für 'Rückmeldung aus der objektiven Realität' steht und so auch z.B. für Gerüche und Geräusche zutrifft. Genauso verhält es sich mit unserem Gesichtssinn, wobei hier Rückstöße von Photonen registriert werden.

 2. Feststellung: wirklich ist, was autonom Rückmeldungen geben kann

Schauen sie sich bitte folgendes Bild an:

 

 

Was stößt hier zurück?

Wenn sie eine leuchtenden blauen 'Wurm' erkennen können, dann gehören sie zu den über 99,9% der Menschen, die diesen ebenfalls sehen.(und die schwarzen Striche hinter den Blauen durchscheinend) Nur: Wenn sie mit einem Photonenmeter versuchen sollten die Frequenz der blauen Farbe zwischen den blauen Strichen messen zu wollen, werden sie überrascht feststellen, das keine vorhanden sind und die Photonen identisch mit den Photonen des Hintergrundes sind.

OK, sie werden sagen: nette optische "Täuschung", die nicht wirklich ist. Unsere Wirklichkeits-Prüfung anhand der getroffenen Feststellungen ergibt tatsächlich:

Feststellung 1 = richtig (weil komplexe Erscheinung)

Feststellung 2 = falsch (weil nicht autonom)

Ergebnis: Erscheinung  = unwirklich

Interessanter wird's hier:

Welche Farben (ABC) kommen in diesem Bild nicht vor? (Lösung: hier)

Auch hier stößt offensichtlich etwas zurück, was gar nicht vorhanden ist. Aber das ist schon um einiges schwerer zu erkennen. Nur wenn wir Meßgeräte einsetzen (oder das Bild stark vergrößern) können wir die richtige Farbe erkennen.

Wenn Sie glauben, daß es sich um eine nette Spielerei handelt (eine 'optische Täuschung' eben), muß ich Sie enttäuschen und sogar vorerst noch etwas weiter irritieren: Im Laufe der Evolution haben sich für unseren Augenapparat lediglich drei verschiedene Farbrezeptoren ('Sehstäbchen') herausgebildet. Diese können lediglich die Wellenlängen der Grundfarben erkennen:


3 Grundfarben: Rot - Grün - Blau

Wie ist es möglich, daß wir trotzdem die Farbe 'Gelb' sehen, ohne daß wir Sinnenszellen ('Photonenrückstoßdetektoren') dafür entwickelt haben? Da sich eine 'gelbe Frequenz' physikalisch nicht aus Mischung anderer Frequenzen darstellen läßt, liegt es daran, daß unser gesamter Sinnesapparat komplexe Berechnungen aus dem Empfang von roten und grünen Frequenzen anstellt, um uns den Eindruck der Farbe 'Gelb' zu vermitteln (zu 'simulieren') Auch wenn viele Wissenschaftler der Ansicht sind, daß die Farbenlehre nicht zur Physik, sondern zur Psychologie gehört:

Ist deshalb die Farbe 'Gelb' un-wirklich?

 

Wie sieht es mit folgendem aus:

Marsgestein; aufgenommen von der NASA-Sonde Pathfinder

Unsere Wirklichkeitsprüfung ergibt für den Stein:

Feststellung 1 = richtig (weil komplexe Erscheinung)

Feststellung 2 = richtig (weil autonom)

Ergebnis: Erscheinung = wirklich

Kein Mensch hat diesen Stein jedoch mit seinen eigenen Augen gesehen. Die Bilder stammen von einer Hightec Digitalkamera, die Photonenrückstöße registriert und die Anzahl und Art dieser Stöße in einem Bitmap-Raster speichert:

...

...

...

...

...

...

...

...

121

129

131

127

128

...

...

155

131

129

122

120

...

...

156

154

149

122

115

...

...

196

177

151

120

111

...

...

215

195

137

119

97

...

...

...

...

...

...

...

...

Ausschnitt aus obigem Foto: Anzahl von 'Photonenrückstößen' (schematisch)

 Erkennen Sie den Stein in diesem Raster?

Wohl kaum, - noch weniger kann jedoch die DigiCam erkennen, was sie da fotografiert.

 

künstliche Automaten

Und das ist auch das große Problem von künstlichen Automaten. Schon ganz einfache Aufgaben, wie z.B. eine gerade Linie zu erkennen, erfordern gewaltige Rechenleistungen. Nicht ohne Grund gibt es auf absehbare Zeit keine Computer, die selbständig ein Taxi mittels optischen Sensoren auf der Autobahn steuern können. Dies liegt nicht an der Steuerung sondern an der mangelhaften Fähigkeit zur Mustererkennung. Hier können wir schon mal stolz auf unsere ausgefeilten Mustererkennungsprogramme sein, die uns die Evolution beschert hat. Wir schaffen diese Aufgaben mit Leichtigkeit.

Necker-Würfel:

Da unsere 2-dimensionale Netzhaut nur 2-dimensionale Bilder aufnehmen kann, haben wir uns im Laufe der Evolution besondere Berechnungsmethoden und Konstruktionsregeln für 3-dimensionales Sehen angeeignet:

Konstruktionsregel: interpretiere eine gerade Linie als eine gerade Linie im Raum

   

Ein 3D Bild stellt sich hier evtl. erst nach Minuten ein

   

nur eine kleine Verschiebung: ... und es ist sofort da!

 

Neckerwürfel von H. Petry

Ob sie es wollen oder nicht: unsere Mustererkennungsprogramme zwingen uns dazu, eine räumliche Wahrnehmung zu konstruieren

 

mehr Konstruktionsregeln: hier  

 subjektive Flächen

 

Erschreckend sind die Auswirkungen, wenn die Fähigkeit zur Konstruktion (z.B. durch einen Schlaganfall) verloren gegangen ist. Hier eine Auswahl:

optische Agnosie:

= Bezeichnung für die Unfähigkeit, trotz intakter Sinnesorgane Wahrgenommenes zu erkennen und richtig einzuordnen. Je nach Sinnesgebiet (s. Sinne) werden optische, akustische (s. Akustik), und taktile A. unterschieden

dorsale

Simultanagnosie

Dorsal: nach Aufforderung, Objekte auf Tisch zu zählen, können Patienten dies nicht, sind aber in der Lage, einzelne Objekte zu erkennen, aber nicht gleichzeitig und nicht zählen (je weiter Objekte auseinander, desto schwieriger

Akinetopsie = Beeinträchtigung oder Unfähigkeit in der visuellen (nicht aber andersartigen) Wahrnehmung von Bewegungen, Bewegungsrichtungen oder Geschwindigkeitsunterschieden, meist auf bestimmte Teile des Gesichtsfelds beschränkt. Statische Bilder werden wahrgenommen.

Eine besondere Stellung nimmt die 'Synästhesie' ein: eine Verknüpfung von verschiedenen Sinnesempfindungen, der Art, daß z.B. Farben 'gehört' werden, Zahlen bestimmte Farben haben, Oberflächen einen Geschmack, usw..

 

Erstaunliche Einblicke wie  Sinnesreize nach außen projeziert werden,

hat die Arbeit  Benjamin Libets aufgezeigt.

 

Unsere Augen (bzw. unser Gesichtssinn) simulieren uns also laufend Farben und Muster auf der Oberfläche eines gigantischen Meeres von elektromagnetischen Wellen, an denen wir uns praktischerweise orientieren. Ohne diese Wirklichkeitssimulation könnten wir nicht leben, geschweige denn unseren Alltag meistern. Diesen Umstand nutzen Fernseh- und Computertechniker (und nicht zuletzt die Werbeindustrie), um uns in künstliche Welten zu entführen. In diese sind wir gerne bereit visuell einzutauchen, wenn die Simulation nur gut gemacht ist, d.h. wenn sie nicht schwerwiegende Mängel technischer und logischer Art aufweist, die mit unserem Wirklichkeitsverständnis kollidieren. Das uns auf diesem Gebiet bereits ausgefeilte Simulationstechniken zur Verfügung stehen, liegt allein daran, daß wir uns schon Jahrzehnte damit beschäftigen.

Wie sieht es mit den Simulationen für unsere anderen Sinne aus?

Hörsinn: Hier ist die Technik ähnlich weit entwickelt, wie beim Gesichtssinn: Es läßt sich jedes beliebige Geräusch so simulieren, daß wir keinen Unterschied mehr zu einem Echten erkennen können

Geruchs und Geschmackssinn: Lebensmitteltechniker sind mittlerweile in der Lage den köstlichsten Erdbeergeschmack in jedweder 'neutralen Pampe' zu simulieren.

Tastsinn: Hier steht die Technik erst am Anfang, obwohl uns 'Force-Feedback-Joysticks' und 'Data-gloves' bereits einen deutlichen Vorgeschmack geben.  Durch gepulste Hautreizungen lassen sich kontinuierliche Bewegungen simulieren. Das 'Gefühl von Leder auf der Haut' wird sich ebenfalls bald künstlich vermitteln lassen.

Gleichgewichtssinn: Hier gibt es ebenfalls schon ziemlich ausgereifte Techniken, wenn man z.B. an die Flugsimulatoren denkt, an denen Jetpiloten trainiert werden. Einzig das Gefühl der Schwerelosigkeit bei einem 'Parabelflug' scheint als einziges übrig zu bleiben, wenn es darum geht, was in diesem Apparat simulierbar ist und was nicht. Es wird hier schwer möglich sein, einen Wirklichkeitssimulator für Anti-Gravitation hier auf der Erde zu bauen. (es sei denn man erschafft ein künstliches schwarzes Loch und...;))

Aber: Was spricht dagegen Manipulationen an Nerven-Enden, bzw. Gehirnströmen 'direkt' vorzunehmen um dieses Problem zu umgehen? Technisch gesehen wahrscheinlich gar nicht so sehr viel! (Stichwort: 'Phantomschmerzen', bei amputierten Gliedmaßen)

Neurochip

 

Solipsismus?

Soll das jetzt heißen, die Wirklichkeit ist ein reines Gedankenkonstrukt meiner Selbst? Diese Weltanschauung wird in der Philospophie als 'Solipsismus' bezeichnet, - ist aber relativ leicht zu widerlegen. Hierzu ein weiteres Gedankenexperiment:

Wie wirklich ist ein Volleyball?

Wie wir oben gesehen haben, läßt sich (zumindest in absehbarer Zukunft) ein Volleyballsimulator konstruieren, der uns die (kostenpflichtige) Erfahrung eines wirklichen Volleyballspieles vermitteln kann. Wir  - und unsere Freunde - betreten also diesen Simulator und werden mit diesem (einem Hypersupercomputer) verkabelt.

 

Wirklichkeitssimulator für eine Fruchtfliege

Während des aufregenden Spiels überkommen uns destruktive Gedanken: Ist der Volleyball 'echt', mit dem wir spielen? Sind die Spieler 'echt'? Was ist 'echt' an diesem Spiel?

Frage 1 dürfte mittlerweile leicht zu beantworten sein: Der Volleyball ist 'nicht echt'. Weder seine Form, seine Koordinaten, an denen wir ihn im 'Raum' wahrnehmen, sein Abprallwinkel, noch das Gefühl von Leder auf der Haut, wenn wir ihn berühren. - Wenn wir nicht hinschauen, ist er nicht da. Was 'echt' ist, sind die Schaltkreise und Programme, die uns das Bild eines Volleyballes (und 'Rückstöße') vermitteln. Diese haben aber mit einem Volleyball nicht das geringste gemein.

Frage 2 ist schon etwas schwieriger: Wir wissen unsere 'Kumpels' sind 'echt'. Aber sind diese identisch mit den Sportlern, die wir im Spiel wahrnehmen? Der Supersimulationscomputer könnte ohne weiteres aus einem 'Pickelgesicht' einen Adonis konstruieren. (wenn der Sportler diese Vorgaben am Anfang der Simulation dem Computer mitgeteilt hat). Also vom Aussehen, vom 'Phänomen' her, können wir nicht entscheiden, ob unser Sportfreund 'wirklich' ist. Wir können jedoch mit ihm interagieren und ihn sogar fragen. (z.B. "wann ist waren wir zum letzten mal zusammen in der Kneipe..; ... wollen wir aufhören zu spielen?"). Indirekt könnten wir also durchaus mit einiger Zuverlässigkeit feststellen, ob der Spieler 'echt' ist, obwohl sein Äußeres eine Simulation ist.

Frage 3 ist widerum leicht zu beantworten: Das, Spiel, die Bälle, die 'phänomenalen' Spieler sind alle unecht. Nur die 'relationalen' Erlebnisse, d.h. der Sportfreund, mit dem ich persönliche Erfahrungen (relationale 'Rückstöße') gemacht habe und der Hypersupercomputer, auf dem diese Simulation (rationale Rückstöße) läuft, sind 'wirklich'.

Heist das jetzt, daß ich den Rückstoß beim berühren eines Volleyballes nicht mehr ernstzunehmen brauche? Mich unbedenklich von einer Giftschlange beißen lassen kann, da sie ja eh 'nur eine Simulation' ist? Vom Eifelturm springen ...

Das heißt das natürlich nicht. Denn obwohl sie wissen, daß der Papierkorb auf dem Desktop des PC's vor Ihnen 'nur eine Simulation' eines Papierkorbes ist (in Wirklichkeit ist er ja nur ein Symbol, das den funktionalen Aspekt eines Papierkorbs darstellen soll), werden sie sich hüten versehentlich ein Dokument in diesem Papierkorb zu schreddern. Die 'relationale Erfahrung' dieses Mißgeschickes, entspricht vollkommen derjenigen versehentlichen Vernichtung eines handgeschriebenenes Dokumentes, an dem sie stundenlang gearbeitet haben. Die relationale Zuordnung rationaler Phänomenen bleibt also unabhängig von den Ebenen erhalten, auf denen sich die Simulation abspielt - wenn das Wort 'Realität' innherhalb der VR gerechtfertigt sein soll.

>>> siehe auch: senkrechtes Denken in Urprinzipien:

 Wenn wir uns imer noch innerlich gegen dieses - sich objektiv ergebende - 'Leben in der VR' sträuben, liegt das vielleicht daran, daß wir noch einen Umstand berücksichtigen müssen: Wenn eine Simulation ununterscheidbar zur Wirklichkeit sein soll, muß sie auch die Umwelten simulieren können, die zwar physikalisch möglich wären, aber NICHT von uns erfahren werden! Was ist damit gemeint? Ganz einfach: Was würden Sie davon halten, wenn ihnen jeden Samstag Abend, die gleichen Lottozahlen präsentiert werden? Ein Computerspiel ständig mit dem gleichen Level einsetzt und keine Handlungsalternativen, keinen 'freien Willen' bietet? Genaugenommen muß eine Wirklichkeitssimulation in der Lage sein, ALLE physikalisch möglichen Umwelten simulieren zu können, unabhängig davon ob diese Möglichkeiten auch verwirklicht werden. Dann und nur dann, ist sie ununterscheidbar zur Wirklichkeit. So seltsam das auch klingen mag: Nur durch das tatsächliche Vorhandensein des 'nicht-wirklichen' können wir erkennen was wirklich ist. (Dieser Aspekt gewinnt eine nicht zu unterschätzende Bedeutung wenn wir uns anschließend näher mit der Viele-Welten-Theorie beschäftigen)

 

Das was wir wahrnehmen ist nicht die Wirklichkeit, sondern eine virtuelle Simulation, die wir für die Wirklichkeit halten.

Die Wirklichkeit ist anders

 

Evolution

Was ist Leben?

'fleischliche Hüllen' - (Trojanische Pferde-)Roboter, die von unseren Genen bedient werden (Maßstab Gen=Mensch, -  bei der Überquerung des Himalaya-Gebirges)

Der Evolutionsbiologe Richard Dawkins zieht einen interessanten Vergleich: Für das Überleben der Art (= der genetischen Information) ist es unerheblich was dem einzelnen Individuum zustößt. So kann z.B. die Nase einer Maus durch einen Unfall der Art verletzt sein, daß sie kein Futter mehr findet. - Die Weitergabe der genetischen Information wird dadurch nicht behindert: Es wird auch an die folgenden Generationen eine intakte Nase weitervererbt. Das Gleiche gilt jedoch auch für die Gänge, die die Maus im Erdreich gräbt: Die Zerstörung der Gänge kann für die einzelne Maus fatal sein, zeigt jedoch keine Auswirkungen auf das Überleben der Art und des Genoms.

Das was wir also traditionell als 'Maus' bezeichnen, ist also nur ein Teilaspekt, - die unmittelbare Umwelt für die Überlebensstrategie der wirklichen Replikatoren ('Kopienerzeuger'), - der Gene. Die Nase der Maus spielt dabei keine andere Rolle als die Gänge, die sie gräbt. Beides sind keine Replikatoren, obwohl fortwährend neue (Mäuse und Mausgänge) hergestellt werden.

 Die wirklichen Replikatoren sind die Gene (= 'zu Molekülen geronnenes Wissen'), die ihre Umwelt dergestalt manipulieren, daß sie weiteres Wissen erwerben können.

 

Das Genom simuliert sich seine eigene VR.

 

 Die Evolution wäre jedoch niemals in Gang gekommen, wenn es nicht möglich gewesen wäre, bereits die Eigenschaften der ersten und einfachsten Umgebung aus dem 'allgegenwärtigen elektromagnetischen Frequenzbrei' zu simulieren.

 

  

Übrig bleibt nur noch die Frage wie oder 'aus was' bei diesem Hypersupercomputer, die 'Hardware' beschaffen ist, auf der so eine komplexe Simulation, wie - es unsere virtuelle Wirklichkeit ist, -  laufen kann. Das Problem dabei: Hardware kann grundsätzlich nicht von der auf ihr laufenden Simulation wahrgenommen werden, genausowenig, wie wir unsere Sehnerven sehen, während wir einen Volleyball anschauen. Allenfalls indirekte Schlüsse und Analogien sind möglich.

 

Wirklichkeit aus abstrakter Information:

Ist das Universum ein Computer?

 

Komplexität

Nur weil wir es bei  rational erkennbaren Phänomenen mit abzählbaren Teilchen (autonome Atome) und berechenbaren Energien (Rückstoßenergie) zu tun haben, können wir auf die Methode Berechnung zurückgreifen

 In den Computerwissenschaften gibt es einen Forschungszweig, der sich explizit mit den benötigen Ressourcen (Zeit, Gedächtnis und Energie) für bestimmte Klassen dieser Berechnungen auseinandersetzt: Die Komplexitätsthoerie. Da es sich bei einer Simulation um eine klassischen Form der Berechnung  handelt, lassen sich bestimmte Fragen stellen.

In der Regel muß man sich keine Sorgen um die Begrenzung der physikalischen Ressourcen machen. Wobei davon ausgegangen wird, dass sich Computerleistungen alle 18 Monate verdoppeln können (das sogen. Mooresche Gesetz). Dieses Gesetz wird jedoch nicht mehr lange Bestand haben. Spätestens dann, wenn man in den Bereich vorstößt, in dem quantenmechanische Phänomene die Herstellung von klassischen Leiterbahnen unmöglich machen, hat dieses Gesetz seine natürlichen Grenzen erreicht. Des weiteren gibt es im Universum nicht unbegrenzte Zeit und Energie.

Auf der anderen Seite steigt der Rechenaufwand für bestimmte Berechnungen - z.B. um eine Zahl zu faktorisieren - überproportional an, - im Verhältnis zu der Anzahl ihrer Ziffern. Diese Eigenschaft wird dazu genutzt 'sichere Verschlüsselungen' nach der sogen 'public-key-Kryptographie' zu erzeugen. Diese 'RSA-Verschlüsselung' (benannt nach den Initialen ihrer Erfinder) ist heute überall gebräuchlich, so z.B., wenn man eine 'sichere' e-mail verschicken will.

eine 75 kb VR

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 (zum Erforschen: Maustaste gedrückt halten)

Vereinfacht ausgedrückt, beruht sie darauf, daß man zwar sehr leicht Zahlen multiplizieren (z.B. 23 x 19 = 437), aber unverhältnismäßig viel schwerer eine gegebene Zahl in ihre Faktoren zerlegen kann (versuchen sie mal auf die schnelle die Faktoren der Zahl 481 herauszufinden). Hierzu gibt es keine Formeln, sondern mehr oder weniger nur 'Versuch und Irrtum' - Was Zeit, Gedächtnis und Energie braucht. Vor allem geht es hierbei um den Faktor Zeit: Während ein Computer in etwa nur jeweils 30% mehr Zeit braucht um jeweils Zahlen mit einer zusätzlichen Ziffer zu multiplizieren (z.B. 231 x 193), braucht er jeweils etwa 3 x soviel Zeit (!) um eine Zahl zu faktorisieren, die nur eine Ziffer mehr hat. Die Laufzeit eines Computers würde also mit jeder Hinzufügung einer weiteren Ziffer exponentiell (geometrisch) zunehmen. Nach dem Stand der heutigen Technik würde so die Faktorisierung einer 30stellige Zahl, alle Computer der Welt mindestens ein Jahr lang beschäftigen! Der Standard für einen 'sicheren Schlüssel' liegt heute bei jedoch bei einer Zahl mit 250 Ziffern.

Aus diesen Ausführungen wird schnell klar das der universelle Wirklichkeitssimulator in dem wir leben und der alle physikalisch möglichen Berechnungen anstellen können muß, nicht mit klassischen Methoden der Berechnung und auch nicht mit den begrenzten klassischen Ressourcen funktionieren kann.

 

weiter mit

die Viele-Welten-Theorie der Quantenphysik