Künstliches Leben

Einführung

Das Streben des Menschen Leben aus nichtlebender Materie zu schaffen, ist sehr alt.

Beispiel:
    der Golem (im jüdischen Volksglauben eine menschliche Figur aus Ton),
    Dr. Frankensteins Monster,
    ein künstlicher Vogel im Märchen von Hans Christian Andersen "Die Nachtigall",
    die Puppe "Olympia" aus der Oper "Hoffmanns Erzählung" von Offenbach,
    usw.

Die Ursachen dafür liegen sicher im Wissensdurst, alles zu erkennen, alles zu verstehen und letztlich die Natur dem Menschen nutzbar zu machen (Ob dies den Menschen glücklicher macht, wollen wir nicht erörtern).
Die Vorteile für den Menschen:
Das "künstliche" Leben kann ungeliebte Arbeiten ausführen, kann ihn unterhalten und kann beim Erkennen des natürlichen Lebens helfen.
Um künstliches Leben zu erschaffen, vergleicht man das angestrebte mit dem natürlichen Leben.

Definitionsversuch von natürlichem Leben

Eine allgemein akzeptierte und erschöpfende Definition dessen, was Leben ist, gibt es nicht.
Es gibt zwei Definitionsrichtungen:

Die vordergründige Sicht bezieht sich auf die offensichtlichen Eigenschaften wie:
    Natürliches Leben ist selbsterhaltend.
    Natürliches Leben reagiert auf eine Umwelt.
    Natürliches Leben unterliegt einer ständigen Energieaufnahme.
    Natürliches Leben pflanzt sich fort.
    Natürliches Leben ist in der Lage zu wachsen.

Die abstrakte Sicht beruht auf den genetischen Bildern der DNS in der Biologie:
    Lebende Organismen bestehen aus Zellen.
    Ein Mensch z.B. besteht aus Milliarden von Zellen.
    Ein Mensch besteht aus verschiedenen Zellen (Hautzellen, Gehirnzellen,...).
    Die Zellen bestehen im Wesentlichen aus Proteinen.
    Verschiedene Zellen besitzen verschiedene Proteine.
    Proteine setzen sich aus Ketten von Aminosäuren zusammen.
    Diese Ketten bezeichnet man als DNS (Desoxyribonukleinsäure).
    Jede Zelle besitzt in der DNS den Bauplan des gesamten Organismus.
    Jede Zelle kann sich selbst reproduzieren.
    Wie gesteuert wird, welche Zellen sich spezialisieren, ist bisher noch nicht bekannt.

Die Entstehung des Lebens, insbesondere der ersten lebenden Zelle, ist trotz aller Erkenntnisse bis heute wissenschaftlich nicht
zufriedenstellend erklärt.

Was ist künstliches Leben?

Lebt ein Tamagotchi (künstlich)? Sicher nicht; Warum spricht man bei ihm nicht vom künstlichen Leben?
Ist der Computer "Blue Deep", der den weltbesten Schachspieler Gari Kasparow im Schach besiegte, künstliches Leben?
Ist ein Expertensystem, welches das Wissen eines Experten in sich vereinigt, bereits künstliches Leben? Wenn nicht, was fehlt noch?
Sind Roboter, die mit künstlichen neuronalen Netzen intelligente Entscheidungen fällen und diese in Bewegungen umsetzen, bereits Leben?
Sind Computerviren "Leben"?

Weil man keine akzeptierte Definition für natürliches Leben geben kann, fällt es um so schwerer den Begriff "künstliches Leben" zu fassen.

Definitionsversuche:
Christopher G. Langton (Los Alamos): " Von Menschen geschaffene Systeme, welche einige Charakteristika natürlichen Lebens aufweisen".

Thomas Ray (Biologe; Universität Delaware USA 1989): "Ich würde ein System als lebend bezeichnen, wenn es sich selbst replizieren kann und zu einer Evolution mit offenem Ende fähig ist."

Ken Karakotsios (San Jose, Kalifornien, 1993): "Künstliches Leben paßt sich an , optimiert sich und tut das Unerwartet."

Die heute als "künstliches Leben" (KL) bezeichneten Systeme zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:

Gegeben ist ein informationsverarbeitendes System, welches Informationen aufnehmen und ausgeben kann. Dieses System wird als Agent oder Animat bezeichnet.
Dem System ist eine Umwelt zugeordnet. Über die Ein- und Ausgabeinformation besteht eine Interaktion zwischen System und Umwelt.
Das System besitzt Verhaltensregeln, welche diese Interaktion determinieren.
Die Verhaltensregeln erzeugen ein dynamisches Verhalten des Systems in seiner Umwelt.
Die Verhaltensregeln können am Anfang vorgegeben sein, sie können sich evolutionär entwickelt haben oder sie können über Lernsysteme erlernt worden sein.

Es gibt zwei grundsätzliche Möglichkeiten des Auftretens solch künstlichen Lebens: virtuell als Software in einer Computerumwelt oder als Hardware in einer realen Umwelt.

Um den Begriff "künstliches Leben" noch besser zu verstehen, kann man ihn mit dem
Begriff "künstliche Intelligenz" (KI) vergleichen.

Das Grundkonzept der KI lautet, eine Strategie zu entwickeln, wie das zu programmierende System in allen Eventualitäten zu reagieren hat.

Ganz anders der Ansatz im KL. Bewußt wird auf ein Globalkonzept verzichtet, statt dessen werden dem System einfache Verhaltensregeln mit auf den Weg gegeben, die die direkte Interaktion mit der Umwelt betreffen.

KI ist wissensbasiert und KL verhaltensorientiert.

Ein KI- System könnte top-down programmiert werden. Bei dem KL- System wäre die bottom-up Programmierung der bessere Weg.

Literaturverzeichnis

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