Tillmann  Pross - Künstliche Intelligenz, Künstliches Leben - Hausarbeit SS  2002

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2.1  Allgemeine Merkmale des Lebens  4

2.2  Die biochemische Sichtweise  5

2.3  Darwins Theorie der fortwährenden Evolution  5

2.4  Faktoren der Evolution  5

3.1  Allgemeine Merkmale der Intelligenz  6

3.2  Die Erscheinungsform der Intelligenz: Anwendung  7

3.3  Ursprung der Intelligenz  7

3.3.1  Lernen von Wissen und Regeln.  8

3.3.2  Mechanismen des Lernens: Inferenz und Theoriebildung  8

3.3.3  Andere Methoden: Programmierung und Konditionierung.  9

4.1  Geschichte der Künstlichen Intelligenz  9

4.2  Technik der künstlichen Intelligenz.  10

4.2.1  Algorithmen  10

4.2.2  Wissensverarbeitung: Datenbanken  10

4.2.3  Logik, Symbol, Repräsentation  11

4.2.4  Performanzmodelle und der Übergang zur physikalischen Informationstheorie  12

4.2.5  Die konnektionistische Wende.  12

4.3  Philosophie der künstlichen Intelligenz:  15

4.3.1  Verstand und Mathematik: der cartesische Dualismus  15

4.3.2  Verstand und Rechnen: Hobbes ratio rationicians  15

4.3.3  Verstand und Logik: Beziehung und Repräsentation.  16

4.3.4  Konsequenzen der dualistischen Position  16

5.1  Wie natürlich ist „künstliche Intelligenz“?  17

5.2  Wie künstlich ist „natürliche Intelligenz?“  18

5.3  Der theoretische Zugang zur „lebendigen“ Intelligenz.  19

6.1  Was ist künstliches Leben?  20

6.2  Technik des künstlichen Lebens.  21

6.2.1  Verhaltensbasierte Systeme.  21

6.2.2  „Lebendige“ Automaten: John von Neumanns Zellularautomaten.  21

6.2.3  Programmierte Evolution  22

6.2.4  Abhängigkeiten der evolutionären Algorithmen  23

6.2.5  Agentensysteme  23

6.2.6  Evolutionäres Wachstum: Vorteile und Probleme  24

6.3  Philosophie des künstlichen Lebens  25

6.3.1  Ist künstliches Leben lebendig?  25

6.3.2  Das Problem der dritten Person.  26

6.3.3  Der phänomenologische Ansatz.  26

6.3.4  Heideggers Fundamentalontologie als Gegenentwurf zu Descartes Philosophie des  

dualistischen  Rationalismus  27

6.3.5  Heideggers Analyse der Weltlichkeit als Modell für Künstliches Leben  27

7.1  Praktische Motivation und Konsequenzen  29

7.2  Theoretische Motivation und Konsequenzen  30

2

Tillmann Pross ^{- Künstliche Intelligenz, Künstliches Leben - Hausarbeit SS 2002 -} (LQOHLWXQJ

In dieser Hausarbeit, die ich zum Hauptseminar „ Philosophie der künstlichen Intelligenz“ von Prof. Hubig an der Universität Stuttgart im SS 2002 geschrieben habe, wird es um natürliche Intelligenz und natürliches Leben und ihre Versuche zur

„ Übertragung“ ¹ als „ Künstliche Intelligenz“ ² und „ Künstliches Leben“ ³ auf digitale Rechenmaschinen gehen. Damit stellt sich die Frage, was man überhaupt auf den Rechner transformiert, wie viel und welchen Teil des Natürlichen eine solche Transformation erhält und ob das Sein des Natürlichen durch eine Simulation, Nachahmung oder Repräsentation überhaupt berührt wird. Wir können solche Fragen nur schwer beantworten, da wir keinen dritten Standpunkt einnehmen können, der es uns ermöglichen würde, solche Fragen für den Computer zu beantworten. Schon lange unternehmen Menschen Anstrengungen, künstliche Geschöpfe zu schaffen, die vorrangig der Arbeitserleichterung und Informationsverarbeitung (speziell im Hinblick auf die Filterung und Aufarbeitung von großen Informationsmengen) dienen sollen. Als Inspiration und Vorbild für solche „ dienstbaren Geister“ dienen Entitäten der Welt in der wir leben. Das deswegen, weil uns künstliche Wesen ja in unserer Welt helfen sollen und sich ihre Funktionsweise deshalb an unserer Welt und ihren Gesetzen orientieren muss.

Der Weg zur Erschaffung solcher künstlicher Wesen führt, über die Ergründung und Beobachtung dessen was natürlich ist, schließlich auf unser eigenes Mensch- und Weltenbild zurück. Dieses Bild vom Menschen und der Welt wird und wurde aber immer selbst als „ Rückprojektionen gelingender technischer Zusammenhänge

entworfen“ ⁴ und führt damit wieder zum Künstlich-technischen zurück. Der Ansatz der klassischen KI geht von einem techno-logischen Bild des Menschen und seiner Welt aus und zieht daraus Konsequenzen für die algorithmische Realisierung. Erst der Vergleich einer künstlichen Schöpfung mit dem Vorbild selbst kann eine Aussage darüber geben, wie gelungen das Ergebnis ist. Wäre das nicht so, nach welchen Kriterien würde man dann urteilen?

Was uns im vorliegenden Fall interessiert, ist also die Erforschung der Natur des umzusetzenden Inhalts:

- Was ist das Spezifische an Intelligenz und Leben, wie wir es täglich erfahren? - Wie und mit welchen Mitteln kann man es so beschreiben, dass es auf programmierbare Rechenmaschinen „ übertragbar“ ist?

Diese Fragen führen unmittelbar zu weiteren Fragen, die die Sinnhaftigkeit des ganzen Unternehmens betreffen:

Was hat man überhaupt gewonnen, wenn man Intelligenz oder Leben auf den Rechner übertragen hat? Kann man überhaupt etwas gewinnen, d.h. würde eine programmierte künstliche Intelligenz wirklich wie die menschliche Intelligenz s e i n? Künstliches Leben wie natürliches s e i n?

Diese Fragen sind eng mit den Hauptstreitfragen der klassischen KI-Diskussion verknüpft: Manche Problemstellungen scheinen sich einer Lösung schlichtweg zu entziehen; diese „ harten Nüsse“ liegen an der Schnittstelle zwischen Maschine und 2EÅhEHUWUDJXQJ´GLHSDVVHQGH0HWDSKHULVWRGHUREPDQHKHUYRQHLQHU7UDQVIRUPDWLRQRGHU6LPXODWLRQVSUHFKHQVROOWHZLUG

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Tillmann Pross ^{- Künstliche Intelligenz, Künstliches Leben - Hausarbeit SS 2002 -} Geist,Leib und Seele, Technik und Philosophie und sind wahrscheinlich deshalb so

schwer zu knacken ⁵ .

Wieder spielen die Eigenschaften der Simulation eine entscheidende Rolle:

Kann eine Maschine wirklich denken oder das Denken nur QDFKDKPHQ?

Diese Frage führt die Diskussion auf eine grundsätzliche Ebene: - Die Frage des Seins: Kann Künstliches Sein?

- Die Frage nach Natur und Künstlichkeit: Ist der Mensch eine Maschine? Ich werde versuchen zu zeigen, dass die klassische orthodox-kognitive AI deswegen Probleme mit der Stellung (und erst Recht Beantwortung) solcher Fragen hat, weil ihr die cartesianische Trennung von Subjekt und Objekt zugrunde liegt (Kapitel 4.3). Die Methode der phänomenologischen Philosophie die ich in Kapitel 6.3.3 genauer einführen werde, lehnt einen Vorrang der Erkenntnis (eines Objektes durch ein Subjekt) vor der Erfahrung ab und damit auch eine Trennung und Unterordnung des Leibes unter die Seele. Das zu untersuchende Gebiet liegt im Schnittpunkt der cartesischen Philosophie zwischen Leib und Seele und ist für eine Untersuchung mit dieser philosophischen Methode schwer zugänglich, wie ich in Kapitel 5 zeigen werde. Die Phänomenologie hingegen versteht sich als Mittler und Mittleres zwischen Leib und Seele und kann somit Wesensschau von Phänomenen betreiben, die sowohl unsere körperliche Manifestation in der Welt als auch unseren Geist betreffen (Kapitel 6.3). Die Hausarbeit habe ich nach folgender Vorgehensweise gegliedert: - eine Darstellung und Untersuchung gängiger Theorien über Intelligenz und Leben in natürlicher Form.

- eine Darstellung und Untersuchung gängiger Theorien über die techno-logische „ künstliche“ Realisierung von Intelligenz und Leben. - eine Darstellung und Kritik der philosophischen Motivation einer solchen jeweiligen Realisierung.

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Was natürliches Leben wirklich auszeichnet, ist schwer zu sagen, denn es gibt leider keine allgemein akzeptierte und erschöpfende Definition dessen, was man „ Leben“ nennt.

Gängige Definitionen zählen aber mindestens folgenden Merkmale des Lebens auf: - Natürliches Leben reagiert auf die Umwelt, in der es lebt und zeigt ein „ Verhalten“ - Natürliches Leben ist selbsterhaltend und endlich

- Natürliches Leben ist im Allgemeinen in der Lage zu Wachstum ⁶ - Natürliches Leben pflanzt sich biologisch fort, d.h. es reproduziert sich selbst mit Hilfe von vererbbaren biochemischen Informationsstrukturen (Kapitel 2.2) - Natürliches Leben unterliegt aus physikalischer Sicht einer ständigen Energieaufnahme und verhält sich in Bezug auf die Erhaltung der komplexen biologischen Informationen von Generation zu Generation entgegen den Vorhersagen des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik, der eine Zunahme der

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Tillmann Pross ^{- Künstliche Intelligenz, Künstliches Leben - Hausarbeit SS 2002 -} Entropiefordert. Erst eine Analyse von Leben als offene Systeme kann diesen Widerspruch verhindern.

- Die Entwicklung von natürlichem Leben findet in einer zeitlichen Struktur als Ausbildung von zunehmend komplexeren Eigenschaften der Lebensform statt Keine dieser Eigenschaften allein gibt eine gültige Beschreibung dessen, was wir unter Leben verstehen, erst das Zusammenspiel dieser Eigenschaften beschreibt „ das Phänomen Leben“ in etwa. 'LHELRFKHPLVFKH6LFKWZHLVH

Aus biochemischer Sicht bestehen lebende Organismen aus Zellen, die sich im Laufe ihrer Entwicklung auf eine bestimmte Aufgabe spezialisieren. Diese Zellen bestehen wiederum aus Proteinen, Molekülketten, die nach einem bestimmten „ Bauplan“ aus Aminosäuren zusammengesetzt sind.

Es gibt lediglich 20 Aminosäuren, aus denen sämtliche Proteine lebender Organismen zusammengesetzt sind. Die Reihenfolge der Aminosäuren in der Kette bestimmt den Typ des Proteins. Aminosäuren sind also eine Art Alphabet von Buchstaben, aus dem man Wörter bzw. Proteine bilden kann. So wie man aus 24 Buchstaben eine ungeheure Anzahl von Wörtern bilden kann, können die 20 einfachen Aminosäuren die Komplexität und Vielfalt des Lebens erzeugen und realisieren. 'DUZLQV7KHRULHGHUIRUWZlKUHQGHQ(YROXWLRQ

Bis zum Ende des 18. Jahrhunderts war man der Ansicht, dass Gott das Leben in einem einmaligen Schöpfungsakt individuell und unveränderlich geschaffen hatte. Charles

Darwin setzte sich 1859 in seinem Werk Ä7KH2ULJLQRI6SHFLHV³

  kritisch mit bereits

vorhandenen Ansätzen zur Erklärung der Entstehung der verschiedenen Arten (wie etwa dem Lamarckismus) auseinander und ergänzte sie zu einer „ darwinistischen“ Theorie von der natürlichen Auslese, der ELRORJLVFKHQ(YROXWLRQVWKHRULH. Er ging dabei von zwei Vorraussetzungen aus:

1. der Variabilität und Vererbbarkeit der Merkmale einer Lebensform über Generationen und

2. der Überproduktion von Nachkommen einer Generation.

Darauf aufbauend schloss er, dass aufgrund der natürlichen Ressourcenknappheit nicht alle Nachkommen überleben können, und daher diejenigen sterben, deren Überlebensfähigkeit (der Fitnessfaktor) am wenigsten ausgeprägt ist. Dies führt zur Auslese der Individuen, die der Umwelt am besten angepasst sind:

Ä7KHVXUYLYDORIWKHILWWHVW³ - “ Das Überleben der am besten Angepassten” So konnte

Darwin das Prinzip der Evolution mithilfe der Auslese durch Fitnessfaktoren erklären, nicht aber, wer warum am besten Angepasst ist, denn am besten angepasst ist natürlich das Individuum, dass den höchsten Fitnessfaktor hat und damit am besten angepasst ist: ein Zirkelschluss. )DNWRUHQGHU(YROXWLRQ

Veränderungen in der Fitness eines Individuums können durch folgende Faktoren der Evolution bedingt sein: - 0XWDWLRQ: (spontane Veränderungen im Erbmaterial, die zu genotypisch wirksamen Varianten des Grundtyps einer Art führen) - 6HOHNWLRQ: (Bevorzugung der funktional bestangepassten Individuen)

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Tillmann Pross ^{- Künstliche Intelligenz, Künstliches Leben - Hausarbeit SS 2002 -} - 5HNRPELQDWLRQ: Neukombinationvon Erbmaterial, wie sie bei Organismen mit geschlechtlicher Fortpflanzung auftritt. Durch den Vermischungseffekt können Selektionsvorteile erreicht werden, die unter den Nachkommen zu unterschiedlicher Fitness (Tauglichkeit) der Individuen im Überlebenskampf führen.

Mit diesen Faktoren ist die Evolutionstheorie als Modell für die Entwicklung des Menschen aus einfachen Urorganismen über die fortdauernde „ natürliche“ Auslese von Organismen denkbar.

Entscheidenden Einfluss auf das Ergebnis einer solchen Auslese haben die Faktoren, die für die stochastisch abweichende Fitness eines Individuums maßgeblich sind. Die Faktoren der Evolution hängen wiederum eng mit dem zusammen, was man als „ Umwelt“ oder „ Lebenswelt“ des Individuums bezeichnet, denn die Evolutionsfaktoren erlauben es einem Individuum, sich über mehrere Generationen an seine spezifische Umwelt anzupassen, gleichzeitig prägen die äußeren Bedingungen eines evolutionären Prozesses die Individuen, die sich an sie anpassen müssen. Das Leben ist durch die Entwicklung in und die Abhängigkeit von einer bestimmten Umwelt geprägt. Je extremer die Anforderungen der Umwelt an die Anpassungsfähigkeit der Organismen, desto gebundener ist das Leben an seine Umwelt. Der Nordpol und die Sahara haben beide ihr spezifisches Leben, das nur dort so existieren kann. Ein Eisbär wäre in der Sahara genauso wenig überlebensfähig wie ein Kamel am Nordpol. Diese Abhängigkeit von Individuum und Umwelt ist wohl der entscheidende Faktor bei evolutionären Prozessen und er wird in der Untersuchung des AL eine entscheidende Rolle spielen.

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Den Begriff „ Intelligenz“ ⁸ definierte William Stern 1920 so: „ Intelligenz ist die allgemeine Fähigkeit eines Individuums, sein Denken bewusst auf neue Forderungen einzustellen; sie ist allgemeine JHLVWLJH$QSDVVXQJVIlKLJNHLWDQQHXH$XIJDEHQXQG %HGLQJXQJHQGHV/HEHQV.“ (Stern[20])

In dieser Definition werden zwei Zugänge zur Intelligenz eröffnet: die Einstellung des Denkens auf neue Forderungen und Gegebenheiten die Anpassungsfähigkeit an das und die Abhängigkeit vom Leben. So einfach lässt sich die Intelligenz heute nicht mehr fassen, auch wenn dieser grundsätzliche Ansatz der Teilung in Einstellung und Abhängigkeit noch immer gilt.

Etymologisch stammt das Wort „ Intelligenz“ vom lateinischen LQWHOOHJHUH ab, was HLQVHKHQ oder HLQVLFKWLJPDFKHQ bedeutet. Die LQWHOOLJHQWLD (also die Intelligenz)

schließlich kann man als

- Erkenntnisvermögen (als das Vermögen, geistige Auffassungsgabe zu entwickeln, Einsichten zu haben und Zusammenhänge zu begreifen) - Urteilsfähigkeit - Das Erfassen von Möglichkeiten

verstehen. 9

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Tillmann Pross ^{- Künstliche Intelligenz, Künstliches Leben - Hausarbeit SS 2002 -} 'LH(UVFKHLQXQJVIRUPGHU,QWHOOLJHQ]$QZHQGXQJ

Ein Merkmal der menschlichen Intelligenz ist es, nur in ihrer $QZHQGXQJDXIGLH /|VXQJHLQHV3UREOHPV zutage zu treten, also der Überführung einer defekten Struktur ¹⁰ in der Umwelt des Menschen durch „ Wahrnehmung, Gewohnheiten und elementare sensomotorische Mechanismen“ (Piaget[71] S.14, S.71) in ein Gleichgewicht, in dem dieser intelligentes Handeln erst erfordernde Defekt behoben ist. Die Intelligenz als Möglichkeit zur Einstellung des Denkens auf solch einen neuen Sachverhalt und dessen Behebung spannt einen imaginären Handlungsraum auf, in dem intelligentes Überlegen überhaupt erst stattfinden kann. Während des Prozesses der Problemlösung treten wichtige Merkmale zur Beurteilung der Intelligenz hervor: Die Art, die Effizienz und die Geschwindigkeit, mit der ein Mensch ein Problem durch Akkomodation oder Assimilation bezüglich seiner Umwelt löst, kann, so die gängige Theorie, Aufschluss darüber geben „ wie intelligent“ ein Mensch ist. Aber Intelligenz zeigt sich nicht nur in solchen abstrakten gedanklichen Leistungen, sondern auch im praktischen Gebrauch von Sprache, dem Erkennen von Gegenständen, dem räumlichen Sehen und bei komplexen zielgerichteten Bewegungsabläufen. Es gibt also nicht „ die Intelligenz“ schlechthin als abstrakten Begriff, sondern die Intelligenz zeigt sich vor allem in verschiedenen Ausprägungen intelligenten Handelns, deswegen kann man die Intelligenz auch nur nach ihren Leistungen beurteilen und nicht per se. Joseph Weizenbaum, einer der prominentesten Kritiker der KI, schreibt über die Intelligenz: „ Für sich allein betrachtet ist Intelligenz ein sinnloser Begriff. Er erfordert einen Bezugsrahmen, die Definition eines Bereichs im Denken und Handeln, um ihm

einen Sinn zu geben. ... in Wirklichkeit sind weder unsere Kultur QRFK unsere Umwelt

universal oder absolut. Deshalb wäre es angebracht, wenn wir als Wissenschaftler oder Erzieher den Begriff „ Intelligenz“ verwenden, stets den Bereich des Denkens und Handelns explizit anzugeben, aus dem der Begriff seine Bedeutung gewinnt.“ (Weizenbaum[77] S.271). Weder die menschliche Kultur noch die Umwelt sind also getrennt zu betrachten, im Gegenteil spielt das Verhältnis der Umwelt (wie der Natur) relativ zur Kultur und umgekehrt die entscheidende Rolle. Diese Abhängigkeit der Intelligenz von der Umwelt, auf die sie angewandt wird, spielt in meiner späteren Argumentation für „ lebendige“ , direkt mit einer Umwelt interagierende Algorithmen als fundierendes Element einer „ natürlichen“ künstlichen Intelligenz eine große Rolle. 8UVSUXQJGHU,QWHOOLJHQ]

Wie kommt man überhaupt zur Intelligenz? Hier scheinen zwei Antworten möglich: 1. Die Intelligenz kann angeboren sein, d.h. eine physisch-genetische Veranlagung, die sich nach der Geburt ohne äußere Hilfe ähnlich einem verpuppten Schmetterling nur noch zu entfalten braucht.

2. Die Intelligenz entsteht zum einen durch das Erlernen einer systematischen Theorie des Weltwissens und zum anderen durch das Trainieren der Anwendung und Umsetzung des Erlernten, das schließlich zur Erlangung einer Kompetenz führt, die intelligentes Problemlösen erst ermöglicht.

In der hier ausgebreiteten Diskussion interessiert jedoch nicht die Theorie der angeborenen Intelligenz (die bei entsprechendem Wissen über die Art der Codierung ´GHIHNWµZLUGKLHUQLFKWQXULP6LQQHYRQÅ6FKDGHQ´YHUVWDQGHQVRQGHUQDXFKDOV0DQJHODQHWZDVEVS1DKUXQJ.RPIRUW