Tag: Physik

Der Mathematiker erfindet nicht, er findet. Sicher muss er, wenn er kreativ ist, auch sehr viel erfinden. Er muss sinnvolle Fragen ersinnen, er muss ein geeignetes begriffliches und methodisches Instrumentarium entwickeln, und er muss geschickte Premissen formulieren. (Dieter Wandschneider im Vorwort zur deutschsprachigen Ausgabe)

Wer sich nach dieser Einleitung fragt, was dass den eigentlich nun mit Computern zu tun hat, liegt vollkommen richtig. Vielmehr begibt sich Roger Penrose in seinem Werk auf den Spuren von Douglas Hofstaedter auf eine Reise durch Mathematik, Physik und andere Gebiete der Wissenschaft um im letzten Kapitel scheinbar losgelöst auf die Frage des menschlichen Bewusstseins zurückzukommen.

Wie ich schon bei der Lektüre von Gödel, Escher, Bach feststellen musste, fällt es mir als Nicht-Mathematiker schwer, die komplizierten Formeln zu verstehen, mit denen sich die Experten so gern auseinandersetzen. Penrose betont in seinen Ausführungen immer wieder, dass der Leser, der sich mit den vielen Gleichungen nicht so wohl fühlt, diese einfach überspringen möge. Ich meine mich zu erinnern, dass er irgendwo auch meinte (leider kann ich die Stelle nicht mehr finden), dass die Gleichungen zum Verständnis der Theorien nicht unbedingt notwendig seien. Dann stellt sich jedoch die Frage, warum er sie überhaupt einschließt. Mir kam eher der Gedanke, dass es möglicherweise zum Verständnis beitrüge, wenn Penrose sich hin und wieder mal die Mühe gemacht hätte, die Variablen in seinen Gleichungen durch tatsächliche Werte zu ersetzen, um zu erklären, was die Ergebnisse eigentlich aussagen. Nur durch Variablen lässt sich einem Nicht-Mathematiker kaum Verständnis für die komplizierten Theorien einhämmern.

Demnach würde jede Möglichkeit in irgendeiner riesigen Superposition koexistieren. Das ist gewiss kein besonders sparsames Modell; aber meine eigenen Einwände dagegen entspringen nicht seinem Mangel an Ökonomie. Insbesondere sehe ich nicht ein, warum ein bewusstes Wesen nur „eine“ der Alternativen in einer linearen Superposition wahrnehmen soll. Welcher Wesenszug des Bewusstseins verbietet, dass man sich jener qualvollen Linearkombination einer toten und einer lebenden Katze „bewusst“ sein kann?

In einem ausgedehnten Kapitel, das Penrose bewusst „Quantenmagie und Quantengeheimnis“ betitelt, befasst er sich mit den unterschiedlichen Existenzformen des Universums und natürlich in diesem Zusammenhang mit Schrödingers Katze. Hier scheint es ihm ausnahmsweise zu gelingen, das grundsätzliche Konzept des Experiments zu verdeutlichen, wenn auch die Ergebnisse etwas vage bleiben, weil es schlicht zu viele unbeantwortete Fragen zu diesem Thema gibt.

In den letzten Kapiteln beschäftigt sich Penrose dann mit dem menschlichen Gehirn. Wie sind unsere Gehirne aufgebaut, wie funktionieren Nervensignale? Manche Experimente lassen es einem kalt den Rücken herunterlaufen: Bei so genannten „Split-Brain-Experimenten“ wurde Probanden der Balken durchtrennt, sodass die rechte und linke Gehirnhälfte nicht mehr miteinander kommunizieren konnten. Dies wurde damals als Versuch der Therapie einer sehr schweren Epilepsie betrachtet. Penrose wirft in diesem Zusammenhang die Frage auf, ob diese zwei getrennten Gehirnhälften nun unterschiedliches Bewusstsein haben. Die ausführliche Diskussion dieses Themas findet sich ab Seite 374.

In den frühen Siebzigerjahren tauchte in der wissenschaftlichen Literatur die Behauptung auf, man habe in der Sehrinde eines Affen eine Zelle entdeckt, die nur reagiere, wenn auf der Netzhaut das Bild eines Gesichts registriert werde. Aufgrund solcher Informationen wurde die „Großmutter-Zellen-Hypothese“ formuliert: Demnach sollte es bestimmte Zellen im Gehirn geben, die nur ansprechen, wenn die Großmutter der Versuchsperson ins Zimmer tritt!

Aus heutiger Sicht gesehen kann – bewusst provokativ formuliert – auch diese „Großmutter-Zellen-Hypothese“ nichts mehr über Bewusstsein aussagen. Die Gesichtserkennung in iPhoto mag Menschen mit schlechtem Personengedächtnis schon heute überlegen sein. Spannend ist in dieser Hinsicht auch die damalige Annahme, noch zu entwickelnde „Parallelcomputer“ würden in der Lage sein, das menschliche Gehirn in seiner Gesamtheit abzubilden. 20 Jahre später haben Computer mit dieser Fähigkeit noch nicht das Licht erblickt und das obwohl wir inzwischen über QuadCore-Prozessoren verfügen und die Entwicklung in diesem Bereich stetig voranschreitet.

Ich möchte auf ein Problem zurückkommen, das in diesem Buch über weite Strecken ein Grundthema bildet. Reicht unser Bild einer Welt, die den Regeln der klassischen Physik und der Quantentheorie gehorcht – und zwar so, wie diese Regeln gegenwärtig verstanden werden –, wirklich aus, das Gehirn und den Geist zu beschreiben?

Erst auf den letzten Seiten lässt sich erkennen, welchen Zusammenhang Penrose tatsächlich zwischen all diesen Gebieten der Wissenschaft, denen er sich im Laufe seines Werkes zuwendet, sieht. Um den geneigten Leser auf Kurs zu halten, wären ausführlichere Überleitungen zwischen den Kapiteln sinnvoll gewesen. Wie bereits oben erwähnt, wandelt Penrose sichtlich in Hofstaedters Fußstapfen, es fehlt ihm aber die Leichtigkeit und der Humor, mit der Hofstaedter seine Themen zu würzen weiß. Eine Beschäftigung mit Penroses Werk möchte ich also nur all jenen ans Herz legen, die tatsächlich ein wissenschaftliches Interesse an den besprochenen Themen haben und auch mit trockenem Lesestoff ihre lange Freude haben.