Wenn selbst der Urknall eine Anleitung brauchte – wer hat sie geschrieben? Vielleicht ist Information der eigentliche Urstoff der Welt. Und wenn sie unzerstörbar ist, was bedeutet das für uns?
Diesmal geht es hier nicht um Politik – sie hängt uns ohnehin zum Halse heraus. Nein, es geht um das unvorstellbar Große und das unvorstellbar Kleine: um Teilchen und die Teilchen der Teilchen. Und um das Universum, um die Welt und, bitteschön, auch um Gott. Und darum, wie es zum Allerkleinsten und Allergrößten kommen konnte. Zwei Antworten sind üblich:
- Alles ist dem Wesen nach schon immer da.
- Alles musste erst entstehen. Woraus? Aus dem Nichts!
Die Antwort 1 erscheint am plausibelsten, wenngleich auch sie ihre Ecken und Kanten hat. Denn selbst in einer uns stabil erscheinenden Welt entsteht dann und wann Neues – aus nichts! Wenn auch nur in Form von Winzigkeiten. Das lehrt die Physik der kleinsten Teilchen, die Quantenphysik.
Die Antwort 2 klingt schier unmöglich, denn sie widerstrebt unserem Verstand: Die ganze Welt soll aus nichts entstanden sein! Jeder weiß, wenn etwas Neues aufkommt, dann immer aus bereits Vorhandenem. Allerdings ist da die Sache mit dem Urknall und die Frage, was denn vorher war. Auch hier wieder geht es um Quantenphysik. Eine Denkwelt, der man nur mit Mathematik jenseits aller Vorstellungsmöglichkeiten beikommt. Selbst jenseits denen von Quantenphysikern. Gern geben die das zu.
Damit ist alles klar. Aber nicht erklärt.
Was aber ist das eigentlich, Information?
Genau hier unterscheiden sich die Geister. Die einen sind’s zufrieden, die anderen kommen damit nicht zur Ruhe. Denn wenn tatsächlich etwas aus dem Nichts entstehen konnte, mit dem Urknall etwa die gesamte Welt, nach welchem Prinzip sollte sich das alles geformt haben? Beginnend mit den kleinsten Teilchen bis hin zu den Galaxien. Ist es ein materielles Prinzip, ist es ein göttliches? „Im Anfang war das Wort“, heißt es dazu im Johannes-Evangelium. Heute würde man eher sagen: „Im Anfang war die Information.“
Jeder weiß, was Information ist, zumindest glauben das die meisten. An Buchstaben mag die Information gebunden sein und diese an Papier. Auch an elektromagnetische Wellen, zum Beispiel an Licht oder an Schallwellen. Am ehesten erkennt man die Information an ihrer Wirksamkeit. Und tatsächlich, was sie alles bewirkt! Schon ein einzelnes Wort mag es sein, zum Beispiel das der Eltern, der Lehrer (früher!), der Politiker, der Richter. Oder denken wir an Computer, die regelrechte Informationsmaschinen sind.
Was aber ist das eigentlich, Information? Die Frage wurde einst von Studenten an Norbert Wiener gerichtet, dem berühmten Kybernetik-Professor. Nach kurzem Zögern soll er geantwortet haben: „Information ist Information. Weder Materie noch Energie.“ - Aha!
17 fundamentale Teilchenarten
Wenn am Ur-Ur-Anfang tatsächlich nichts gewesen sein sollte, keinerlei Materie, keinerlei Energie, woher wussten dann die ersten neu entstehenden Materieteilchen, wie sie sich zu organisieren haben? Ein Proton zum Beispiel, ein Teilchen mit einer Masse von exakt 1,6726 x 10^-27 kg und einer positiven Ladung. Und wie sollte es sich von einem Neutron unterscheiden, einem Teilchen mit einer Masse von exakt 1,6749 x 10^-27 kg und keinerlei Ladung? Beide bestehen aus Sub-Teilchen, den sogenannten „Quarks“. Und aus Gluonen, die diese Teilchen zusammenhalten. Nach welcher Art Anleitung wurden die Subteilchen konstruiert, müssen wir uns fragen, nach welcher die Elektronen und welcher die masselosen Lichtteilchen, die Photonen?
Dem Standardmodell der Teilchenphysik zufolge gibt es 17 fundamentale Teilchenarten. Wo steht, bitte, noch mal die Frage, wie sie beschaffen sein sollen? Irgendetwas muss doch beim Urknall – sofern es ihn überhaupt gab – organisierend gewirkt haben, damals vor 13,8 Milliarden Jahren. Gab es dafür eine Ur-Ur-Anleitung, eine freie, eine nicht an irgendetwas gebundene Information? Und wie war diese beschaffen? Eine der ganz großen Fragen ist das. Mehr noch: Was passiert mit all diesen Teilchen, wenn unsereiner, der ja aus solchen Teilchen besteht, in ein schwarzes Loch fällt? Oder ein ganzer Stern? Dann ist alles futsch. Oder? Nicht einmal die masselosen Lichtteilchen können entweichen, deshalb ist es ja schwarz, das schwarze Loch.
Seit jeher wird gerätselt, was passiert mit der Information, die mit der Materie verbunden ist, wenn sie in einem schwarzen Loch verschwindet? Bleibt sie vielleicht doch erhalten? Als einziges, irgendwie? Solche Überlegungen fußen durchaus auf Objektivität, und dennoch bleibt alles im Vagen. Was sonst sorgt dafür, dass sich, wie beobachtet wird, in der Nachfolge eines schwarzen Loches Materie neu organisiert? Aus dem Nichts gewissermaßen. So wie beim Urknall, damals, als nichts vorhanden war, gar nichts! Das hieße, dass zumindest eine Art von Information für immer verbleibt, wie sie bei jedem Neubeginn zur Verfügung stehen muss.
Die Seele eines jeden Einzelnen müsste auf ewig fortexistieren!
Auch unser Gehirn produziert Information. In seiner edelsten Form Geist genannt oder Seele. Was passiert damit, wenn uns der Tod ereilt? Falls Norbert Wiener recht hatte und Information eben „einfach“ Information ist, unlöschbar womöglich, könnte die Unlöschbarkeit dann nicht auch für unseren Geist gelten, für unsere Seele? Andererseits müssten wir uns fragen, was für eine Instanz sollte es denn sein, die darüber entscheidet, welche Information wert ist, für immer aufbewahrt zu bleiben, und welche, falls von minderem Wert, gelöscht werden kann? Weg damit! Wenn aber nichts ist, was den Informationswert unserer Seele zu definieren vermag, wenn es dafür keinerlei Instanz gibt, sollte die Seele genauso ewig sein wie die der allem anderen zugrunde liegenden Materie. Anders gewendet: Dann auch müsste die Seele, selbst wenn ihr Produzent durch den biologischen Tod entleibt wurde, zu jeder Zeit auf ihren Ursprung zurückgerechnet werden können. Wo und von wem auch immer.
Das aber bedeutete, die Seele eines jeden Einzelnen von uns müsste auf ewig fortexistieren! Welch Lichtblick, selbst für Atheisten! Wenn aber so, was ist dann mit dem Informationsgeschehen in einem Wasserfloh, ja, in jeder x-beliebigen Zelle? All das sollte auf ewig zurückrechenbar sein? Nicht vorstellbar! Allerdings eben ist die Vorstellbarkeit kein Wahrheitskriterium, die Quantenphysik zeigt es uns.
Ob Philosoph, Theologe, Physiker oder Hirnforscher, Bescheid in der gebotenen Tiefe weiß niemand. Und so auch Sie nicht, verehrte Leserin, verehrter Leser! Aber hoffen darf ein jeder.
Im Anfang war das Wort, war die Information. Und was, bitte, ist am Ende?
Gerald Wolf ist emeritierter Magdeburger Universitätsprofessor, Hirnforscher und Institutsdirektor. In seinen Vorträgen und Publikationen widmet sich Wolf der Natur des Menschen, vorzugsweise dem Gehirn und dem, was es aus uns macht.
Am Anfang war nicht Information, sondern nur ungeordnete Materie und freie Energie. Die Information formte dann aus Materie und Energie etwas Konstruktives. Oder etwas Destruktives. Forscher haben alle das selbe Problem: Sie haben Informationen, aus denen andere dann etwas Gutes oder etwas Schlechtes machen können. Curie, Nobel, Oppenheimer und Sacharow sind genau in diese Falle getappt. Die größten Verbrecher auf diesem Planeten sind nicht etwa Unternehmer. Nicht einmal die organisierte Kriminalität, denn die hat wenigstens noch einen Ehrenkodex. Die größten Verbrecher auf diesem Planeten sind nicht automatisch, aber wenn dann immer Regierungen. Also sollte man als Forscher ganz genau aufpassen, welcher Regierung man welche Information zukommen lässt, damit da auch etwas Konstruktives und nicht etwa etwas Destruktives bei herauskommt. Und Forscher haben noch ein Problem: Plagiatoren, die die Informationen anderer abkupfern und hinterhältig mit ihrem eigenen Namen versehen, um damit Kohlen und Reibach zu machen. Wirklich schlimm wird es, wenn beides zusammenkommt. Da sterben dann Forscher und Kreativköpfe in Armut, die Welt wird von Verbrechern unterjocht und ersäuft im Krieg. Aber nicht mit mir. Man sollte den Zorn Gottes nicht mit einem wehrlosen Wissenschaftler verwechseln. Kein rechtswirksamer Vertrag, kein Geld und keine Garantie zur friedlichen Nutzung -> Kein Geschäft. Ich arbeite deshalb nur für die, die sich als anständige Menschen bereits bewiesen haben. Dafür kann ich mir zwar auch nichts kaufen, ich weiß die Information aber in guten Händen. Alle anderen, die sich für schlauer halten, sich auf meine Kosten das Portemonnaie vollgestopft haben und die vollen Informationen garantiert missbrauchen werden, um diese Welt in ein noch schlimmeres Scheißhaus zu verwandeln als sie jetzt schon ist, sollen zur Hölle fahren. Und das werden sie. Auf meinem Grabstein wird irgendwann stehen: „Man hat ihn sein Leben lang unterschätzt… Und dafür bitter bezahlt“.
Offenbar, je älter man wird, desto plausibler wird die Idee von der unsterblichen Seele, das ist ein natürlicher Verdrängungsakt, ein Aufbegehren der Hoffnung in Hoffnungslosigkeit und Suche nach Sinn in der Sinnlosigkeit, oder?
„Zeit“ ist eine Illusion. Sie basiert auf der Beobachtung, daß sich etwas verändert. Der Wechsel der Jahreszeiten, Neumond und Vollmond, Tag und Nacht. In gleiche Abstände geteilt, erzeugt sie die Illusion von Linearität und Gleichlauf. Woher wissen wir, daß die „Zeit“ gleichmäßig fließt und nicht in Wellen, durch Schlaglöcher, Berge hinauf und felsige Klippen hinab? Wir nehmen das an! Bevor die Eisenbahn kam, gingen alle Kirchturmuhren anders. Es gab keine synchronisierte Zeit. Man stand auf, wenn der Hahn krähte und fiel ins Bett nach dem Dorfkrug. Die Fahrpläne der Bahn funktionierten ohne synchrone Zeit nicht. / „Die Uhr ist ein Antriebsmechanismus, dessen Produkt Sekunden und Minuten sind. Die Uhr, die dieses Produkt erzeugt, löst die Zeit aus unserem Elebniszusammenhang heraus und nährt damit den Glauben an eine unabhängige Welt mathematischer meßbarer Sequenzen. .. In einer Welt, die aus Sekunden und Minuten besteht, ist die Natur abgeschafft.“ Lewis Mumford / Die Illusion von Zeit fließt in die Messgeräte ein, denn ohne die Illusion von Zeit kann nichts gemessen werden. So erzeugt die Wissenschaft mit der Illusion von Zeit fortlaufend neue Illusionen und hält uns darin gefangen. / „Eine völlig vom Subjektiven bereinigte Objektwelt wäre nicht beobachtbar.“ Der zeitlose Beweis stammt von dem weltbekannten Physiker Schrödinger.
Jedem Knallkopp einen Urknall.
Des Menschen Gehirn ist Resultat eines Entwicklungssprungs hin zu so starkem Bewußtsein, daß wir die Frage stellen müssen, was die Welt ist, sie aber nicht vollständig beantworten werden können. Mehr noch, dieser erreichte Stand wird eine weitere Stufe nach oben gar nicht mehr zulassen, weil das Überleben heute schon so umfassend gesichert ist, daß Sonderlinge verdrängt werden. Entwicklung – außer von Außen, Oben oder Gott veranlaßt – hört nämlich auf, wenn kein erfolgreicheres Durchsetzen mehr möglich ist. Geschafft haben die mobilen Lebewesen diesen Zustand, indem das Hirn die Welt in Raum und Zeit aufgeteilt erfassen kann, was die zwingende Voraussetzung ist zum Entweichen der oder Vorbereiten auf die Gefahr mittels Bewerten der Geschwindigkeit. Die Unerklärlichkeit beider Anfang und Ende – die sich ja ohne die Aufteilung, also mit Raum und Zeit als Einheit gar nicht ergäbe – belastet zwar mitunter die Sinnfindung, schränkt aber die Fortpflanzung nicht ein.
Am Anfang war das Wort, das klingt großartg. Nimmt aber schon der ägyptische Gott und Weltschöpfer Amun in Anspruch: „.. Dann erst schuf er die Welt, indem er einfach ihr Kommen befahl. “ Information ist nicht nichts, sondern etwas. Und wie soll die Information für Boings, Professoren und Tulpen ins Nichts hineingekommen sein? Aus Nichts entsteht auch nichts. Die Wissenschaft kriegt ja nicht mal das Pepetuum Mobile hin. Die Schöpfung aus dem Nichts wäre der nächste Schritt. / Gibt es Schwarze Löcher? Die Relativitätstheorie enthält logische Bürche. In allen Anschluß-Theorie kann man ebenfalls logische Brüche finden. Bekanntestes Beispiel ist das „Zwillingsparadox“. Das Zwillingsparadox ist dabei nur ein Anschlußparadox. Das Basis-Paradox ist die Lichtgeschwindigkeit. Das Licht vom Pluto bräuchte 6 Stunden, um die Erde zu erreichen analog zur Sonne, die vermeintlich 8 Minuten weiter steht, als wir sie beobachten. Bei 6 Stunden sollte der Pluto aber 90 Grad auf der Ekliptik vom Beobachtungsort entfernt stehen. Er müßte einen riesigen Lichtbogen hinter sich herziehen. Mit einem Lichtbogen ließe sich jedoch weder sein wahrer Standort ermitteln, weil wir nicht hinter den Beobachtungsort blicken können, noch könnte seine Entfernung je gemessen worden sein. Also ist die Entfernungsmessung paradox. / Die Messung des Pluto wie auch der anderen „Wandelsterne“, so wird behauptet, sei über die sphärisch-trigonometische Paralaxe erfolgt! Dafür bräuchte man ein Fernrohr, das um Kurven gucken kann. / Die Lichtgeschwindigkeit sollte aber schon immer da gewesen sein und nicht erst, als sie „entdeckt“ worden ist. Damit befinden sich Astronomie und Teilchenphysik in einem Paradox. Der Glaube an ein Paradox erzeugt die „Matrix“, welche dann statt der wirklichen Welt untersucht wird. So entstehen immer mehr Paradoxien. Das Universum ist aber nicht paradox, das ist völlig normal, nur der Glaube an die Relativitätshreorie macht es paradox. Der Stern steht genau da wo wir ihn sehen.
@Dieter Weiß: als Physiker kann ich Ihre Aussagen so nicht stehen lassen.
Zunächst kann man Information, zumindest Informationsänderungen, exakt quantifizieren: 1 Bit ist die Information, die man durch die Beantwortung einer Ja-Nein Frage mit a priori gleichen Wahrscheinlichkeiten gewinnt. Hat man viele Ausgänge i mit Wahrscheinlichkeiten P_i (das können in der Thermodynamik durchaus 10²³ sein), ist der mittlere Informationsgewinn in Bits gegeben durch
dI=-sum_i P_i ld(P_i)
mit dem Zweierlogarithmus ld.
In der Thernodynamik gibt es dafür sogar eine eigene Einheit, die Entropie S. Die Entropie eines Stoffes
S=k_B dI
Ist die Information in Bits, multipliziert mit der Boltzmannkonstante, die man benötigt, um vom Makrozustand z.B. eines Gases (Volumen, Temperatur, Druck, Anteile verschiedener Moleküle usw) zum Mikrozustand zu gelangen, d.h. der Orte, Geschwindigkeizen und Typen aller Moleküle, die dieses Gas ausmachen.
Und diese Entropie, also Information, ist nach dem Zweiten Hauptsatz eben NICHT erhalten, sondern sie kann in abgeschlossenen Systemen nie kleiner, wohl aber größer werden. Zimmer werden beispielsweise „wie von selbst“ unordentlicher, d.h. der Informationsunterschied zwischen der Makroinformation (z.B. „ich habe n Bücher“ und der Mikroinformation „ich weiß genau, wo jedes Buch steht“) wird größer. Stürme, die Bücherregale von selbst ordnen (die Entropie wird kleiner) gibt es hingegen nicht.