Das Spiel I Naturgesetze steuern den Zufall

. .-

R. Piper & Co. Verlag MünchenEürich

=Bettelbuben beim Würfelspiel-. Gemälde von Bartholome Esteban Murillo (1618 bis 1682). (München. Alte Pinakothek. Foto J. Blauel).

Zeichnungen von Jutta Winter nach Entwürfen von Ruthild Winkler

ISBN 3-492-021 51-4 @ R . Piper & Co . Verlag. München 1975 Gesetzt aus der Garamond-Antiqua Gesamtherstellung Clausen & Bosse. Leck/Schleswig Printed in Germany

1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I Vorwort 11

, I . V o m Ursprung des Spiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

. . . . . . . . . . 2 Gesellschafts~piele Spiele der Gesellschaft 21

I 2.1 Glück und Pech . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.2 Spieltheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.3 . . . und menschliches Verhalten . . . . . . . . . . . . 32 ..

I 3 . Mikrokosmos . Makrokosmos . . . . . . . . . . . . . . . . I

3 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 Der Zufall 36

3.2 Spiel von Leben und Tod . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4 . Statistische Kugelspiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.1 »Kopf oder Adler« . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.2 Ehrenfests Urnenspiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4.3 Das Gesetz der großen Zahl . . . . . . . . . . . . . . 58

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Katastrophen 62

. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 . Darwin und die Moleküle 67 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 .I Selektion 68

5.2 Was bedeutet »fittest«? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 5.3 Oberleben~s~iel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

1 6 . Struktur. Muster. Gestalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 6.1 Konservative Strukturen . . . . . . . . . . . . . . . . 89 6.2 Morphogenese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3Reaktionsspiele 102

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4 Dissipative Muster I I O

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 . Symmetrie . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1 Das Platonische Konzept . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2 Gebrochene Symmetrien

. . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3 Symmetrie a posteriori

. . . . . . . . . . . . . . . . 8 . Metamorphosen der Ordnung

. . . . . . . . . . . . . . . . 8.1 Die »gerechte« Ordnung

. . . . . . . . . . . . . . . . 8.2 Die Ordnung der Zahlen 8.3 Die Ordnung der Materie . . . . . . . . . . . . . . . .

Entropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gleichgewicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.4 Die Ordnung des Lebenden . . . . . . . . . . . . . . Gefesselte Dämonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . Darwin: Prinzip oder Ismus? . . . . . . . . . . . . . . Schöpfung oder Offenbarung? . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . g . Die Parabel v o n den Physikern

10 . V o n selbstreproduzierenden Automaten . und denkenden Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I o . I »Künstliches« Leben? . . . . . . . . . . . . . . . . . . I 0.2 Genetische Manipulation . . . . . . . . . . . . . . . . I 0.3 Intelligente Automaten . . . . . . . . . . . . . . . .

I I . »Aus eins mach zehn . . . K . . . . . . . . . . . . . . . . . . I 1.1 Ratenansatz und Wachstumsgesetz . . . . . . . . . . I I . 2 Explosives Wachstum . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . I 2 . Begrenzter Lebensraum I 2.1 Koexistenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I 2.2 Konkurrenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I 2.3 Entscheidungsspiel

I 3 . V o m Ökosystem zur Indust~ie~esellschaft . . . . . . . . . . I 3 .I Analytische akonomie . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I 3.2 Flüsse und KräRe 13.3 Grenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . TEIL IV: IM REICHE DER IDEEN

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I 4 . Poppers drei Wel ten

I 5 . V o m Symbol zur Sprache . . . . . . . . . . . . . . . . . . I 5 .I Information und sprachliche Kommunikation . . . . I 5.2 Strukturen der Sprache . . . . . . . . . . . . . . . . 15.3 Molekulare Semantik . . . . . . . . . . . . . . . . . . I 5.4 Irreversibilität und die Entstehung von Information I 5.5 Molekulargenetik und generative Grammatik . . . .

I 16 . Gedächtnis und komplexe Wirklichkeit . . . . . . . . . . I ! 16.1 Evolutions- und Lernspiele . . . . . . . . . . . . . .

16.2 »Lernende« Netzwerke . . . . . . . . . . . . . . . . I

17 . Die Kunst der (richtigen) Frage . . . . . . . . . . . . . . 17.1 Deduktion Contra Induktion . . . . . . . . . . . . . .

.. 17.2 Das Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I 8 Mit der Schönheit spielen

I 8 . I Sinn und Grenzen einer Theorie der . . . . . . . . . . . . . . . . ästhetischen Information

I 8.2 Rameau und Schönberg . . . . . . . . . . . . . . . . I 8.3 Tonspiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I 8.4 Kunst und Wahrheit . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Danksagung

Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C l ossar

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Personenregister

Sachregister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Vorwort

Der naturwissenschaftlich interessierte Leser ist einer ständig an- schwellenden Flut von Informationen ausgesetzt. Er mag sich daher oftmals in der Rolle eines Richters fühlen, vor dem die verschiede- nen Autoren wie streitende, rechterheischende Parteien erscheinen. Tragen diese ihren Fall nur mit genügender Gewandtheit vor, so wird er auch bald gewogen sein, einem jede11.von ihnen recht zu ge- ben. Doch dann erscheint der Rezensent auf der Bildfläche und wendet ein, daß unmöglich alle gleichermaßen recht haben können, zumal doch der eine das Gegenteil von dem behauptet, was der an- dere sagt - und dem Leser bleibt gar nichts anderes übrig, als auch dem Rezensenten recht zu geben.

Diese altbekannte - von uns etwas abgewandelte - Anekdote ent- hält eine Lehre: Es könnten in der Tat alle recht haben, würde nicht ein jeder darauf bestehen, allein recht zu haben.

Alles Geschehen in unserer Welt gleicht einem großen Spiel, in dem von vornherein nichts als die Regeln festliegen. Ausschließlich diese sind objektiver Erkenntnis zugänglich. Das Spiel selber ist we- der mit dem Satz seiner Regeln noch mit der Kette von Zufällen, die seinen Ablauf individuell gestalten, identisch. Es ist weder das eine noch das andere, weil es beides zugleich ist, und es hat unendlich viele Aspekte - so viele man eben in Form von Fragen hineinproji- ziert.

Wir sehen das Spiel als das Naturphänomen, das in seiner Dicho- tomie von Zufall und Notwendigkeit allem Geschehen zugrunde liegt. Damit gehen wir in unserer Interpretation weit über das hin- aus, was Huizinga ihm in seiner auf den Menschen zugeschnittenen Rolle zuerkennt. In der Anwendung auf die Kunst käme unsere Ver- allgemeinerung des Spielbegriffs eher den Auffassungen Adornos

entgegen, der sich hinsichtlich einer Identifizierung von Spiel und Kunst deutlich von Huizinga abgrenzt.

Ausgangspunkt für unsere Oberlegungen waren die vor einigen Jahren ausgearbeitete Molekulartheorie der Evolution sowie die im Zusammenhang damit entwickelten Spielmodelle zur Simulation nat~r~esetzl icher Erscheinungen wie Gleichgewicht, Selektion und Wachstum. Wenngleich wir im vorliegenden Buch des öfteren auf Beispiele aus dem Bereich der Biologie zurückgreifen, so ist doch der Rahmen wesentlich weiter gespannt und schließt allgemein na- turwissenschaftliche, philosophische, soziologische und ästhetische Gesichtspunkte ein. Worauf es uns ankommt, ist, das Spiel in seiner Metamorphose und seiner Symbolhaftigkeit darzustellen und im Lichte seiner alternativen Aspekte unser Weltbild und die existie- renden Weltanschauungen zu reflektieren. Daß wir hierbei in Wi- derspruch zu denen geraten, die nur einen bestimmten Aspekt gel- ten lassen wollen, ist uns bewußt.

Der Abfassung des Manuskripts gingen zahllose Gespräche und Diskussionen, zu einem großen Teil mit Freunden und Kollegen, in unseren Engadiner Winter-Seminaren, auf Bergwanderungen und Skitouren (oder auch beim Veltliner) voraus. Zunächst erschien uns der Dialog als die angemessene Darstellungsform unseres Gedan- kenaustausches. Wir sind jedoch bald davon abgekommen; die klas- sischen Dialoge sind durchweg erfunden bzw. konstruiert. Simplicio

7 und Salviati, zum Beispiel, bekamen ihre Rollen von Galilei zudik- tiert. So entschieden wir uns für eine wechselseitige Bearbeitung durch beide Autoren, punctum Contra punctum. Zwar haben wir uns mit unseren Ideen auch auf Gebiete vorgewagt, auf denen wir nur Dilettanten sind. Das mag man unseren Bemühungen zugute halten, Parallelen aufzudecken und damit die Einheit von Natur und Geist hervorzuheben.

Zum Inhalt des Buches möchten wir hier nur insoweit Stellung nehmen, als damit sein Bezug zum Titel erhellt wird. Auch die den einzelnen Kapiteln vorangestellten Einführungen sollen an das The- ma heranführen, nicht einfach den Inhalt resümieren.

Zufall und Regel sind die Elemente des Spiels. Der Untertitel des Buches deutet ihre Wechselbeziehung an, wobei - korrekterweise - zu ergänzen ist, daß es die Konsequenzen des Zufalls sind, die einer Steuerung anheimfallen. Erst in der großen Zahl der Einzelereignisse

verliert sich das Zufällige und gerät unter die Kontrolle des statisti- schen Gesetzes. Es kommt beispielsweise zum Ausdruck in der Selbst- kontrolle der zufälligen Fluktuationen im Gleichgewicht oder ihrer Selbstverstärkung im evolutionären Prozeß. Die Entstehung des ge- netischen Codes, die Entwicklung der Sprachen, in denen wir unsere Gedanken übermitteln, das Ideenspiel künstlerischer Phantasie, sie alle basieren auf den gleichen fundamentalen Prinzipien der Evolu- tion, wenngleich die Spielergebnisse im einzelnen der Laune und Ab- wandlungsfreudigkeit des Zufalls unterliegen.

Die Manifestation des Spiels der Materie in Raum und Zeit, seine Auswirkungen auf den Menschen werden vor allem in den zentra- len Kapiteln des Buches angesprochen. Sosehr wir in der Darstel- lung der Molekularbiologie mit Jacques Monod übereinstimmen, so eindeutig grenzen wir uns in den auf den Menschen und die Gesell- schaft bezogenen Schlußfolgerungen von ihm ab. In Monods Forde- rung nach »existentieller Einstellung zumLeben und zur Gesell- schaft« sehen wir eine animistische Aufwertung der Rolle des »Zu- falls«. Sie läßt den komplementären Aspekt des Gesetzmäßigen weitgehend außer acht. Die - unserer Meinung nach berechtigte - Kritik an der dialektischen Überbewertung der »Notwendigkeit« sollte nicht zur völligen Leugnung ihres ganz offensichtlich vorhan- denen Einflusses führen.

Wir stimmen Monod vollkommen zu, wenn er sagt, daß Ethik und Erkenntnis nicht beziehungslos nebeneinander stehen dürfen; doch verstehen wir darunter eher einen Auftrag an die großen Re- ligionen und nicht gleich deren Verdammung. »So wenig die Na- turwissenschaften einen Gottesbeweis hergeben, so wenig postulie- ren sie, daß der Mensch eines Gottesglaubens nicht bedarf« (S. 197).

Die Einheit der Natur äußert sich in den Gesetzmäßigkeiten, das heißt, in den Beziehungen zwischen den Strukturen, weniger in den Strukturen selbst. Von diesem »Motto« ausgehend, untersuchen wir im Teil IV eine Reihe von Problemen, die in neuerer Zeit mehr und mehr ins Blickfeld der Naturwissenschaften rücken und noch keinesweg als gelöst gelten können. Die Mechanismen der Erkennt- nis stehen im Vordergrund unserer Betrachtungen. Im elementaren Detail laufen diese immer auf ein Falsifizieren im Sinne Kar1 Pop- pers hinaus. Dennoch können wir uns nicht vollständig mit der Mei- nung des großen Erkenntnislogikers identifizieren, vor allem wenn er behauptet: »Es gibt keine Induktion.«

Gut! - Abev es gibt vevschiedene Mechanismen der Falsifika- tion, die sich im Grad der induktiven Anpassung voneinander unter- scheiden.

Eines der H a ~ p t a n l i e ~ e n dieses Buches kommt im Teil I11 zur Sprache. Hier setzen wir uns vor allem mit der (unbewältigten) Hy- bris unserer Erkenntnis auseinander. Dürrenmatts »kategorischer Imperativ«: »Was alle angeht, können nur alle lösen« richtet sich ebenso an den Physiker, der auf Grund seines Wissens in der Lage ist, die Kräfte der Natur zu entfesseln, wie an den Biologen, der die Möglichkeit zur Manipulation des Erbmaterials oder zur pharma- kologischen Beeinflussung psychischen Verhaltens sieht. Dieser Auf- ruf ist nicht minder dem Okonomen und Politiker ins Stammbuch ge- schrieben, der die Voraussetzungen für ein lebenswertes Leben zu schaffen, zu erhalten und zu sichern hat.

Schwarzmalerei auf Grund einfacher Extrapolationen ist heute weit verbreitet. Durch Sparsamkeit allein ist das Problem der be- grenzten Ressourcen nicht zu lösen. Ein Rohstoff, der bei der jetzi- gen Verbrauchsrate nach Ca. fünfzig Jahren erschöpft wäre, würde bei Reduzierung des Verbrauchs (die nicht ohne Gefahren für die Stabilität der Wirtschaft ist) vielleicht hundert Jahre reichen. Oder anders ausgedrückt: Die Katastrophe könnte um fünfzig Jahre hin- ausgeschoben werden. Sollte man nicht alle Bemühungen viel eher auf die unbegrenzte Sicherung der Ressourcen - etwa durch Rege- nerierung der Rohstoffe in einer Kreislaufwirtschaft und der Er- schließung hinreichend ergiebiger Energiequellen - konzentrieren? Wie immer man dieses Problem lösen wird, die Praktikabilität wird in jedem Fall einen Stop des Bevölkerungswachstums, wenn nicht gar

Jeine Reduzierung der Weltbevölkerung zur Voraussetzung haben. Wir sollten begreifen: Der Mensch ist weder ein Irrtum der Na-

tur, noch sorgt diese automatisch und selbstverständlich für seine Er- haltung. Der Mensch ist Teilnehmer an einem großen Spiel, dessen Ausgang für ihn offen ist. Er muß seine Fähigkeiten voll entfalten, um sich als Spieler zu behaupten und nicht Spielball des Zufalls zu werden.

Manfred Eigen Ruthild Winkler-Oswatitsch

Göttingen, September I 975

Teil I Die Zähmung des Zufalls

»Die physikalische Forschung hat klipp und klar bewiesen, daß zum mindesten für die erdrückende Mehrheit der Erscheinungsab- läufe, deren Regelmäßigkeit und Beständig- keit zur Aufstellung des Postulats der allge- meinen Kausalität geführt haben, die ge- meinsame Wurzel der beobachteten strengen Gesetzmäßigkeit - der Zufall ist.«

Erwin Schrödinger: »Was ist ein Naturge- setz«

(Antrittsrede an der Universität Zürich, Dezember I 922).

Zentralnervensystem 287, 288, 296, Zufall zr, 192-194 329,332, 337 Zufalisgenerator 360

Zentrum, aktives 91, 146,305 Zustandsgröße, kalorische 165 - chirales r43 Zwölftontechnik 389, 351, 355, 356 ß-Zerfailj89, 136, 138, 139 zyklisch 159, 252 Zerfall, radioaktiver 236 Zyklus 252, 274 Zhaboutinsky-Reaktion I 17

Werner Heisenberg

Der Teil und das Ganze Gespräche im Umkreis der Atomphysik. 4. Aufl., 50. Tsd. 334 Seiten und Frontispitz. Leinen

.Die moderne Atomphysik hat grundlegende philosophische und politische Probleme neu zur Diskussion gestellt, und an dieser Diskussion sollte ein möglichst großer Kreis von Menschen teilnehmen.. ". .. . Die Zeit

Schritte über Grenzen Gesammelte Reden und Aufsätze. 2., erw. Aufl., 26. Tsd. 354 Seiten. Leinen

~Heisenberg legt die Summe eines reichen wissenschaftlichen Lebens vor. Heisenberg bietet ein faszinierendes Panorama der Denk- prozesse, die für das Bewußtsein des Menschen heute ausschlaggebend sind.. Bayerischer Rundfunk

Jacques Monod Heinrich K. Erben

Zufall und Notwendigkeit Philosophische Fragen der modernen Biologie. Vorrede zur deutschen Ausgabe von Manfred Eigen Aus dem Französischen von Friedrich Griese. 5. Auflage, 71. Tsd. XVI, 238 Seiten. Leinen

Jacques Monod: .. . . es gibt keinen Plan, keine natürliche Moral. keine natürliche Ethik, kein Gesetz der Natur, dem wir zu gehorchen hätten..

.Monod ist der erste, der aus den jüngsten revolutionären Erkenntnissen der Biologie, der Entschlüsselung des genetischen Codes philosophische Schlußfolgerungen zieht und eine neue Theorie über die Entstehung der Erde und über die Entstehung der Menschen vorlegt.. Die Welt

Die Entwicklung der Lebewesen Spielregeln der Evolution. 518 Seiten mit 62 Abbildungen. Linson

Ein Standardwerk der Paläontologie, das auch alle benachbarten Forschungsgebiete einbezieht. Erben will die mechanischen und psycho- logischen Leistungen, die Lebensweise, das Verhalten und die Umweltbeziehungen der fossilen Lebewesen rekonstruieren, den individuellen Entwicklungsgang und die stammesgeschichtliche Rolle der jeweiligen fossilen Spezies ermitteln. Die Paläontologie wird zur umfassenden Paläobiologie. Erben geht es vor allem darum, den Menschen als Ergebnis einer von natürlichen Kräften getragenen Entwicklung zu erkennen und die Möglichkeiten seines weiteren Fortschreitens oder auch seiner Gefährdung abzuwägen.

Ein Standardwerk der Paläontologie

Konrad Lorenz

Die acht Todsünden der zivilisierten Menschheit 1973.8. Aufl., 302. Tsd. 1974. SP 50. 112 Seiten. Kartoniert

Die Rückseite des Spiegels Versuch einer Naturgeschichte menschlichen ~rkennen;. 1973. Sonderausgabe 1975.338 Seiten. Linson

.Das Buch von Lorenz umspannt die gesamte Evolution - sowohl die biologische als auch die kulturelle - und deutet sie in einem Zusammenhang, der bislang undurchsichtig war. Lorenz überprüft Existenzgrundlagen der Menschheit zu einer Zeit, da sie höchst gefährdet sind.. Radio Bremen

U ber tierisches und menschliches Verhalten Aus dem Werdegang der Verhaltenslehre. Gesammelte Abhandlungen. Band 1. 1965. 17. Aufl., 139. Tsd. 1974. piper paperback. 412 Seiten mit 5 Abbildungen. Kartoniert Band 11. 1965. 11. Aufl., 100. Tsd. 1974. piper paperback. 398 Seiten mit 63 Abbildungen. Kartoniert

Konrad Lorenz/Paul Leyhausen Antriebe tierischen und menschlichen Verhaltens Gesammelte Abhandlungen. 1968. 4. Aufl., 34. Tsd. 1973. piper paperback. 472 Seiten mit 21 Abbildungen. Kartoniert