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Determiniertheit, Zufall, Unfall

Volker Grassmuck
 
Referat im Rahmen des Forschungsprojektes
"Wechselwirkungen von literarischen und technischen Medien"
gehalten in Kassel 1. Juli 1988

Diese Skizze ist in drei Teile gegliedert: Im ersten geht es um die vollständig determinierte Universalmaschine. Im zweiten wird die Determiniertheit gelockert. Durch eine Simulation von Zufall erhält man eine Simulation von Intelligenz, von Intuition, von Bewußtsein usw. Der dritte Teil zeigt, daß Determiniertheit nur ein Simulationsprodukt unserer Unwissenheit ist und letztlich immer der Parasit siegt.

Die vollständig determinierte Universalmaschine

Die Turingsche Universalmaschine steht für das epistemologische Konzept, das Paradigma wenn man so will, der vollständigen Determiniertheit und damit der vollständigen Determinierbarkeit. Sie und die realen Maschinen, die auf ihr beruhen, Computer und computergesteuerte Maschinen-Scenarios, bestehen in nichts anderem, als der vom Menschen geschriebenen Liste von elementaren Anweisungen. 'Elementar' heißt: ein Zeichenrepertoire - Null und Eins - und eine Menge von Transformationsregeln - Zeichen schreiben, löschen, links, rechts, stehen bleiben -, die sich nicht weiter reduzieren lassen. Später kommen nur wenige Neuerungen dazu, vor allem die Addressierung. Ansonsten handelt es sich bei höheren Programmiersprachen nur um Schichten von Bündelungen der elementaren Operationen. Das atomistische Modell. Der Urgrund der Analyse, von dem aus die Synthese unter vollständig kontrollierten Bedingungen einsetzen kann. Jeder Zustand, den eine Eingabe bewirkt, ist vollständig vorhersagbar. Turing: "Das Verhalten einer diskreten Maschine ist vollständig beschrieben, wenn uns der Zustand (die Konfiguration) der Maschine als Funktion des unmittelbar vorhergehenden Zustandes und der entscheidenden externen Daten gegeben ist." (Turing S.87)

Die Techniker beschaffen uns eine symbolische Repräsentation als Welt. Der Text bedeutet die Operation, die er auslöst. Schrift gleich Vorschrift oder Hagensch: Syntax gleich Semantik (im Sinne operationaler Semantik).

Die Maschine ist nicht die Hardware. Die Maschine ist der Text. Und das ist nicht metaphorisch gemeint. Turing dazu: Mit der Universalmaschine brauchen wir künftig keine Maschine mehr zu bauen. Es genügt die Beschreibung einer jeden beliebigen (diskreten) Maschine in einer Standardform.

Unter dem Paradigma wird die Maschine z.B. in der Datenverwaltung, der Prozeßsteuerung, der täglichen Textverarbeitung gedacht. Die Maschine tut das und nur das, was wir wollen. Diese Arbeit soll zeigen, daß es sich dabei um die Ausnahme handelt.

Simulierter Zufall

Die Determiniertheit wird auf zwei Arten gebrochen: Es gibt Anwendungen, bei denen wir wollen, daß sich die Maschinen nicht-determiniert verhalten: Künstliche Intelligenz und Computerkunst. Dabei stellt sich heraus, daß die Lockerung der Kontrolle, die Delegierung der Macht zu entscheiden an die Maschine, selber geplant werden muß. Im Computer gibt es nur Pseudo-Zufall. Sog. Zufallsgeneratoren generieren keinen Zufall, schon gar kein reines Chaos, sondern Zahlenfolgen, die sich periodisch wiederholen und nicht, oder nicht unmittelbar, auf ihre Produktionsregel schließen lassen. Als Produktionsregel verwendete John von Neumann beim ersten Zufallsgenerator 1950 die Wurzelmethode. (Man kann sich das so vorstellen, daß jeweils eine Stelle nach dem Komma abgelesen wird. Man erhält also Zufallszahlen aus der Menge 0 bis 9. Da beim Binärsystem die Rechentiefe begrenzt ist, wird sich die Serie nach einer Zeit wiederholen. Die Funktion RND startet jedesmal neu.) Andere Zufallsgeneratoren benutzen die Modulo-Funktion, die den Restwert einer Division zurückgibt.

Der Zufall, der so entsteht, ist der Zufall der Stochastik. Man kann ihn durch Veränderung der Parameter eichen, einstellen auf "Weißes Rauschen", Gleichverteilung, Klumpenballungen, Normalverteilung. Das Eigenrauschen des Kanals (Radio-Rauschen, Rauschen von Elektroröhren), das einmal als Feind der Information bezeichnet wurde, als das "wilde Tier", das ständig auf der Lauer liegt, um Singnale zu zerstören, wir hier zur Information.

"Zufall und Planung werden identisch" heißt es im Kulturindustrie-Kapitel der "Dialektik der Aufklärung". "Der Zufall dient als Alibi der Planenden und erweckt den Anschein, das Gewebe von Transaktionen und Maßnahmen, in die das Leben verwandelt wurde, lasse für spontane unmittelbare Beziehungen zwischen den Menschen Raum." (S.131)

Erweitert man die Aussage auf die Beziehung zwischen Menschen und Maschinen, so haben wir die erste Gleichung einer tychistischen Mathematik: Zufall = Spontaneität.

In der KI ist der Zufall Grundvoraussetzung für das Lernen und damit die Intelligenz. Turing bezieht in den Entwurf seiner lernenden Kind-Maschine ein zufälliges Element mit ein. "Intelligentes Verhalten besteht in einem Abweichen vom völlig disziplinierten Verhalten bei Rechenvorgängen." Befiehlt man dem Computer, das Ergebnis eines Würfelwurfes weiterzuverarbeiten, so beschreibe man eine solche Maschine manchmal dadurch, "daß man sagt, sie habe einen freien Willen (obwohl ich selbst solche Ausdrücke nicht verwenden würde)."

Die Universalmaschine ist das Extrem der Disziplinierung. Um Intelligenz zu erzeugen, muß Selbsttätigkeit hinzu kommen, dieses "Residuum, wie es beim Menschen erscheint" (110 ff.) Die Maschine muß Wahlen oder Entscheidungen treffen können. Dazu gibt es nach Turing zwei Wege. Der voll disziplinierten Maschine kann ein Zufallsgenerator hinzugefügt werden, der innerhalb allgemeiner Regeln weitere Suchpfade aus dem Möglichkeitsraum festlegt. Das ist das in der KI z.B. bei Inferenz-Moduln verbreitete Modell. Oder: die Ausgangsstruktur ist zufällig, eine unorganisierte Maschine, die sich durch Rückkopplung selbst organisiert. Dies ist das Modell der Neurocomputer.

(Liest man Turings Anmerkungen zu geistigen, genetischen und kulturellen Suchverfahren fühlt man sich an die erkenntnistheoretische Methode von Charles Peirce erinnert. Die einzigartige Fähigkeit, richtig zu raten, aufs Geratewohl eine Vermutung aufzustellen, um sie dann mit strengen empirischen und logischen Methoden zu überprüfen. Abduktion führt zu Aussagen von geringster Sicherheit, aber höchstem heuristischem Wert. "Ein einzigartiger Salat, dessen Hauptbestandteile ihre Unbegründetheit, ihre Allgegenwart und ihre Zuverlässigkeit sind.")

ähnliche überlegungen und Arbeiten dazu finden sich bei von Neumann. Damit haben wir eine weitere Formel: Zufall = Intelligenz oder zugespitzter: Zufall = freier Wille, Selbsttätigkeit, Bewußtsein. (G.Günther)

Eine weiter Facette sei nur erwähnt, um mir die Brücke zur Computerkunst zu schlagen: Zufall ist der ausdeutungsfähige Raum, in den man eine originäre Ausdruckskraft der Maschine projizieren kann. Die "Benützung des Zufalls", schreibt Richard Wilhelm im Kommentar zum I Ging, war seit Alters her ein Medium für die äußerung der übermenschlichen Intelligenz, "in dem sich gerade bei dem Mangel des unmittelbaren Sinnes ein tieferer Sinn Ausdruck verschaffen konnte." Die Gleichung der Orakelmaschine lautet: Zufall = Gottesbotschaft, Ausdruck des Schicksals, der übermenschlichen Intelligenz.

Eng damit verwandt, die Operationalisierung des Begriffs in der Computer-Kunst: Zufall = Intuition. Als Beispiel sei herausgegriffen: Frieder Nake, Schüler von Max Bense und Autor des Grundlagenwerkes "ästhetik als Information", 1974 im maoistischen Geiste geschrieben. Dort heißt es unter dem Titel "Zufall und Intuition": "Das ästhetische Programm war als ein Tripel (Z, T, I) definiert worden, wobei Z ein Zeichenrepertoire, T eine Menge von Transformationen der Zeichen und I eine 'Intuition' ist. Die Intuition besorgte das Auswählen der Zeichen und Transformationen aus Z und T." Bei der Maschinenimplementierung ist das äquivalent für die Intuition ein Zufallsgenerator. Etwas von dem Unbestimmten und Unbekannten der Intuition wird erfasst und definierbar und damit kontrollierbar gemacht.

Wie bei Turings zweitem Modell steht am Anfang ein unstrukturierter Zustand, ein Möglichkeitsraum. Chaos ist für Bense der Inbegriff unzähliger Ordnungen, die herausgelesen, selektiert werden können. Dabei geht die Selektions- und Entscheidungskompetenz innerhalb eines konstruierten Möglichkeitsraumes vom Künstler an die Maschine über.

Georg Nees, ein Kollege von Nake: "Die Zufallsgeneratoren beteiligen sich an der Strukturierung der generierten Information, schaffen dabei unvorhersehbar Neues und erweisen sich dadurch als die zweite schöpferische Instanz neben dem Programmierer."

"Random-Kunst", Aleatorik, Serendipity sind die Stichworte aus der Computerkunst. Ihre Hervorbringungen umfassen Teppich- und Tapetenmustern (Zuse), Musik, Malerei, Graphik, Video bis hin zur Steuerung ganzer Environments.

Wie der Zufallsgenerator jeweils an verschiedenen Stellen in der Kontrollhierarchie ansetzen kann, soll anhand der automatischen Textproduktion gezeigt werden. 1. Ganz oben: Der Zufall kann das Zeichenrepertoire selber modifizieren, eine neue Schrift erfinden. 2. Er kann einen gegebenen Zeichensatz wahllos, exhaustiv (tendentiell vollständig) kombinieren. Hierher gehört die Kabbala, die die Alphabete mit den Konsonanten des Namens Gottes kombiniert, Leibniz' kombinatorische Maschine, die alles, was sich überhaupt mit Buchstaben ausdrücken lässt, hervorbringt, sowie ihr Produkt: Borges Bibliothek. Allerdings übersteigt die Zeit, die ein Computer benötigen würde, um die Bibliothek zu erstellen, Menschen-Maß. 3. Muß folglich die Kombinatorik eingeschränkt werden, z.B. durch Grammatikregeln. Man würde nur wohlgeformte Sätze zulassen. Z.B.: Gegeben sei eine leere syntaktische Kette: Adjektiv - Substantiv - Verb - Adjektiv - Substantiv. Dazu Wortlisten aus denen der Zufallsgenerator die Platzhalter ersetzt plus ihre Flexionsformen. "Der leere Apfel trinkt die graue Sonne" ist ein Satz, der nach diesem Verfahren entstehen könnte (RACTER). 4. Semantische Regeln können hinzukommen, die die Bandbreite der Variationen weiter einschränken, Parameter für den Kontext, den Plot, die ästhetischen Anforderungen (ELIZA). Der Möglichkeitsraum kann soweit beschränkt werden, daß Werke "im Stile von..." entstehen. Z.B. simulierte Mondrians, die für authentischer gehalten werden als die echten.

Die automatische Simulation von Literatur ist allerdings noch nicht sehr weit. Dabei kommt z.B. die zumindest bizarre, oft aber nur ermüdende Prosa von RACTER heraus, einem automatischen Dichter, der in den USA bereits ein Prosabändchen veröffentlicht hat: "The Policeman's Beard is half-constructed".

Gemeint sind nicht die sog. interaktiven Romane, über die Peter Gendolla sprach. Wobei es auch hier um einen Möglichkeitsraum geht. Aber die (zufällige) Wahl wird dem Rezipienten übertragen.

 Da der Zufall natürlich auf allen Ebenen zugleich zugreifen kann, können prinzpiell in einem kontrollierten aber nicht vorhersagbaren Prozeß "Kunstwerke" entstehen, die die Formel Zufall = Intuition belegen.

Unfall

Im zweiten Teil ging es um das Spiel als Spiel mit dem Computer. Im dritten Teil spielen die Maschinen uns übel mit. Der Möglichkeitsraum, in dem Entscheidungen variieren, ist nicht geplant, ja garnicht erwünscht. Wie bei der Lenkung, die man nicht mehr vollständig unter Kontrolle hat, könnte man sagen: 'die Systeme haben Spiel'.

Bei Störung, Versagen, Unfall von Mensch-Maschine Systemen gabe es im Zeitalter der Dichotomie von Subjekt und Objekt zwei Erklärungsperspektiven: Katastrophen in AKWs oder Bergwerken leiten sich entweder her aus menschlichem Versagen oder einem Restrisiko von Seiten des Materials. Entweder haben wir es mit einem Aussetzen der menschlichen Kontrollkompetenz zu tun: Streß, Unaufmerksamkeit, mangelnde Ausbildung, Willkür, Sabotage usf. - oder das Material entzieht sich der Beherrschung: Materialermüdung, Verschleiß, Fehlfunktion, Rauschen.

Mit dem Dritten neben Subjekt und Objekt, mit der Information, tritt eine weitere Form der Unterspezifiziertheit, wie Günther sagt, oder schlicht der Katastrophe auf. Wenn ein Frühwarn- und Entscheidungssystem den nächsten Weltkrieg beginnt, sind dafür weder böswillige oder fahrlässige Verstöße von Programmierern oder Benutzern, noch die Widerspenstigkeit eines natürlichen Materials gegen seine Beherrschung verantwortlich zu machen. Der Zufall, der jetzt Unfall heißt, erwächst aus der Unüberschaubarkeit des Systems selbst.

Auf den Einwand, eine Maschine könne immer nur das tun, was man ihr explizit aufgetragen hat, präziser: sie könne ihren Schöpfer nie überraschen, sagt Turing: Maschinen überraschen mich immer wieder. "Das liegt größtenteils daran, daß ich nicht in genügendem Umfang vorausberechne, was sie tun könnten." Der Trugschluß liege darin, "daß sich, sobald eine Tatsache dem Verstand mitgeteilt wird, auch gleichzeitig sämtliche Folgen dieser Tatsache dem Verstand offenbaren." Es ist typisch für Systeme, die ein bestimmte Größe überschreiten, daß selbst ihr Programmierer (wenn es nur ein einziger ist) nicht vorhersagen kann, wie sie sich im Einzelfall verhalten werden. (ganz ohne Zufallsgenerator). Das hat einen engen Bezug zu den babylonischen Programmiersprachen-Türmen, die Wolfgang Hagen beschrieben hat. Man könnte mit Baudrillard von Metastasen des Programms sprechen, die den Zufall, der jetzt wieder deutlicher mit Chaos bezeichnet wird, im Innersten der Determination hervorbringen.

Ich nenne dieses Phänomen versuchsweise Hyperkomplexität. Ihr wichtigstes Gesetz: Auf 1000 Zeilen Programmcode fünf Fehler (bei hochwertigen Produkten). Fehler, die gefunden werden können, sofern sie mit einiger Regelmäßigkeit auftreten. Die aber nur um den Preis einer ganzen Kette von Folgefehlern beseitigt werden können. Es gibt kein System, bei dem die Grundsoftware, das Betriebssystem, fehlerfrei arbeitet. Die Systeme sind undurchschaubar. Technisch heißt das, man kann ein gegebenens System nicht derart nachbauen, daß es das gleiche Ein/Ausgabe-Verhalten aufweist, wie die Vorlage.

Um das Verhältnis von materialer zu informationeller Maschine deutlich zu machen, ein Beispiel: "Der Aufwand für die Entwicklung und das Testen der Software für das Kampfflugzeug F-18 ist so umfassend gewesen," (und sie enthält dennoch so viele Fehler) "daß, wenn änderungen erforderlich sind, das Flugzeug an die bestehende Software angepaßt wird, anstatt die Software an das Flugzeug." (nach Keil-Slawik, S.9) Diese demonstriert, wie Maschinen, die mit Energie und Materie umgehen, zu Anhängseln der Informationsmaschine werden.

 Daß die Stuktur derartig komplexer Systeme nur mangelhaft verstanden und nicht beherrscht wird, gibt das amerikanische Verteidigungsministerium (Hauptmotor der weltweiten Software-Entwicklung) seit Ende der 60er Jahre unverhohlen zu. Damals wurde ganz offen die 'Software-Krise' ausgerufen. Herausgekommen sind dabei u.a. das strukturierte Programmieren und die neue Universalsprache Ada. Im Gegensatz zu neuen Waffengenerationen, gibt es für die Automatisierung der Instanz, die diese steuert, fast keine fachübergreifende öffentlichkeit. Daß das Not täte, zeigt eine Zustandbeschreibung aus dem STARS Programm, das das amerikanische Verteidigungsministerium parallel zum Star-Wars Programm 1983 gestartet hat. STARS steht für 'Software Technology for Adaptable, Reliable Systems'. In der Einleitung dazu heißt es "the state of software practice in the Departement of Denfense community ranges from a reasonably effective, disciplined approach in a few systems to near chaos in others."

Es wäre noch einiges über Beschleunigung zu sagen. Der Zeitfaktor ist ganz entscheidend für Hyperkomplexität.
 

Der Parasit

Vom Traumzustand einer Theorie, die sich eine Welt aus elementaren Grundbausteinen und Transformationsregeln geschaffen hat, um darin zu herrschen, sind wir zu einer Simulation von Intuition, freiem Willen, Bewußtsein usw. gelangt, die von einem schlichten Zufallsgenerator angetrieben wird, und schließlich zu einer blinden Flickwerkpraxis, die aller Theorie weit vorausgeht. Nach dem Durchgang durch das Paradigma der Determiniertheit und Determinierbarkeit scheint am Ende der Tychismus zu siegen. Die Welt wird vom Zufall regiert. Man muß also mit Michel Serres enden: Wenn wir nicht verstehen, wenn die Sache zu komplex wird, stecken wir alles kurzfristig in die Blackbox und nennen es ein System. öffnen wir jedoch die black-box, so stellt sie sich selbst als ein Transformationsraum heraus. Was letztlich triumphiert, ist die Störung, das Rauschen, der Parasit.