Laut Aussage des Quantenmechanikers Seth Lloyd können wir auch Dingen trauen, die wir nicht beweisen können. Lloyd war der erste, der entdeckte, wie man einen Quantencomputer bauen könnte. Er ist Dozent für Maschinenbau am Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der Autor von Programming the Universe, einem Buch über Quantenmechanik und die Theorie vom Universum als einem riesigen Rechner.
Pulse: Sehr viele Menschen beziehen sich heutzutage auf die Wissenschaft, egal aus welchem Bereich oder Fachgebiet sie kommen. Beunruhigt Sie diese Popularisierung der Wissenschaft?
Seth Lloyd: Keineswegs. Ich halte es für ganz natürlich, dass so etwas passiert, weil sich beliebiges Wissen von Wissenschaft dadurch unterscheidet, dass alles und jeder jene auf ihre Richtigkeit überprüfen kann. Wissenschaft ist eine ausschließlich öffentliche Form von Wissen, also sollen sich sinnigerweise auch die breiten Massen dafür interessieren. Das führt auch dazu, dass Wissenschaftler dafür verantwortlich sind, sich möglichst so auszudrücken, dass andere sie verstehen. Das ist doch eine gute Sache.
Kann es für die Menschen in irgendeiner Hinsicht auch schädlich sein anzunehmen, dass alles, was mit Wissenschaft zu tun hat, wahr ist?
Genau genommen wäre es falsch zu behaupten, Wissenschaft sei wahr. Die Antwort eines Wissenschaftsphilosophen auf diese Frage würde lauten, dass Wissenschaft nicht wahr, sondern vielmehr falsifizierbar ist. Das heisst, dass wir im allgemeinen herausfinden können, was falsch ist, aber nicht beweisen können, was wahr ist. Die wissenschaftlichen Ergebnisse, die wir haben, sind jene, die immer wieder überprüft und dabei nicht widerlegt wurden. In diesem Sinne ist Wissenschaft an sich nicht gefährlich; was gefährlich sein kann, ist die Art ihrer Anwendung. Dies ist noch ein Grund dafür, dass die Menschen so viel wie möglich davon verstehen sollten, denn die Art und Weise, wie Wissenschaft Anwendung findet, liegt in der Verantwortung der Gesellschaft als Ganzes und nicht allein bei den Wissenschaftlern. Die Leute, die den Bau von Bomben in Auftrag geben und diese Bomben dann auf andere werfen, sind nicht zwangsläufig Wissenschaftler; das sind Leute, die Wissenschaft in schlechter Absicht einsetzen, wenn man – wie ich – der Auffassung ist, dass eine solche Absicht schlecht ist.
In der Schule haben wir gelernt, dass Wissenschaft etwas Solides und Verlässliches ist und auf Fakten beruht, aber wenn man sie genauer betrachtet, merkt man, dass sie doch nicht ganz so solide ist: da kann eine Sache beides sein, Teilchen und Welle. Nichts ist „wahr“, sondern lediglich „falsifizierbar“ ....
Ich würde aber doch weiter behaupten, dass das, was Sie in der Schule gelernt haben, richtig ist: Wissenschaft ist etwas Solides und Verlässliches und beruht auf Fakten. Doch was die Leute in der Schule nicht lernen, was wir aber auf jeden Fall wissen müssen, ist, dass Wissenschaft nicht nur solide und verlässlich ist und auf Fakten beruht, sondern dass sie auch völlig aberwitzig ist. Wissenschaft ist aberwitzig, „gegenintuitiv“ und skurril – und gleichzeitig ist sie solide, verlässlich und auf Fakten beruhend.
Normalerweise glauben wir ja nicht, dass etwas sowohl verlässlich als auch „gegenintuitiv“ sein kann. Müssen wir, um wirklich zu verstehen, wie das Universum funktioniert, noch mehr solcher Widersprüche annehmen?
Ja. Und das ist schon ziemlich ungeheuerlich, nicht wahr? Wissenschaft ist etwas Irrsinniges und dennoch ist sie das einzig Verlässliche, das wir haben. „Wenn ich mir in den Finger schneide, dann blute ich“ ist ein Beispiel für wissenschaftliches Wissen. Dabei handelt es sich um Wissen, über das jeder verfügt, da es falsifizierbar ist. Doch überträgt man eben diese Vorstellung auf Photonen und Elektronen und Schwarze Löcher und das Universum, so wird man feststellen, dass das Äquivalent zu „Schneidet man sich in den Finger, dann blutet man“ Folgendes ist: „Ein Elektron kann an zwei Orten gleichzeitig sein und es hält sich typischerweise tatsächlich an zwei Orten gleichzeitig auf“. So etwas ist für die Leute wirklich nicht einfach zu akzeptieren.
Das waren eben einige Beispiele für wissenschaftliches Wissen. In Programming the Universe argumentieren Sie, das Universum sei ein riesiger Computer, der sich von Informationen ernährt. Was ist in einem solchen Universum der Unterschied zwischen Wissen und Information?
Das ist eine schwierige Frage, doch lassen Sie uns zunächst versuchen, eine Definition für Information zu finden. Information kann man sich als Bits vorstellen. Sie steht für die Unterscheidung von Möglichkeiten, wie der Unterscheidung zwischen „0“ und „1“ oder „ja“ und „nein“. Das sagt aber noch nichts über irgendeine mögliche Bedeutung aus.
Information ist also eher so etwas wie Nahrung?
Richtig. Wenn bei Ihnen zu Hause ein Kabelanschluss verlegt wird, geht es allein darum, dass am Ende in Ihrem Haus 500 000 Bits pro Sekunde ankommen. Es geht nicht darum zu untersuchen, ob diese 500 000 Bits die Serie Masterpiece Theatre transportieren oder ob es sich um Pornographie handelt. Der Inhalt ist hier völlig unerheblich. Das Einzige, das zählt, ist, dass Sie Ihre 500 000 Bits bekommen. Man kann also Informationsmenge von Inhalt unterscheiden.
Information ist also das, was unabhängig davon existiert, ob wir es wahrnehmen oder nicht, und Wissen ist eine Interpretation von Informationen und setzt daher ein Bewusstsein voraus?
Unser Bewusstsein spielt sicher eine Rolle, wenn wir Informationen interpretieren, aber ich bin ehrlich gesagt sehr misstrauisch, was das Bewusstsein angeht. Ich glaube, es wird stark überbewertet. Die Menschen sind immer gerne stolz darauf, „ein Bewusstsein zu besitzen“, und ich habe dann immer Lust zu fragen: „Na, was haben wir denn in letzter Zeit mit diesem Bewusstsein gemacht?“ Wir glauben gerne, wir seien der Mittelpunkt des Universums, aber der Großteil von uns läuft die meiste Zeit ohne Bewusstsein herum, auch im wachen Zustand.
Was ich mit Bewusstsein meine, ist das Ausmaß, in dem wir uns über die Informationen im Klaren sind, die wir nutzen, um miteinander zu kommunizieren, da dies vielleicht in Zusammenhang damit steht, wie sich Dinge ändern. In Ihrem Buch sprechen Sie beispielsweise davon, wie physikalische Systeme ihre Informationen ändern. Können Sie das erläutern?
Da Information ja für die Unterscheidung zwischen Möglichkeiten steht, ist es der Übergang von einer Möglichkeit zu einer anderen, der eine Veränderung kennzeichnet. Ein Elektron hat ein Bit – es verfügt über eine Informationseinheit, oder vielleicht sollte man lieber sagen, dass ein Elektron eine Informationseinheit ist – was bedeutet, dass es sich entweder im oder gegen den Uhrzeigersinn dreht. Und jedes Mal, wenn etwas mit ihm geschieht, kehrt sich dieses Bit um. Es wechselt vom Spin im Uhrzeigersinn zum Spin gegen den Uhrzeigersinn oder andersherum, und wenn es das tut, sagen wir, die Information hat sich verändert.
Ist das etwas, was Sie dekohärent nennen würden?
Dekohärenz ist ein gutes Beispiel für etwas, das „gegenintuitiv“ ist. Die Vorstellung, dass ein Elektron ein Bit hat, dass es sich entweder im oder gegen den Uhrzeigersinn drehen kann, gehört zum klassischen Weltbild, dasgenau genommen ein digitales ist. Das Elektron ist aber auch quantenmechanisch, so dass es neben diesen diskreten, digitalen Eigenschaften auch seine merkwürdigen, irrsinnigen und „gegenintuitiven“ Besonderheiten hat Es kann nämlich beide Dinge gleichzeitig: Es kann sich im und gegen den Uhrzeigersinn drehen. Es kann gleichzeitig „0“ und „1“ sein, bevor es dekohäriert.
Geschieht das an zwei unterschiedlichen Orten? Oder geschieht es an einem Ort und beide Dinge passieren zeitgleich?
Das Elektron ist im selben Moment „0“ und „1“, aber Sie sind auf der richtigen Fährte...
Okay. Ist das so, wie wenn man zur gleichen Zeit fröhlich und traurig ist? Oder wenn man etwas will und gleichzeitig nicht will?
Als Metapher kann man das vielleicht so sagen, mit gewisser Vorsicht. Aber denken wir diesen Gedanken einmal weiter. Dekohärenz ist ein Vorgang, bei dem das Elektron von seinem zeitgleichen „0“- und „1“-Zustand zu entweder „0“ oder „1“ übergeht. Wenn es dekohäriert, teilt sich die Welt entzwei und „0“ geht in die eine Welt über und „1“ in eine andere. Diese Welten existieren weiter, sind aber nun nicht mehr dieselbe Welt. Wir können das auch anders veranschaulichen, um es deutlicher zu machen. In meinem Buch gehe ich beispielsweise auf einen Auszug aus demRoman Eine persönliche Erfahrung von Kenzaburo Oe ein, in dem er über eine Frau berichtet, deren Mann Selbstmord begangen hat. Sie verbringt einen Großteil ihrer Zeit damit, sich diese andere Welt vorzustellen, in der er noch lebendig war, was so weit geht, dass diese andere Welt genauso real wird wie die Welt, in der sie tatsächlich lebt. Ich weiß nicht, ob Sie schon einmal jemanden verloren haben, der Ihnen nahe stand, aber es kommt dann wirklich vor, dass ein Teil unseres Gehirns weiterhin denkt, diese Person lebe noch. Aber das soll nur die Idee illustrieren – ich glaube nicht, dass Elektronen wirklich so fühlen. (lacht)
Das ist magisches Denken. Aber in Ihrem Buch schreiben Sie auch im Hinblick auf die Viele-Welten-Theorie: Etwas, das in einer Welt passiert, passiert in vielen anderen jedoch nicht. Und Sie zitieren Oe mit dem Satz: „Man kann den Tod nicht relativieren, egal welche psychologischen Tricks man anwendet“. Diese beiden Aussagen scheinen einander zu widersprechen. Aber auch so sind die beiden zusammengenommen etwas, das beim Umgang mit Trauer hilfreich ist. Vielleicht eröffnen Widersprüche Möglichkeiten, indem sie zulassen, dass mehr als eine Sache wahr ist. Ist es die gleiche Vorstellung, die einen Quantencomputer leistungsfähiger macht als einen herkömmlichen?
Im Prinzip ja. Denn wenn wir sagen, dass ein Computer mit Informationen umgeht, meinen wir eigentlich, dass er Informationen als Anweisungen für Handlungen benutzt, so dass „0“ bedeutet: tu dies, und „1“ bedeutet: tu das. Das passiert übrigens auch, wenn Menschen mit Informationen umgehen. Wenn ich also dieses Bit, das zeitgleich „0“ und „1“ ist, nehme und in einen Computer setze, so behandelt der Computer dies als Anweisung – „0“ heißt für den Computer: tu dies, und „1“ heißt für den Computer: tu das. Ein Quantencomputer kann statt nur eineder Anweisungen beide zeitgleich ausführen. David Deutsch nannte dies den Quantenparallelismus: Es geht darum, zwei oder mehr Dinge parallel zu tun. Ein herkömmlicher Computer kann, wie zu erwarten, verschiedene Anweisungen immer nur nacheinander ausführen, ein Quantencomputer hingegen kann viele Dinge gleichzeitig tun.
Welche Rolle spielt denn dann Ungewissheit in Hinsicht auf Computer und das Programmieren von Computern?
Gute Frage. Beim normalen Computerprogrammieren gibt es eigentlich nur eine einzige Art von Ungewissheit, und diese Ungewissheit erfahren wir täglich. Sie ist der Grund, warum Computer abstürzen oder warum Computerprogramme sich manchmal aufhängen oder all die anderen verrückten Dinge tun, die sie nicht tun sollen. Der Grund dafür, dass Computer abstürzen, rührt von einem sehr tiefgründigen Begriff aus der Logik, nämlich von Kurt Gödels Unvollständigkeitssatz, der besagt, dass jede ausreichend komplexe logische oder mathematische Struktur nicht geschlossen ist. Es gibt kein endliches mathematisches System, in dem alles beantwortet werden kann. Wenn man das in Computerprogramme übersetzt, entsteht das sogenannte Halteproblem, das Alan Turing nachgewiesen hat. Das Halteproblem besagt, dass die einzige Möglichkeit, um herauszufinden, was passieren wird, wenn man die Anweisungen an einen Computer variiert, darin besteht, diese Anweisungen zu geben und dann zu beobachten, was passiert. Man kann also nicht wirklich beweisen, dass es diese oder jene Reaktion geben wird. Die einzige Möglichkeit, um herauszubekommen, ob ein Computerprogramm funktioniert, ist, es auszuprobieren. Man weiss nicht, was passieren wird, bis man auf „RETURN“ gedrückt hat. Das ist eine Erfahrung, die fast jeder, der einen Computer besitzt, gemacht hat. Und zusätzlich dazu gibt es noch eine andere Art der Ungewissheit, von der wir schon sprachen, nämlich die quantenmechanische. Das Tolle am Universum ist, dass beide darin komplementär oder parallel zum Einsatz kommen. Irgendwo geschieht also alles. Und das hilft uns zu verstehen, warum Leben entstand: Wenn das Universum so viele verschiedene Strukturen ausprobiert, dann ist es nicht überraschend, dass es auch Strukturen wie diese ausprobiert.
Leben ist also an sich wahrscheinlich, sagen Sie.
Und es ist gewiss, dass es irgendwo vorkommt.
Wir können also nicht beweisen, dass irgend etwas wahr ist, und wir können auch keine eindeutigen Vorhersagen treffen?
Nein. Aber wir können sagen, was nicht wahr ist, und das ist doch schon sehr viel.