firlefanz11 » Mo 22. Jul 2013, 14:30 hat geschrieben:"Jeder physikalische Prozeß lässt sich wahrscheinlich durch einen Algorithmus beschreiben, der sich dann in einen Rechenprozeß umsetzen lässt. Demnach könnte jeder natürliche, physikalische Prozess mit einem Computer simuliert werden, einschließlich des Lebens und der Intelligenz. Im Grunde würde dies bedeuten, dass das gesamte Universum simuliert werden kann.
Mit Hilfe von Algorithmen werden immer präzisere Modelle der physikalischen Phänomene simuliert. Sollte sich am Ende herausstellen, dass unsere Welt nichts anderes als eine gigantische Simulation ist? Ist das Universum eine universelle Turingmaschine oder ein gigantischer zellulärer Automat, die mit Hilfe ihrer Programme die Muster der Erscheinungswelt erzeugen? Lässt sich also für das "Problem" Kosmos ein Algorithmus finden, der alle Erscheinungsformen und Gesetzmäßigkeiten des Universums erklärt? Hat der diskrete Charakter der Informationsbits, die die Grundlage der Informatik bilden, etwas mit dem diskreten Charakter des Planckschen Wirkungsquantums, nach dem die Natur doch "Sprünge" macht, zu tun? Glättet unser Bewusstsein den digitalen bzw. diskreten Charakter der Welt?
Nach John Wheeler sind physikalische Phänomene irgendwie durch die Fragen, die wir nach ihnen stellen, definiert. Dies wäre in einem gewissen Sinne ein partizipatorisches Universum. Das Grundlegende der Realität wäre demnach vielleicht nicht das Quant, das trotz seiner Unbestimmtheit ein physikalisches Phänomen ist, sondern die Antwort auf eine Ja-Nein-Frage: das Bit, die grundlegende Informationseinheit. Wheeler nannte seine Idee mit einem Wortspiel "the it from bit". Wheeler schuf damit die Vision einer Welt, die sich aus reiner Logik und Mathematik ableitet. Die moderne Physik könnte in dieses "its from bits" - Programm eingebettet sein.
Als der Mathematiker David Hilbert im Jahre 1900 auf einem Kongress in Paris die ungelösten Probleme seines Fachgebiets präsentierte, formulierte er auch das "Entscheidungsproblem": Hilbert forderte nicht weniger als ein allgemeines algorithmisches Verfahren für die Lösung mathematischer Fragen - oder besser gesagt für die Antwort auf die Frage, ob ein solches Verfahren im Prinzip überhaupt funktioniert.
1936 fand Alan M. Turing die Antwort auf Hilberts Entscheidungsproblem: es ist unlösbar. Diese negative Antwort erforderte allerdings einen Begriff des allgemeinsten denkbaren "Verfahrens". Turings Idee war es, den Begriff mit Hilfe einer idealen Maschine zu erfassen.
Das Problem ging weit über jede spezielle Formulierung der Mathematik in Gestalt axiomatischer Systeme hinaus. Die Frage war: Gibt es allgemeines mechanisches Verfahren, das im Prinzip alle Probleme der Mathematik eines nach dem anderen zu lösen vermag?
Um den Begriff des mechanischen Verfahrens in mathematischer Form zu fassen, versuchte sich Turing vorzustellen, wie der Begriff einer "Maschine" formalisiert werden könnte, indem man ihre Funktionsweise in elementare Ausdrücke zerlegt. Eine solche "Maschine" konnte das menschliche Gehirn sein, aber auch eine Gruppe menschlicher Mathematiker beim Bearbeiten eines Problems oder eine künstliche Maschinenintelligenz.
Turing ging von der Vorstellung aus, dass ein Verfahren algorithmisch sein muss, also mechanisch ausführbar. Er zeigte dann, wie man den Rechenvorgang in eine Folge kleinster und einfachster Schritte zerlegen kann und so ein detailliertes Modell für Berechnungsverfahren erhält. Das sich ergebende logische Gedankenmodell wird als "Turingmaschine" bezeichnet.
Abstrakt gesehen sind Turingmaschinen formale Modelle von Algorithmen. Der konkrete Aufbau dieser Maschine ist nicht von Bedeutung, sie verkörpert eine Methode mathematischen Denkens. Kein Berechnungsverfahren kann "algorithmisch" genannt werden, das nicht von einer Turingmaschine ausführbar ist. Eine Turingmaschine kann in einem genügend großen endlichen Zeitraum jede Berechnung durchführen, die ein noch so weit entwickelter moderner Digitalrechner bewältigt. Jeder Computer ist ein Abglanz jener Universalmaschine, den Alan Turing 1936 in dem Artikel "Über berechenbare Zahlen" beschrieb. Turing entwickelte darin die Idee einer "Universalmaschine", gewissermaßen das Urbild aller möglichen Rechenmaschinen.
Turings Maschine hatte einen Papierstreifen, dazu einen Mechanismus, der den Streifen jeweils eine Stelle in beiden Richtungen transportierte, einen Druckknopf, um Zeichen auf den Streifen zu drucken, und einen Abtaster, der Zeichen ablesen konnte. Diese Maschine konnte Aufgaben ausführen, etwa bestimmte Zeichenmuster erkennen und das Muster in einer "Verhaltenstabelle" nachschlagen, um festzustellen, was als nächstes zu tun war. Sie bearbeitete ihre Aufgaben mit rein mechanischen, algorithmischen Verfahren.
Letztlich arbeitet jeder Computer nach diesem Prinzip; Turing setzte einerseits die Grenzen, was berechenbar ist, zeigte andererseits aber, dass es möglich war, eine Maschine zu bauen, die jede beliebige Berechnung durchführen konnte.
Turings Ideen stehen in engem Zusammenhang mit der Simulation von Wirklichkeiten; schließlich können Realitäten durch eine Folge von Bitketten aus 0- und 1- Zuständen dargestellt werden.
Turings Universalmaschine könnte ein ganzes virtuelles Universum produzieren und wäre somit ein Weltsimulator bzw. Realitätsgenerator."
