Was ist künstliches Leben?

Künstliches Leben ist ein Sammelbegriff für menschliche Versuche, Systeme mit lebensechten Eigenschaften aufzubauen, die alle biologischen Organismen besitzen, wie Selbstreproduktion, Homöostase, Anpassungsfähigkeit, Mutationsvariation, Optimierung externer Zustände usw. Der Begriff wird häufig mit computersimulationsbasiertem künstlichem Leben in Verbindung gebracht, das aufgrund seiner einfachen Umprogrammierung, der kostengünstigen Hardware und des größeren Designraums stark der Robotik vorgezogen wird. Der Begriff „künstliches Leben“, oft abgekürzt als „alife“ oder „a-life“, wurde ursprünglich 1987 von dem Informatiker Christopher Langton auf der International Conference on the Synthesis and Simulation of Living Systems am Los Alamos National Laboratory geprägt.

Künstliche Lebensprojekte können als Versuche verstanden werden, das Phänomen des Lebens zu verallgemeinern, indem Fragen gestellt werden wie „Wie hätte das Leben ausgesehen, wenn es sich unter radikal anderen physikalischen Bedingungen entwickelt hätte?“, „Wie ist die logische Form aller lebenden Systeme?“ , oder „Was ist das einfachste lebende System?“

Wie viele andere faszinierende Themen der Informatik wurde künstliches Leben zuerst von John von Neumann untersucht und populär gemacht. In den späten 40er Jahren hielt er eine Vorlesung „The General and Logical Theory of Automata“, die theoretische Objekte namens Automaten vorstellte, Zustandsmaschinen, die Transformationen unterzogen wurden, die auf wohldefinierten Regeln basieren und interne und externe Informationen integrieren. Von Neumann entwickelte solche Automaten bis ins kleinste Detail, nur mit Millimeterpapier und einem Bleistift – seine frühen Automaten wurden als Zellen dargestellt, die auf einem unendlichen 2-D-Gitter Zustandsänderungen durchmachen. In seinen letzten Tagen arbeitete von Neumann an zellularen Automaten und seinen Theorien über sich selbst replizierende Maschinen und entwickelte in den 1950er Jahren mit Stanislaw Ulam die ersten formalen zellularen Automaten.

In den folgenden Jahrzehnten kamen zelluläre Automaten und künstliches Leben immer mehr in Mode. Zu den Höhepunkten zählen Game of Life des Cambridge-Professors John Conway, ein einfacher zellularer Automat, der leicht erklärt und auf jedem Computer ausgeführt werden kann, und die Eröffnung des Santa Fe Institute, einer akademischen Einrichtung mit Schwerpunkt auf künstlichem Leben.

Im Jahr 2002 veröffentlichte der britische Mathematiker und Teilchenphysiker Stephen Wolfram, basierend auf über einem Jahrzehnt intensiver Arbeit, den gewichtigen und umstrittenen Wälzer „A New Kind of Science“, ein Buch voller Bilder von zellulären Automaten und Erklärungen, wie sie angeblich einige erklären können der grundlegendsten zugrunde liegenden Muster der Welt. Sein eigenes Buch bezeichnete er als Jahrzehnte vor seiner Zeit, doch es hat ebenso viele, wenn nicht mehr Kritiker als Unterstützer.

Künstliches Leben ist noch eine sehr junge Disziplin, die erst Ende der 1980er Jahre gegründet wurde und sich noch in der Entwicklung befindet. Wie andere neue Bereiche ist es Gegenstand einiger Kritik. Aufgrund seiner abstrakten Natur hat künstliches Leben Zeit gebraucht, um vom Mainstream verstanden und akzeptiert zu werden; Arbeiten zu diesem Thema wurden erst kürzlich in prominente wissenschaftliche Publikationen wie Nature and Science aufgenommen. Wie bei jeder neuen Disziplin brauchen Forscher Zeit, um die fruchtbarsten Forschungspfade auszuwählen und ihre Ergebnisse in Begriffe zu übersetzen, die andere Wissenschaftler und Laien verstehen und schätzen können. Der Bereich des künstlichen Lebens scheint zu wachsen, da die Kosten für Rechenleistung weiter sinken.