Was ist künstliches Leben?

Künstliches Leben ist ein Sammelbegriff für Versuche des Menschen, Systeme mit naturgetreuen Eigenschaften einzurichten, über die alle biologischen Organismen verfügen, z. B. Selbstreproduktion, Homöostase, Anpassungsfähigkeit, Mutationsvariation, Optimierung externer Zustände usw. Der Begriff wird im Allgemeinen mit auf Computersimulation basierendem künstlichem Leben in Verbindung gebracht, das aufgrund seiner einfachen Neuprogrammierung, seiner kostengünstigen Hardware und des größeren zu erforschenden Konstruktionsraums der Robotik vorgezogen wird. Der Begriff "künstliches Leben", der oft als "lebendig" oder "ein Leben" abgekürzt wird, wurde 1987 von dem Informatiker Christopher Langton auf der Internationalen Konferenz zur Synthese und Simulation lebender Systeme im Los Alamos National Laboratory geprägt.

Künstliche Lebensprojekte können als Versuche angesehen werden, das Phänomen des Lebens zu verallgemeinern, indem Fragen gestellt werden wie: "Wie hätte das Leben ausgesehen, wenn es sich unter völlig anderen physischen Bedingungen entwickelt hätte?", "Was ist die logische Form aller lebenden Systeme?" , oder "was ist das einfachste mögliche lebende System?"

Wie viele andere faszinierende Themen der Informatik wurde das künstliche Leben zuerst von John von Neumann untersucht und populär gemacht. In den späten 40er Jahren hielt er einen Vortrag über "Die allgemeine und logische Theorie von Automaten", in dem er theoretische Objekte vorstellte, sogenannte Automaten, Zustandsmaschinen, die auf der Grundlage klar definierter Regeln, die interne und externe Informationen integrieren, Transformationen durchliefen. Von Neumann entwickelte solche Automaten mit nur Millimeterpapier und Bleistift bis ins kleinste Detail - seine frühen Automaten wurden als Zellen dargestellt, die Zustandsänderungen in einem unendlichen 2-D-Gitter durchlaufen. Während seiner letzten Tage beschäftigte sich von Neumann mit 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 gingen zelluläre Automaten und künstliches Leben in und aus der Mode. Zu den Höhepunkten zählen das Game of Life von Cambridge-Professor John Conway, ein einfacher zellularer Automat, der auf jedem Computer einfach erklärt und 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 auf der Grundlage einer mehr als zehnjährigen intensiven Arbeit den gewichtigen und kontroversen Band "A New Kind of Science", ein Buch mit Bildern von Zellularautomaten und Erklärungen, wie sie einige erklären können der grundlegendsten zugrunde liegenden Muster in der Welt. Er beschrieb sein eigenes Buch als Jahrzehnte vor seiner Zeit, aber es hat ebenso viele, wenn nicht mehr Kritiker als Anhänger.

Künstliches Leben ist noch eine sehr neue Disziplin, die erst in den späten 1980er Jahren gegründet wurde und sich noch in der Entwicklung befindet. Wie andere neue Bereiche wurde es kritisiert. Aufgrund seiner abstrakten Natur hat das künstliche Leben einige Zeit gebraucht, um vom Mainstream verstanden und akzeptiert zu werden. Beiträge zu diesem Thema wurden erst kürzlich in bedeutenden wissenschaftlichen Publikationen wie Nature and Science veröffentlicht . Wie in jeder neuen Disziplin benötigen Forscher Zeit, um die fruchtbarsten Forschungspfade auszuwählen und ihre Ergebnisse in Begriffe zu übersetzen, die andere Wissenschaftler und Laien verstehen und schätzen können. Das Feld des künstlichen Lebens scheint zu wachsen, wenn die Kosten für Rechenleistung weiter sinken.