Selbstreproduktion

John von Neumanns selbstreproduzierende Automaten

John von Neumann machte die Antwort nach der Möglichkeit künstlichen Lebens von der Beantwortung von fünf miteinander verbundenen Fragen abhängig:

  1. Gibt es eine Klasse von Automaten, die universell genannt werden kann, die also alle endlichen logischen Fragen beantworten kann? Wenn es sie gibt, kann dann ein einzelner Automat als allgemeingültig betrachtet werden?
  2. Nach von Neumanns Ansicht waren beide Teile dieser Frage von Alan Turing und seiner Turing-Maschine positiv beantwortet.
  3. Kann ein Automat Rohmaterial benutzen, um einen anderen Automaten daraus zu bilden? Welche Gesamtklasse von Automaten kann aus einem einzelnen Automaten als Ausgangspunkt gebildet werden?
  4. Kann jeder beliebige Automat alle erdenklichen anderen Automaten konstruieren?
  5. Kann jeder Automat sich selbst reproduzieren, also einen anderen Automaten konstruieren, der ein genaues Ebenbild seiner selbst ist? Wenn ja, kann er ganz bestimmte Automaten konstruieren?
  6. Können Automaten, die einfache Automaten konstruieren, sich zu komplexeren weiterentwickeln, und können die Automaten dabei zunehmend effektiver werden?

Von Neumann selber glaubt, alle Fragen aufgrund seiner eigenen Forschung mit »Ja« beantworten zu können. Er war daher einer der Ersten, der auf Basis der FST Maschinen entwickelte, die eine der kompliziertesten biologischen Fähigkeiten verfügen sollte, nämlich die der Selbstreproduktion. Neben den »normalen« Bestandteilen eines Computers (von Neumann Maschine) besaß der Automat fünf zusätzliche Elemente.

  1. Ein Element zur Manipulation (ähnlich einer Hand), das seine Befehle von der »rechnenden« Kontrolleiheit der Maschine bekam;
  2. Ein Element zum Schneiden, das zwei Elemente trennen konnte, wenn der Computer dies anordnete.
  3. Ein Element zum Verbinden, das in der Lage war, zwei Teile zusammenzufügen;
  4. Ein sensorisches Element, das alle Teile erkennen und die entsprechende Information an den Computer weiterleiten konnte;
  5. Eine Reihe von »Trägern« als genau festgelegte strukturelle Elemente, die nicht nur den Montagerahmen für das Wesen darstellen, sondern auch die Baustein des Informationsspeichers.

Selbstreproduzierende Fabriken

Dieses Wesen lebte in einem riesigen See, in dem zufallsverteilt die gleichen Bausteine schwimmen, aus denen auch das Wesen aufgebaut war. Im Wesentlichen bestand das Wesen aus vier Komponenten: Komponente A war eine Art Fabrik, die Materialien aus dem See entnahm und sie nach Anweisungen, die sie von einer anderen Komponente erhielt, zusammensetzte. Aufgabe von Komponente B war es, Anweisungen zu lesen und zu kopieren. Komponente C war der Kontrollmechanismus, also eine Art Computer. Komponente D waren die Anweisungen, die auf einer Art Lochband gespeichert waren.

(nach [Levy 93], S. 37f.)

Literatur




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