Evolution





welt-verstehen/Evolution+Lebewesen+Sternenasche+Sonnensystem, stw5569ELSS

Über Evolution

   





D i s k u s s i o n


 Beitrag 0-466
Warum Lebewesen aus Sternenasche bestehen

 
 

 
Die kernphysikalische Evolution

— Warum Lebewesen aus Sternenasche bestehen —

     
     
    Harmonische Feldanregungen — man kann sie als QuBits auffassen — finden sich zusammen zu Elementarteilchen.
     
    Dies ist der erste Schritt der Evolution, in dessen Folge es dann kommt zu
       
    • erst   kernphysikalischer Evolution: dem Entstehen der Elemente
       
    • dann   chemischer Evolution: dem Entstehen unterschiedlichster Arten von Molekülen
       
    • und schließlich   biologischer Evolution: dem Entstehen sich selbst steuernder Materie, die Fließgleichgewicht aufrecht erhalten kann.



Thomas Görnitz (2015):
 
Unter kernphysikalischer Evolution versteht man die Vörgänge, die — getrieben durch die starke Wechselwirkung — zu immer komplexeren Atomkernen führen.
 
Die ersten Sterne entstanden aus Wolken von Wasserstoff und Helium, welche durch die Gravitation zusammengepresst und deswegen in ihrem Inneren immer heißer wurden. Dies hat Kernfusionsprozesse in Gang gesetzt, im Rahmen derer schrittweise Elemente mit immer schwereren Atomkernen enthanden — Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, usw. bis hin zu Eisen, in dessen Kern die durch den Fusionsprozess freigesetzte Bindungsenergie pro Nukleon am größten ist: Sie ist dort etwa 1 Million mal größer als wenn sich Kohlenstoff und Sauerstoff in einer Flamme — einem chemischen, also keinem kernphysikalischen Prozess — zu Kohlendioxid verbinden.
 
Sobald in sehr großen Sternen der Berennstoffvorrat zu Ende geht — ihr Kern dann also aus Eisen bestehet, worin derr Prozess der Kernfusion zum Erliegen kommt, dann fällt der innere Druck weg, so dass jene Sterne implodieren, d.h. in sich zusammenfallen, da dem Druck in ihren äußeren Hüllen dann kein Gegendruck im Kern mehr gegenüber steht.
 
Dieser Vorgang löst eine gewaltige Explosion aus, die dazu führt, dass der Stern als Supernova einen Großteil seiner Materie als strahlende Staubwolke in den Weltraum hinaus pustet.
 
Innerhalb dieser Explosion und der damit verbundenen gewaltigen Freisetzung von Energie kommt es dann endlich auch noch zur Fusion von Elementen, die schwerer als Eisen sind bis hin zum Uran.
 
 
 
Unser Sonnensystem besteht zum überwiegenden Teil aus Material,
 
das schon zwei solche Explosionen erlebt hat, d.h. als Asche aus ihnen hervorging.
 
Sie fanden nacheinander schon vor Milliarden von Jahren statt.

 
 
 
Hinweis: Die Supernovae werden von Astrophysikern in verschiedene Gruppen eingeteilt. Besonders wichtig sind die vom Typ 1A, welche entstehen, wenn ein Neutronenstern von einem Begleitstern Materie absaugt. Es gibt dann eine scharfe Grenze, bis zu der hin solche Anhäufung von Materie gehen kann. Wenn sie erreicht ist, explodiert dieser so wachsene Stern dann als Supernova.
 
Da alle Supernovae vom Typ 1A nahezu gleiche Helligkeit haben, dienen sie als Standardkerzen für das Bestimmen kosmischer Entfernungen.
 
 
 
Die Freisetzung in Sternen erbrüteter Elemente durch solche Explosionen ist erste notwendige Voraussetzung dafür, dass Objekte wie Planeten und Kometen entstehen können und darauf dann schließlich Leben.
 
Bis es aber wirklich zu Leben kommt, muss erst noch chemische Evolution einsetzen: der Vorgang also, der Atome zu Molekülen zusammenführt, welche durch Austausch von Photonen (vor allem virtuellen Photonen) — durch elektromagnetische Wechselwirkung also — zusammengehalten werden.
 


 
Quelle: Thomas und Brigitte Görnitz: Von der Quantenphysik zum Bewusstsein, Springer 2015, S. 536-537

 

 Beitrag 0-467
Chemische Evolution — wie sich aus Sternenasche organische Moleküle formen

 
 

 
Chemische Evolution

— die notwendige Vorstufe biologischer Evolution —



Thomas Görnitz (2015):
 
Unter chemischer Evolution versteht man das Enstehen immer komplexerer Moleküle, wie sie durch die Eigenschaften der elektromagnetischen Wechselwirkung ermöglicht wird, d.h. durch den Austausch realer und virtueller Photonen zwischen Atomen, die sich so zu Gruppen zusammenfinden, in denen sie ihre äußeren Elektronen "vergesellschften", d.h. gemeinsam nutzen. Elektronen in solcher Rolle nennt man Valenzelektronen.
 
Sterne sind so heiß, dass in ihnen Moleküle keinen Bestand haben können. Im Weltraum aber — weit weg von Sternen — ist es derart kalt, dass chemische Prozesse ganz unvorstellbar langsam ablaufen. Wenn aber Planeten und Kometen hinreichend nahe um einen Stern kreisen, dann eröffnet sich auf ihnen die Möglichkeit chemischer Evolution.
 
So haben die Astrophysiker auf im Sonnensystem gefundenem Gestein neben Wasser und Kohlenmonoxid auch schon Alkohol und andere organische Moleküle finden können.
 
 
Wie man sich die Evolution bei organischen Molekülen in etwa vorstellen kann:

 
Durch die Anwesenheit eines Katalysator-Moleküls können zwei organische Moleküle dazu angeregt werden, eine Beziehung einzugehen: Der Katalysator — in der Biologie nennt man ihn ein Enzym — kann verglichen werden mit einem Tutor, der ben beiden Beteiligten verdeutlichen kann, welche Beziehungsmöglichkeit für sie besteht.
 
Unter seinem Einfluss verformen sich die beiden Moleküle, die er zusammenbringen möchte, so, dass sie eine chemische Bindung entsteht. Katalysatoren sind deswegen höchst speziell geformte Moleküle. Beispiele sind
     
  • die aus der Biologie bekannten Proteine,
     
  • aber auch die Oberflächen spezieller Metalle wie sie etwa zur Abgasentgiftung im Auto verwendet werden.

Beim Andocken an den Katalysator verändert sich die räumliche Elektronenenstruktur der Atome oder Moleküle in einer Weise, die ihre chemische Verbindung überaus deutlich erleichtert.
 
In ganz ähnlicher Weise können Katalysatoren aber auch eine Zerlegung von Molekülen anstoßen und herbeiführen.
 
 
 
Man kann davon ausgehen, dass vor dem Beginn der biologischen Evolution recht umfangreiche chemische Evolution stattgefunden hat.
 
Lange Zeit war in den Darstellungen des Lebens die Sicht einseitig auf dem » Kampf ums Dasein « gerichtet. Heute aber wird die Symbiogenese — als Fortsetzung der Katalyse, d.h, der chemischen Evolution in den Bereich primitiver Lebewesen hinein — als ebenso wichtig erachtet.
 


 
Quelle: Thomas und Brigitte Görnitz: Von der Quantenphysik zum Bewusstsein, Springer 2015, S. 543-547

 

 Beitrag 0-398
Gene sind keineswegs autonom

 
 

 
Gene sind keineswegs autonom — und Meme gibt es nicht

 


Simon Conway Morris ( ab S. 257 in Jenseits des Zufalls ):
 
In ihrem Aufsatz » Das Gen ist tot, es lebe das Gen « legt Eva Neumann-Held dar, dass den Sachverhalt sträflich vereinfacht, wer Gene als autonome Erbeinheiten betrachtet:
 
Gene sind erst durch ihren jeweiligen Kontext sinnvoll anzusprechen — einen Kontext, der in der Praxis oft nur schwer oder gar unmöglich genau zu erfassen ist. Zuverlässige Vorhersagen über die Wirkung eines bestimmten Gens sind daher kaum möglich.
 
Und so ist es irreführend von Genen beispielsweise für Schizophrenie oder Aggressivität zu sprechen. Erst wenn die richtige Kombination von Auslösern zustande kommt, kann das Risiko steigen — oder auch fallen.
 
Außerhalb ihres zellulären Milieus ist die DNA nichts weiter als ein lebloser Faden.
 
 
Solche Überlegungen konnten jedoch nicht verhindern, dass sich die Hardliner mit ihrer Ansicht durchgesetzt haben, die Gene hätten das Sagen.
 
Besonders beim Soziologen E.O. Wilson steigert sich dies zu einem — absolut unberechtigten — unbegrenzten Glauben an die Erklärungskraft dieses Konzeptes insofern, als er selbst noch Gesellschaft, Kunst und Religion durch die Gene gesteuert sieht.
 
An Inbrunst und Überzeugung mangelt es ihm nicht, aber wer das Buch ganz nüchtern liest, wird feststellen, dass Wilsons Argumentation vielfach auf logischen Sprüngen, unzulässigen Voraussetzungen und zu starker Vereinfachung basiert.
 
 
Das vermeintliche Primat der Gene findet seine Entsprechung im Irrglauben an sog. Meme in der nichtstofflichen Natur. Ist vielleicht die kleine Melodie, die Ihnen nicht mehr aus dem Kopf geht, ein Mem?
 
Man wundert sich, wie platt viele solcher Beispiele sind — bis man schließlich begreift, dass auf diese Weise einmal mehr die Bösartigkeit religiöser Überzeugung unter Beweis gestellt werden soll. Nur gut dass Ersatzreligionen wie das Konsumdenken und der Kaufwahn auf "menschenwürdigeren" Wegen entwickelt wurden, ohne dass irgend etwas Memartiges dabei eine Rolle gespielt hätte!
 
Kurz: Das Memkonzept ist unhaltbar — es basiert auf lächerlichen Simplifizierungen, die eigentlich nur durch sehr unsauberes Denken in die Welt gekommen sein können.
 



 

 Beitrag 0-396
Wie lange noch wird Homo Sapiens existieren?

 
 

 
Vom recht » buschigen « Stamm der Hominiden

hat nur Homo Sapiens überlebt

 
 
Unter Evolutionsbiologen besteht Einigkeit darüber, dass
     
  • Schimpansen (als Spezies) und die Gattung Homo einen gemeinsamen Vorfahren haben
     
  • und der Hominidenstammbaum ursprünglich sehr viele Zweige hatte.

Von letzteren hat nur Homo Sapiens überlebt, nachdem er seine Schwesterart (Homo neanderthalensis) vor nunmehr etwa 30 000 Jahren verloren (oder ausgerottet) hat.
 
Mit den Schimpansen, deren Art wir heute auszurotten im Begriff sind, wird es noch einsamer um Homo sapiens werden.
 
Um diese scheinbar gefährliche Ausdünnung eines ursprünglich so üppingen Busches von Arten (mindestens sieben) wird viel Wesens gemacht, denn sie macht uns klar: Wenn auch der Mensch verschwindet — durch eine planetarische Katastrophe, einen Nuklearkrieg oder durch selbstverursachte Zerstörung unserer Umwelt — dann war es das.
 
Interessant in diesem Zusammenhang ist, dass es primitive Arten gibt (Bakterien), deren Kolonien zwar schnell wachsen, dann aber schließlich in ihren ebenso schnell zunehmendem eigenen Abfall sterben.
 
 
Ähnlich viele Zweige wie der Busch der Homoniden (6 Mio Jahre alt) hatte der der Australopithecinen, der aber schon vor nunmehr 2 Mio Jahren verschwand.

 

 Beitrag 0-397
Evolution ist beides: Divergent in erzeugter Vielfalt, aber konvergent hinsichtlich optimaler Lösungen

 
 

 
Evolution ist beides:

divergent in entstehender Vielfalt,

aber konvergent in Richtung optimaler Lösungen

 
 
Es ist tatsächlich so, als würde im recht buschigen Baum der Arten jeder Ast im Zuge seiner Fortentwicklung auch die bis dahin gemachten Erfahrungen anderer Äste mit berücksichtigen.
 
 
Dies seinen Kollegen klar zu machen hat Simon Conway Morris sein Buch » Jenseits des Zufalls « geschrieben.
 
Er widerspricht dort — unter Auflistuing vieler Beobachtungen — klar der Meinung von S.J. Gould, der denkt: » Wenn das Band des Lebens noch mal abliefe, so würde eine völlig andere Biosphäre entstehen, in der nichts auch nur entfernt Menschenähnliches aufkäme, und so müssen wir uns wohl damit abfinden, dass sich keine zwei Biospären im Universum sonderlich ähnlich sind. «
 
Morris ist ganz entschieden entgegengesetzter Meinung. Er schreibt: » Doch alles, was wir über Evolution wissen, deutet in die entgegengesetzte Richtung: Konvergenz ist allge­genwärtig, und die beschränkten Möglichkeiten des Lebens lassen das Aufkommen gewisser biologischer Eigenschaften und Typen sehr wahrscheinlich, wenn nicht sogar unvermeidlich erscheinen. Alle Erklärungen, warum auf keinem noch so weit entfernten Planeten irgend eine Entsprechung zum Homo Sapiens herumlaufen kann, gehen am Kern der Sache vorbei: Es geht nicht um den genauen Weg der Evolution, sondern um die Wahrscheinlichkeit, mit der sich jeder einzelne der sukzessiven Entwicklungsschritte vollziehen kann, die dann schließlich in unserem Menschsein kulminieren. «
 
Morris weiß sich mit dieser Meinung in guter Gesellschaft mit Robert Bieri, der schrieb: » Wenn wir jemals in der Lage sein werden, erfolgreich mit anderen denkenden Wesen außerhalb unseres Sonnensystems zu kommunizieren, werden sie weder Kugeln noch Pyramiden, weder Würfel noch Pfannkuchen sein. Aller Wahrscheinlichkeit nach sähen sie uns erschreckend ähnlich. «
 
 
 
Note: Ganz erstaunlich ist, wie gut, was Morris und Bieri zu sehen glauben, zu dem passt, was Rupert Sheldrake vermutet: morphische Resonanz.
 
 
Wenn also richtig ist, was Morris feststellt, indem er sagt » Die Evolution kennt viele Wege, aber nur wenig Ziele «, so dürfte Sheldrake einer physikalischen Begründung dieser Tatsache recht nahe gekommen sein.
 
Hans-Peter Dürr erklärt sogar, wie morphische Resonanz ganz konkret vom elektromagnetischen Feld implementiert sein könnte. Man lese seinen Aufsatz Sheldrakes Vorstellungen aus dem Blickwinkel der modernen Physik, S. 224-249 im Buch Rupert Sheldrake in der Diskussion (1997).
 
 
 
 
Zwei besonders überzeugende Beobachtungen, die Morris nennt sind:
     
  • Es gibt im gesamten Baum der Evolution biologischer Lebewesen nur zwei grundsätzlich verschiedene Formen von Augen: Linsenaugen (wie wir sie haben) und Komplexaugen (wie Insekten sie haben). In jedem Ast des Baumes findet sich die eine dieser beiden Lösungen — ist aber auch immer ganz dediziert erst dort entstanden: Nie hat sich die eine Lösung in die andere umentwickelt. Beide Varianten sind auf unterschiedlichen Zweck hin optimiert, man könnte meinen vorausschauend (ein Komplexauge, das ebenso deutlich sehen kann wie unser Linsenauge, müsste nämlich einen Durchmesser von etwa 1 Meter haben).
     
  • Ein Beispiel gleicher Qualität findet sich im Reich der Pflanzen, wo sich zwei recht unterschiedliche Verfahren der Photosythese entwickelt haben: Der C4-Photosytheseweg ist biochemisch deutlich komplexer als der C3-Weg. Er ist so komplex, dass es schwer vorstellbar erscheint, er könne sich rein zufällig in mehr als nur einer Pflanzengruppe entwickelt haben. Tatsächlich aber ist er mindestens 31 Mal unabhängig von einander entstanden.
     
  • Dass eine extrem optimierte, extrem komplexe Lösung auch schon nahe der Wurzel des Evolutionsbaumes zu finden ist, zeigt der genetische Code (d.h. die allen Arten gemeinsame Codierungsvorschrift für DNA):
     
    Freeland und Hurst haben entdeckt (1998): » Der natürliche genetische Code weist Anzeichen einer Optimierung auf, die um zwei Größenordnungen optimaler ist als zuvor angenommen: In unserem Modell war unter einer Million zufällig erzeugter Codevarianten nur einer effizienter [...] als der natürliche Code — der genetische Code ist so etwas wie ein Sechser im Lotto. «
     
    Dieses Ergebnis wird noch erstaunlicher, wenn man sich vor Augen führt, dass die etwa 106 Codes, die Freeland und Hurst untersuchten, nur einen winzigen Bruchteil aller insgesamt denkbaren 1018 Codes darstellen.
     
    In einer Folgeuntersuchung stellten Freeland und seine Mitarbeiter fest, dass die Zahl der alternativen Codes, die unter Berücksichtigung aller bekannten Beschränkungen wirklich funktionieren können, vermutlich recht klein ist (und so etwa bei nur 270 000 liegt). Als sie dann noch die Ähnlichkeiten zwischen verschiedenen Aminosäuren berücksichtigten, kamen sie staunend zum Schluss, dass » die Wahl der Natur durchaus auf den besten aller möglichen Codes gefallen sein könnte. «
     
    Quelle: Steve Freeland & Laurence Hurst in Journal of Molecular Evolution, Vol 47 (1998) pages 238-248 and in Molecular Biology and Evolution, Vol 17 (2000), pages 511-518.

Wir sehen:
 
Wo optimale Lösungen benötigt werden,
 
kann die Evolution sogar extrem schnell konvergieren

und verlässt sich dann wohl nicht auf Zufall.

 
 
 
Überlegenswert:
 
Von Konvergenz spricht man, wo sich im Baum der Arten in unterschiedlichen Ästen und Zweigen die gleiche Lösung ergab — das aber erst, nachdem sich jene Äste und Zweige schon lange auseinander entwickelt hatten.
 
Nun sollte man aber bedenken: Solange wir die Ursache konvergenter Evolution nicht kennen, wissen wir natürlich auch nicht, worin genau sie besteht und ob nicht doch gleiche Formen in unterschiedlichen Zweigen identische Ursache haben — es könnte ja eine Ursache sein, die schon lange im Erbgut existent war (ganz so, wie ja auch die gleiche Form sämtlicher Blätter eines Kastanienbaumes schon in seiner DNA angelegt ist lange bevor viele der Zweige existieren, an denen sich jene Blätter dann wirklich aus je einer Knospe entfalten. Ist das, was man heute als Junk DNA einordnet, nicht vielleicht doch der Plan für Lösungen, die sich erst in ferner evolutionärer Zukunft entfalten werden? Kann die Evolution im Bedarfsfall vielleicht deswegen so erstaunlich schnell reagieren?
 
 
Interessant ist auch, dass man konvergente Evolution nicht nur hinsichtlich sich formender Materie beobachtet, sondern irgendwann sogar in Gesellschaftsstrukturen.
 
Eusoziale Gesellschaftsstruktur etwa ist nicht nur in Insektengruppen (Ameisen, Bienen, Termiten, Wespen) soweit wir wissen unabhängig entstanden, sondern auch bei den Garnelen und verschiedenen Säugern, insbesondere den Nacktmullen. [ eusozial = selbstlos, aber keineswegs immer freiwillig selbstlos ]
 
Fast identisch ist auch das gesellschaftliche Verhalten der Wale und der Elefanten.
 
 
 
Am Ende seines Buches weist Conway Morris ausdrücklich darauf hin, dass die so zahlreichen Beispiele für konvergente Evolution kein Argument gegen die vorherrschende Meinung seien, dass Anpassung der Motor der Evolution ist. Dennoch sei wohl den wenigsten klar, wie groß die Reichweite der Anpassung gerade auch im Bereich der Moleküle — im Bereich chemischer Evolution also — wirklich ist.
 
 
Morris betont auch: Das Phänomen der evolutionären Konvergenz weist darauf hin, dass die Zahl verfügbarer Alternativen strikt begrenzt ist, woraus man folgern müsse, dass die Evolution 99,999... Prozent des wahrhaft gigantischen Raumes aller theoretisch denkbaren biologischen Möglichkeiten gar nicht erkundet haben kann.
 
Wenn dem so ist, sei davon auszugehen, dass eine Erforschung der Art und Weise, wie die Evolution bestimmte funktionale Lösungen ansteuert, das Fundament einer allgemeingültigen Theorie der Biologie liefern könnte. Im Wesentlichen postuliere dieser Ansatz die Existenz von » Attraktoren « [ in dem Sinne, wie mathematische Chaostheorie sie kennt ].
 
Dies werfe die Frage auf, wie die unermessliche Weite des biologischen Möglichkeitsraumes tatsächlich durchmessen wird: Die Anzahl potentieller Sackgassen ist ja offensichtlich so riesig groß, dass eigentlich alle Zeit seit Anbeginn des Universums nicht ausreichen kann, unter den Abermillionen potentieller Lösungen die wenigen zu finden, die tatsächlich funktionieren. [ Morris erinnert hier an die skeptische Bemerkung von Fred Hoyle, er könne sich nicht vorstellen, dass ein Wirbelsturm, der über einen Schrottplatz hinwegfegt, einen Jumbojet zusammensetze. ]

 

 Beitrag 0-399
Evolution aus philosophischer Sicht — Conway Morris' sehr konstruktive Kritik

 
 

 
Evolution aus philosophischer Sicht

 


Simon Conway Morris ( ab S. 258 in Jenseits des Zufalls ):
 
Trotz aller Haarspalterei und Scheinheiligkeit, mit denen die Ultradarwinisten versuchen, Evolution und Religion als mit einander unverträglich darzustellen, gibt es auch andere Meinungen.
 
John Greene etwa schrieb: » Schlussendlich gelang es Darvin nicht, die moralische Mehrdeutigkeit des menschlichen Fortschritts zu fassen. Er scheiterte — wie viele der heutigen Sozialwissenschaftler auch —, da er kein angemessenes Konzept vom Menschen hatte. «
 
Und Greene schreibt weiter: » Naturwissenschaft wird zwecklos und sogar zerstörerisch, wenn ihr nicht eine religiöse Reflexion Bedeutung und Richtung verleiht, die den Sinn und Wert der menschlichen Existenz zum Thema hat. «
 
 
Dass die Karte des menschlichen Genoms so etwas wie der Codex Hammurabi unseres Jahrtausends wird, glauben inzwischen nur noch ganz Hartgesottene. Doch in der öden Welt des Reduktionismus üben die Mythen der genetischen Determination genug Anziehungskraft aus, um neue Pläne voranzutreiben, vor allem auf dem Gebiet der Eugenik.
 
Derzeit sind es noch primär die nicht-menschlichen Lebewesen, die nach den Vorstellungen einiger als Knetmasse genutzt werden sollten. Die Vorstellung, dass die Welt — so, wie sie uns gegeben wurde — gut und wertvoll ist, hat sich offenbar in nichts aufgelöst.
 
Heute herrscht die Ansicht vor, die Biospäre sei unendlich verformbar, und dieses Ansinnen wird moralisch verbrämt durch die Behauptung, all dies diene dem Wohl der gesamten Menschheit — obgleich es in Wirklichkeit doch nur die Kassen großer Konzerne füllen soll.
 
Die Diversität unserer bewährten Nutzpflanzen und -tiere ist auf dem besten Wege, zugunsten irgend welch neuer Produkte beschnitten zu werden.
 
Dass das machbar ist, haben Temple Smith und Harold Morowitz schon zu Beginn der 1980-er Jahre beschrieben mit den Worten: » Dank der theoretischen Vorarbeit stehen wir heute unmittelbar davor, genetische Merkmale mit einander kombinieren zu können, die sich in der Natur möglicherweise nie vereinigt hätten. «
 
Diese Aussicht aber erfüllt sie keineswegs mit Begeisterung. Sie schrieben: » Jetzt wird ein Glücksspiel gespielt, ohne dass den Beteiligten unbedingt klar wäre, wie hoch der Einsatz ist. «
 
Was sich aus den Eingriffen in das Erbgut von Mais und bald auch Schweinen ergibt, kommt mit Sicherheit früher oder später auch beim Menschen zur Anwendung. T.H. Huxley hat sich — im Gegensatz zum fortschrittsgläubigen Galton — von dieser eugenischen Zukunftsmalerei entsetzt abgewandt mit dem Argument, dass kein Mensch genug wissen könne, um solche Entscheidungen verantwortungsvoll treffen zu können.
 


 
Conway Morris beendet sein Buch, indem er zusammenfassend schreibt:

Ab S. 262 in Jenseits des Zufalls (etwas gekürzt):
 

Hauptziel des Buches war es, zu zeigen, dass die Bedingtheiten der Evolution und die Allgegenwärtigkeit von Konvergenz die Emergenz menschenähnlicher Geschöpfe nahzu unausweichlich machen [ eine bis heute noch nicht allgemein akzeptierte Meinung ].
 
Entgegen vorherrschender Meinung und der allgemeinen ethischen Verzagtheit meine ich, dass Zufallsereignisse auf lange Sicht keine große Auswirkung auf das entwicklungsgeschichtliche Endprodukt haben.
 
Die Existenz von Leben auf der Erde bleibt ein Wunder.
 
Auch wenn Leben ein universelles Prinzip zu sein scheint, könnten wir gut im All alleine sein. Ob dem so ist, werden wir vielleicht nie herausfinden.
 
Das Dilemma, vor dem wir stehen, besteht darin, dass die wissenschaftliche Methode, die uns erlaubt, die Natur zu erforschen, uns auch Werkzeuge in die Hand gibt, die Welt hemmungslos zu manipulieren — vorgeblich zu Gunsten des Gemeinwohls, de facto aber doch zu Gunsten weniger und zum Nachteil vieler.
 
Diese Machermentalität verträgt sich nicht mit den überlieferten Weisheiten und erklärt — zum Teil jedenfalls — die hartnäckige Feindschaft zwischen naturwissenschaftlichem Handeln und religiösen Bedenken. Gingen die Wissenschaften daraus als Sieger hervor, wäre dies ein Pyrrhussieg: Das besiegte Reich läge in Trümmern, niederschmetternde Leere überall.
 
Konstruktive Annäherung beider Parteien wäre wünschenswert, ist aber schwierig und wird für gewöhnlich misstrauisch beäugt. Im Wesentlichen könnte es darum gehen, welche Kerneigenschaften mit dem Schöpfungsgedanken im Einklang stehen. Meines Erachtens sind dies
     
  • die der Evolution zugrunde liegende Einfachheit, d.h die Beschränkung auf ganz wenige Grundbausteine,
     
  • die Existenz eines gigantisch großen Raumes von Möglichkeiten, in dem genau jener winzige Bruchteil angesteuert wird, der tatsächlich funktionieren kann,
     
  • die Empfindlichkeit des Prozesses und seiner Ergebnisse, aufgrund derer alternative Lösungen katastrophal unangepasst wären,
     
  • das Inhärenzprinzip, demzufolge Komplexität mindestens so oft durch Rekrutierung und Neuordnung schon vorhandener Bausteine entsteht wie durch Neuerfindung im engeren Sinne,
     
  • das erstaunliche Nebeneinander von überbordender Biodiversität und allgegenwärtiger Konvergenz
     
  • sowie — nicht zuletzt — die unausweichliche Emergenz von Bewusstsein und die Indizien dafür, dass es bei Tieren viel weiter verbreitet ist, als wir zugeben wollen.


 

 Beitrag 0-335
Quantenfluktuation und Chaostheorie (mathematische Gesetze) sind die Schöpfer aller Dinge

 
 

 
Was die Evolution treibt, steuert und so extrem kreativ macht

 
 
Alles, was sich im Rahmen der Evolution entwickelt, entwickelt sich konform zu physikalischen Gesetzen. Obgleich sie extrem einfach sind, bringt die Evolution im Kosmos unvorstellbar vielfältige, äußert komplexe Energiekonfigurationen hervor — bis hin zu biologischen Lebewesen, die Bewusstsein haben.
 
Der Mechnismus, der so gewaltige Vielfalt bewirkt, ist quantenphysikalischer Zufall (Quantenfluktion) kombiniert mit den Gesetzen der Chaostheorie.
 
Zufall und Chaos verhindern langfristige Vorhersagen.
 
 
Erstaunlich ist, dass sie Selbstorganisation möglich machen, d.h. die Entwicklung eines Systems hin zu einer Ordnung, die unabhängig von speziellen Anfangs­bedingungen ist.
 
 
Dem Konzept der Selbstorganisation haben zum Durchbruch verholfen:

 

 Beitrag 0-278
Evolution scheint mehr zu sein als nur blindes Experimentieren

 
 

 
Evolution dürfte mehr sein als nur Zufall und Auslese

 


Niels Bohr (etwa 1930, wie Heisenberg sich erinnert):
 
Die Darwinsche Theorie enthält zwei unabhängige Aussagen:
     
  • Die eine behauptet, dass im Prozess der Vererbung immer neue Formen ausprobiert werden, von denen die meisten äußerer Umstände wegen nicht überlebensfähig sind.
     
    Empirisch gesehen dürfte das richtig sein.
     
  • Es wird aber zweitens auch angenommen, dass die neuen Formen durch rein zufällige Störungen der Genstruktur zustande kommen.
     
    Diese zweite These ist — auch wenn wir uns nur schwer etwas anderes vorstellen können — eher problematisch:
     
    Es kann zwar über hinreichend lange Zeit alles Mögliche auch tatsächlich rein zufällig entstehen — doch ist diese Aussage nur richtig, wenn unbeschränkt viel Zeit zur Verfügung steht: weit mehr Zeit als die nur 15 Mrd. Jahre, die seit dem Urknall vergangen sind.
     


 
Der Mathematiker von Neumann dachte ähnlich: Einem Biologen, der überzeugter Anhänger des Darwinismus war, hat er es einmal klar zu machen versucht, indem er ihn an Fenster führte und sagte:
 
    Sehen Sie dort drüben auf dem Hügel das hübsche weiße Landhaus? Es ist durch Zufall entstanden: Im Lauf der Millionen Jahre hat sich geologischer Prozesse wegen der Hügel gebildet, Bäume sind gewachsen, morsch geworden, zerfallen und wieder gewachsen; der Wind hat gelegentlich die Spitze des Hügels mit Sand bedeckt, Steine sind – vielleicht durch einen vulkanischen Prozess – dorthin geschleudert worden, sind durch Zufall aufeinander liegen geblieben, usw.
     
    Natürlich ist im Laufe der Erdgeschichte meist irgend etwas anderes entstanden, aber einmal eben — nach langer, langer Zeit — auch das Landhaus.

Der Biologe war natürlich nicht sehr glücklich über diese Argumentation.
 
Sie zeigt, dass Zufall und Auslese allein wohl nicht ausreichen, in Milliarden kleinster Schritte zunehmend Sinnvolleres zu schaffen — und schon gar nicht über Millionen von Jahre hinweg immer nur Veränderung in Richtung zunehmend  s i n n v o l l e r e r , stark anwachsender Komplexität bewirken können.
 
Hierfür sprechen auch folgende Beobachtungen der Evolutionsforscher (Conway Morris etwa hat darauf afmerksam gemacht):
 
    Offensichtlich werden in der Selektion sehr oft Lösungen anstehender Probleme bevorzugt, die sich nicht aus Anpassungsdruck herleiten lassen, sondern viel eher auf vorgegebene Organisationsprinzipien — vielleicht auch auf schon anderswo vorher gemachte "Erfahrungen". Sie treten bei der Lösung bestimmter Aufgaben unter vällig verschiedenen Umständen immer wieder auf. Man spricht deshalb von » Konvergenz «.
     
    Dachte man sich beispielsweise früher die Entwicklung von Linsenaugen als Weiterentwicklung eines "Urauges", welche einer Kette von passenden Umständen und glücklichen Zufällen zu verdanken ist, so hat man nun herausgefunden, dass
     
    • das Auge des Menschen,
       
    • das einer Krake
       
    • und das einiger Arten von Ringelwürmern

    unabhängig von einander in völlig getrennten Entwicklungslinien entstanden sind.
     
    Conway Morris betont: Das Linsenauge ist mindesten siebenmal in der Evolutionsgeschichte unabhängig erfunden worden. Nicht nur bei Wirbeltieren, sondern auch bei stammesgeschichtlich weit entfernten Tieren wie Tintenfischen und Ringelwürmern. In der Regel aber immer bei sehr agilen, räuberischen und intelligenten Organismen.
     
    Es gibt auch keinerlei Anhaltspunkt dafür, dass die Aufgabenstellung — Zurechtfinden, Flucht, Beutefang — die hochkomplexe Struktur des Linsenauges determiniert.
     
    Man hat eine ganz erdrückende Fülle vergleichbarer Konvergenzen gefunden. Manche "Errungenschaften der Evolution" sind mehr als 100 Mal parallel entstanden.
     
    Kurz: Dass unter ganz verschiedenen Umständen bis in Details hinein mehrfach ein fast identisches Ergebnis zustandekam, kann nicht allein durch Auslese der Tüchtigsten in Abwechslung mit Zufall erklärt werden.
     
    Schon die Entstehung einer derart ideenreichen Komposition von eingefasster Zoom-Linse, den 3 Häuten und der Ankopplung an das Nervensystem, lässt sich schwerlich als Kette zufälliger Mutationen erklären. Denn erst das fertige Auge bringt Erfolg beim Überleben. Wie aber soll sich dann die "Selektion" all die vielen Zwischenstufen "ausgedacht haben?

 
Bruno Martin, der uns in seinem Buch Intelligente Evolution (Ullstein, 2010) auf unglaublich viele, ganz erstaunliche Erfolge der Evolution aufmerksam macht, bringt es auf den Punkt, indem er schreibt:

Bruno Martin (S. 287):
 
Offenbar ist in der Evolution etwas angelegt, das mit Zielstrebigkeit und Absicht die Prozesse steuert, auch wenn der Ausgang ungewiss ist und die ursprüngliche Absicht verfehlt wird.
 
Ich jedenfalls kann mir mit all den Fakten, die wir bisher haben, keinen dawkinschen » blinden « Uhrmacher vorstellen, der nicht wüsste, wie die Rädchen zusammenpassen müssen, damit die Uhr funktioniert.
 


 
Letztlich also glaubt Bruno Martin (wie von Neumann), dass erfolgreiche Evolution teilweise auch gezieltes Experimentieren sein müsse:
 
Evolution  =  Intelligenz + Zufall + Selektion
 
Die Wurzel dieser Intelligenz allerdings hat bisher niemand entdeckt. Sie muss älter sein als biologisches Leben.

 

Bruno Martin (S. 288):
 
Man dachte lange, Gene könnten nur an die direkten Nachkommen weitergegeben werden. Jetzt aber erkennen die Wissenschaftler, dass sie auch an Mitglieder anderer Arten gegeben werden können. Solcher Austausch beschleunigt die Evolution, da die Organismen auf diese Weise » erlernte « Erfahrungen von anderen Arten übernehmen können.
 
Warum hat die Evolution dann aber derart komplexe, derart hoch spezialisierte Sinnesorgane und Gehirne geschaffen? Ich sehe es ganz einfach: Die schöpferische Intelligenz will mit eigenen Augen sehen — mit unseren Augen —, wie sich ihre Evolution entwickelt hat.
 


Interessant ist auch, dass selbst im Rahmen der kulturellen Evolution entscheidene Fortschritte gelegentlich weltweit zu fast derselben Zeit erzielt wurden. Die griechische Kultur etwa begann zur selben Zeit unser Denken abstrakter und fruchtbarer zu gestalten wie am anderen Ende der Welt die fernöstliche — und das, obgleich beide Kulturen damals doch gar nicht in Berührung kamen.
 
 
 
Die These, dass Evolution mehr sein müsse als nur Zufall mit nachfolgender Auslese der Tüchtigsten, vertritt auch der Evolutionsforscher Simon Conway Morris:


Conway-Morris im Interview mit der SZ (2010):
 
Ich bin ohne Einschränkungen Darwinist, auch wenn die Kreationisten immer wieder versuchen, meine Argumente zu benutzen und sie in einen falschen Zusammenhang zu stellen.
 
Aber ich sage auch: Der Darwinismus kann nicht alles erklären, was wir um uns herum sehen. Das legt nahe, dass in der Evolution zusätzliche Mechanismen wie eben die Konvergenz wirken.
 
Ein Beispiel sind Pflanzen, die in der Wüste wachsen. Es gibt zwei große Familien: Kakteen und Wolfsmilchgewächse. Sie sind nur sehr entfernt miteinander verwandt ... und sehen sich doch so ähnlich, dass nur botanisch gebildete Menschen die Unterschiede erkennen.
 
Diesen Mechanismus nennen wir Konvergenz. Beide Pflanzenfamilien haben fleischige und oft etwas eingerollte Blätter, einen milchigen Saft und Stacheln. Auf diese Merkmale hat die Evolution in der trockenen, heißen Umgebung mehrfach zurückgegriffen, weil sie sich als die beste Lösung bewährt haben. Dieses Prinzip findet man selbst auf der Ebene einzelner Moleküle.
 
Die Evolution [ so denkt Morris ] funktioniert wie eine Suchmaschine. » Sie sucht nach Lösungen, die sich bereits als erfolgreich erwiesen haben, und verwendet sie immer wieder für verschiedene Lebensformen. «
 
 
Das Leben ist ein Wunder. Und man sollte das Staunen darüber nicht verlernen. Je genauer ich verstehen lerne, wie sich die einzelnen Moleküle im Laufe der Jahrmillionen zu diesen hochkomplexen Organismen zusammenfanden, desto beeindruckter bin ich. Und ich werde immer sicherer: Der klassische Darwinismus kann das allein nicht erklären.
 


Lies mehr dazu in einem zweiten Interview 2010, im Beispiel Katze und Mücke und dem Buch:
 
 
Simon Conway Morris: Jenseits des Zufalls: Wir Menschen im einsamen Universum
 
Übersetzt aus: Life's Solution — Inevitable Humans in a Lonely Universe (2003)

 
 
 
Conway Morris' Ansicht geht über den sog. Vitalismus weit hinaus: Der nämlich postuliert einen grundsätzlichen Unterschied zwischen der belebten und der unbelebten Natur. Morris aber sagt ganz klar: » Meiner Ansicht nach war der Mensch bereits mit dem Urknall angelegt. Während der ersten Millisekunde dieser Welt. Unsere Entstehung ist alles andere als ein Zufall «.
 
 
Auf Seite 29-30 seines Buches nimmt Morris auch Bezug auf Beobachtungen anderer Evolutionsbiologen:
 
Temple Smith und Harold Morowitz etwa schreiben (auf Seite 280 in Between History and Physics):
    » Es gibt mindestens einen wesentlichen evolutionären Trend, der bislang nicht erklärbar ist: die zahlreichen Beispiele für morphologische Konvergenz.
     
    Warum finden wir schon in den wenigen Stichproben, die wir im genetischen Raum genommen haben, so viel offenkundige Konvergenzen und parallele Entwicklungen?
     
    Angesichts der hohen Wahrscheinlichkeit, sogar in ähnlichen ökologischen Nieschen auf Neuentwicklungen zu stoßen, ist es erstaunlich, wie oft man hohe morphologische Übereinstimmung in völlig verschiedenen Abstammungslinien findet. «

 
Auch hier muss ich wieder an Rupert Sheldrakes These denken und an seine Beispiele aus der Kristallographie.
 
 
Wir sehen also: Auch Conway Morris denkt — noch sehr viel wagemutiger — in Sheldrakes Richtung. Und es gibt noch andere:
 
Auf den Seiten 76-80 seines Buches Gehirn, Seele und Computer (Wissenschaftliche Buchgesellschaft 2006) diskutiert Günter Ewald kurz Ergebnisse des Hirnforschers Wolf Singer, die ebenfalls darauf hindeuten, dass Selbstorganisation Teil eines umfassenden Naturprozesses sein könnte. Ewalds Schlussfolgerung:
 
 
Naturphilosophisch gesehen steht damit die Frage im Raum,
 
ob es nicht so etwas wie » Geist « in der Natur oder im Kosmos insgesamt gibt
 
und nicht erst beim Menschen oder allgemeiner bei höheren Lebewesen.


 

 Beitrag 0-295
Evolutionsgeschichte des Lebens auf der Erde

 
 

 
Evolutionsgeschichte des Lebens auf der Erde

 
 
Wenn wir die Evolutionsgeschichte des Lebens auf ein Jahr komprimieren und so vor unserem geistigen Auge ablaufen lassen, gilt:
     
  • Einzeller treten schon am ersten Tag des Jahres auf,
     
  • mehrzellige Organismen aber erst etwa Ende April.
     
  • Erste Fische und Wirbeltiere gibt es ab Ende Mai.
     
  • Im August kriechen die ersten Amphibien an Land, und
     
  • Mitte September gibt es erste Reptilien.
     
  • Oktober und November gibt es Dinosaurier,
     
  • aber schon im November dann auch erste Säugetiere.
     
  • Erst um die Mittagszeit des letzten Tages im Jahr gibt es menschenartige Wesen in der afrikanischen Savanne.
     
  • Erst in der letzten Viertelstunde des Jahres entwickeln sich primitive Formen von Ackerbau.
     
  • Erst in der letzten Minute des Jahres entstehen komplexe menschliche Kulturen im Zweistromland, in Ägypten und Südostasien.
     
  • Die Zahl der Menschen auf der Erde betrug
       
    • Vor 10 000 Jahren etwa 2 Millionen
       
    • Um Christi Geburt etwa 200 Millionen
       
    • Im Hochmittelalter etwa 400 Millionen
       
    • 1950 schon 2,5 Milliarden,
       
    • 2017 schon 7,4 Milliarden ( wobei sie jetzt aber nur noch in Entwicklungsländern schnell wächst ).

 
Vielleicht muss man das für den Menschen charakteristische Wachsum seines Gehirns eher als Folgeerscheinung denn als Voraussetzung für seine Fähigkeit, Werkzeuge herzustellen, sehen.
 
So gesehen könnte der Menschen Drang nach Beschäftigung die eigentliche Anstoß für ihre schnelle intellektuelle Entwicklung sein.
 

 
 
Quelle: Johannes v. Butlar: RaumZeit, Provokation der Schöpfung (2009), S. 252-253


 

 Beitrag 0-301
Den Motor der Evolution verstehen

 
 

 
Den Motor der Evolution verstehen

 
 
Unserer Sehnsucht nach Harmonie zum Trotz sagt uns die Natur, dass Asymmetrien die Quelle ihrer schöpferischen Kraft sind. Dies gilt vom Kleinen bis hin zum ganz Großen.
 
Die Physiker erhoffen sich vollkommene Symmetrie, formulieren mächtige Gleichungen, sie zu beschreiben, merken aber immer wieder, dass all ihre Lösungen nur Annäherung an eine unglaublich facettenreiche, nicht wirklich voll symmetrische Wirklichkeit sind.
 
Motor der Evolution scheint zu sein:
     
  • Die Lebendigkeit des Vakuums — Quantenfluktuation — erzeugt Asymmetrie,
     
  • aus Asymmetrie entsteht Ungleichgewicht,
     
  • aus Ungleichgewicht entspringt Veränderung
     
  • und aus Veränderung entspringt Werden — das Entstehen immer neuer Struktur.

 
Die Tatsache, dass intelligentes biologisches Leben existiert, zeigt uns, wie unglaublich komplex und facettenreich auf solche Weise entstehende Struktur sein kann.
 
Ziel der Evolution scheint einfach nur Vielfalt zu sein.
 
Dass Intelligenz als Nebenprodukt kosmischer und evolutionärer Zufälle entstand — so argumentiert Marcelo Gleiser —, war Zufall, aber kein Endziel der Evolution. Dies, so denkt Gleiser, zeige uns die relativ junge Geschichte der Menschheit im Gegensatz zu der immerhin 150 Mio. Jahre andauernden Existenz der wenig intelligenten Dinosaurier.
 
Es mag dahingestellt bleiben, als wie schlüssig man dieses Argument anerkennen möchte.

 

 Beitrag 0-322
Treiber der Evolution sind spontane Symmetriebrüche

 
 

 
Treiber der Evolution sind spontane Symmetriebrüche

 
 
Unter einem spontanen Symmetriebruch verstehen Physiker den plötzlichen Übergang eines von außen nicht beeinflussten Systems aus einem Zustand Z1 in einen Zustand Z2, der weniger symmetrisch, dafür aber deutlich stabiler ist.
 
Kleinste Kräfte — und daher anscheinend nur der Zufall — entscheiden, wie der neue Zustand aussehen wird.
 
Gutes Beispiel ist ein senkrecht hingestellte dünne Stange: Da das Gravitationsfeld der Erde rotationssymmetrisch ist, wird es ihm völlig gleichgültig sein
     
  • ob die Stange senkrecht steht oder liegt
     
  • und in welche Richtung sie fällt, wenn z.B. eine kleine Luftbewegung oder eine Erschütterung des Bodens sie aus dem Gleichgwicht bringt.

Wer diesen Versuch sehr oft wiederholt, wir feststellen, dass die Richtungen, in welche die Stange nach nur sehr kurzem Stehen umfällt, gleichverteilt sind. Dies zeigt uns, dass den hier wirkenden physikalischen Gesetzen tatsächlich hohe Symmetrie innewohnt — auch wenn das anhand des Einzelfalls nicht erkennbar ist.
 
 
Hier noch ein komplizierteres Beispiel:
 
Sämtliche DNA-Moleküle uns bekannten biologischen Lebens haben die Form einer rechts-drehenden Helix. [ Die Wendeltreppe in mittelalterlichen Burgen dreht sich manchmal nach rechts, manchmal nach links, aber die DNA dreht sich immer nach rechts. ]
 
Es gibt keinen vernünftigen Grund, warum biologisches Leben sich nicht auch auf links-drehende DNA stützen könnte: Sie hätte gleiches chemisches Verhalten, wäre ebenso stabil, und nichts an ihr würde irgendein physikalisches Gesetz verletzen. Der Grund hierfür: Die elektromagnetischen Gesetze, welche die Bildung von Molekülen bestimmen, sind gegenüber Vertauschung von rechts und links völlig unempfindlich. Im Fachjargon ausgedrückt: Der Elektromagnetismus ist spiegelsymmetrisch.
 
 
Interessant am Symmetriebruch ist, dass steigende Temperatur ihn häufig wieder heilt. Es gilt:
     
  • Systeme mit hoher Temeratur sind mehr durch Symmetrie bestimmt, als solche tiefer Temperatur.
     
  • Bei absinkender Temperatur kommt es zu zunehmend mehr Symmetriebrüchen und — makroskopisch gesehen — zur Bildung deutlich vielfältigerer Form.

Man denke z.B. an Wasser: Interessante Eiskristalle oder Eisbrocken jeder nur denkbaren Form gibt es nur, wenn Wasser gefroren ist. All diese Formen verschwinden wieder, wenn sich die Temperatur erhöht und über den Schmelzpunkt von Eis ansteigt.
 
 
Wie sinkende Temperatur die Bildung makroskopischer Formen begünstigt, zeigt auch sehr schön der Magnetismus des Eisens:
 
Er hat keine Vorzugsrichtung, und so ist das Gesamtfeld gleich Null. Unterhalb der Curie-Temperatur aber, setzt das Magnetfeld spontan ein, da sich dann alle Mini-Magnete in gleiche Richtung drehen und so die Rotationssymmetrie der zugrunde liegenden elektromagnetischen Gesetze gebrochen wird. Nur wenn ein Eisenstab zu schnell abgekühlt wird, wird die zufällige Ausrichtung der Mini-Strukturen eingefroren und so die Rotationssymmetrie bewahrt. Der Stab als Ganzes zeigt dann keine magnetische Vorzugsrichtung.
 
Ein fast noch schöneres Beispiel sind Bose-Einstein-Kondensate: Wird eine Menge von Atomen gleichen Typs auf nahezu den absloluten Nullpunkt abgekühlt, verhält sich die gesamte Menge dieser Atome wie ein einziges (bzw. wie eine im Gleichschritt marschierende Kompanie von Soldaten).
 
 
Merken wir uns also:
 
Je mehr Symmetrien einen Prozess bestimmen, desto weniger wird er makroskopisch Formen generieren und erhalten:
 
 
» Hitze geht einher mit ärmlicher Gestaltung — Kälte aber mit reicher Gestaltung «


 

 Beitrag 0-457
Wie Homo sapiens lernt, die Evolution zu steuern

 
 

 
Experiments with Biological Intelligence

 
 
Please read:

 

  Beitrag 1913-1
Wie Quantenmechanik und physikalische Chemie Darwin korrigieren
 
Auch Biologie ist nur Physik:

Wie Quantenmechanik und physikalische Chemie Darwin korrigieren

Nach Darwin bedeutet Evolution einfach nur zufällig eintretende Mutation gefolgt von natürlicher Auslese.

Heute wissen wir es genauer, denn unser Wissen über die allgemeinen Eigenschaften von Molekülen zeigt uns: Mutation ist letzlich der Übergang eines Quantensystems von Zustand A nach Zustand B, wobei dieser Zustandsübergang
  • entweder provoziert wurde (durch Zusammenstoß des Quantensystems mit einem Elementarteilchen, z.B. dem Zusammenstoß eines Lebewesens mit Röntgenstrahlung)

ABER: Ob ein Quantensprung von Zustand A nach Zustand B oder C führt, wird durch den Paaren ( A, B) und ( A, C) zugeordnete Übergangswahrscheinlichkeiten geregelt, die sich aus den Wellenfunktionen aller möglichen Zustände ergeben.

Daraus folgt: Auch spontan eintretende Mutation ist in aller Regel nicht ohne Richtung. Dies führt zu einer Art von Auslese, die noch  v o r  dem Prozess der natürlichen Auslese stattfindet und jene daher gewissermaßen kanalisiert (sog. Quantenauslese — durch Biologen in der Evolutionstheorie recht lange ignoriert).


Motor der Evolution ist eben diese, ständig stattfindende, Quantenauslese.

Natürliche Auslese kann nur das bewerten, was ihr von der Quantenauslese zur Bewertung vorgelegt wird.

Versteht man Evolution als einen Prozess von Übergängen zwischen virtuellen Quantenzuständen, wie es die Quantenbiologie heute zu Recht tut, so ergibt sich:

Die sich entwickelnde Komplexität der Lebensformen entsteht keineswegs aus dem Nichts und auch nicht aus dem Chaos, sondern über Quantensprünge, die einer kosmischen Ordnung gehorchen, welche unabhängig davon existiert, ob oder wie oft Quanten und Quantensysteme ihnen mögliche Zustände tatsächlich annehmen.

Unter der Aktualisierung eines Quantenzustands versteht die physikalische Chemie das Springen des Quantensystems in eben diesen Zustand. So jedenfalls gebraucht Lothar Schäfer in seinem Buch "Versteckte Wirklichkeit" diesen Begriff. Er sagt:

In gewissem Sinne ist jeder von uns zu jedem Zeitpunkt Aktualisierung eines komplizierten Quantenzustandes, der schon lange vor unserer Geburt in der Quantenstruktur des Universums als Ordnungsmuster angelegt war, also existiert hat, und der auch lange nach unserem Tod als — dann wieder als nur virtueller (sprich: als gerade nicht durch ein Quanten­system angenommener) Zustand — weiter existieren wird.

Seine Aktualisierung durch uns
  • war möglich,
  • war keineswegs notwendig,
  • könnte sich aber wiederholen.
Wie groß die Wahrscheinlichkeit solcher Wiederholung ist, scheint eine eher nur untergeordnete Frage.

Wenn identische DNS-Moleküle aber nicht durch Kopieren entstehen, sondern durch wiederholtes Auftreten ein und desselben Quantenzustandes, erhält auch der Begriff der Abstammung eine etwas andere Bedeutung ...

grtgrt
 

  Beitrag 1913-3
Vorauswahl durch quantenphysikalischen Zufall
 
 
Hans-m aus 1913-2:
Du machst es (in Beitrag 1913-2) komplizierter, als es ist.

Nach Deiner Aussage würde jedes zufällige Ereignis in der Quantenphysik seine Ursache finden.
Wenn Du eine Münze oder einen Würfel wirfst oder eine Roulettekugel ihr Feld findet, jeder "Zufall" wäre ein Ergebnis der Quantenphysik.

Hallo Hans-m,

du scheinst mich gründlich missverstanden zu haben, denn ich behaupte keineswegs, dass jeder Zufall einzig und allein ein Ergebnis der Quantenphysik sei.

Meine Aussage ist: Der Weg hin zu einem neuen Lebewesen führt stets über eine sehr lange Kette von Zuständen, die  a b w e c h s e l n d  Ergebnis von physikalischem Zufall einerseits und Zufall im Sinne deiner Beispiele andererseits sind. Hierbei gilt:

Der quantenphysikalisch zufällige Schritt besteht im Kollabieren einer Wellenfunktion, sprich: im physikalisch zufälligen Reduzieren einer Menge möglicher Quanten­zustände auf genau einen, der zu materieller Wirklichkeit W führt. Erst in dieser Wirklichkeit wirkt dann Zufall im Sinne deiner Beispiele.

Damit ist klar: Die Wirklichkeit, in der Zufall im Sinne deiner Beispiele wirkt, hätte — falls der vorangehende quantenphysikalische Zufall sich anders entschieden hätte — in eben dieser Form W gar nicht erst existiert (jedenfalls nicht hinsichtlich aller nur denkbaren Details).

Beste Grüße,
grtgrt
 

  Beitrag 1913-4
Wie auch chemische Gesetze die Evolution steuern
 
 
Wie in Beitrag 1913-3 gezeigt, wird Evolution durch zweierlei Zufall gesteuert:
  • durch einen vordergründig wirkenden (das ist der, von dem Darwin und die Beispiele aus Beitrag 1913-2 sprechen),
  • daneben aber auch durch einen hintergründig wirkenden (das ist der quantenphysikalische).

Es ist wichtig, zu sehen, dass der hintergründige den vordergründigen kanalisiert, selbst aber auch kanalisiert wird durch die den Quanten zugeordneten Wahrschein­lichkeitswellen (durch das also, was Heisenberg als die der kosmischen Ordnung zugrundeliegenden " Tendenzen und Neigungen" nennt: siehe Beitrag 1915-5).


Da nun aber Wahrscheinlichkeiten nichts anderes als dimensionslose Zahlenverhältnisse sind, kommt man nicht umhin, feststellen zu müssen:

Zitat von Lothar Schäfer in: Versteckte Wirklichkeit, S. 47:
 
An der Wurzel der Wirklichkeit finden wir Zahlenverhältnisse — nichtmaterielle Prinzipien, auf denen die Ordnung dieser Welt gegründet ist.

Die Grundlage der materiellen Welt ist somit nichtmateriell.

 


Wem das zu abstrakt ist, der sollte sich vor Augen führen, dass man — ausgehend von der Kenntnis der den Quanten zugeordneten Wahrscheinlichkeitswellen — die Struktur von Molekülen berechnen kann, letztlich also die Gesetze der Chemie.

Wie weit man da heute schon ist, weiß ich nicht genau. Auf jeden Fall gilt:
  • Schon 1998 gelang es, die Struktur von Cambrin zu berechnen. Cambrin ist mit etwa 640 Atomen ein eher kleines Protein-Molekül. Über noch größere Erfolge berichten Treppen et al., 2002, J. Phys. Chem. A. 106; 5498-5503.
  • Insbesondere weiß man: Die Struktur selbst der größten röntgenographisch erforschten Proteine kann durch quanten-chemische Berechnungen ihrer Teile vorhergesagt werden (Jiang et al., 1995, Phys. Chem. 99:10521).
Solcher Erfolg der Quantenchemie bei der zuverlässigen Berechnung der Eigenschaften von Molekülen — unabhängig von ihrer Größe — beweist ganz klar:


Alle Moleküle, ob groß oder klein, sind Quantensysteme,

und so wirkt der quantenphysikalische Zufall hinein in sämtliche chemikalischen Vorgänge (!).

Das ist für die Evolution durchaus bedeutsam, wenn man sich vor Augen führt, dass quantenphysikalischer Zufall ja nur bezogen auf das Ergebnis je eines einzelnen Ereignisses absoluter Zufall zu sein scheint, statistisch gesehen aber, wie oben gerade erklärt, durchaus kanalisierend wirkt.

grtgrt

PS: Zur Terminologie, den Zufall betreffend, siehe Beitrag 1911-1.

 

  Beitrag 1926-57
Datenverarbeitung durch die Natur einerseits und den Menschen andererseits
 
 
E... aus 1926-55:
Grtgrt aus 1926-53:
 
Zeigt das nicht sehr deutlich, dass
  • der "Computer" der Natur den Code, den er abarbeitet (die DNS) ebenso wörtlich (und blind für Sinnhaftigkeit) interpretiert wie eine von Intel gebaute CPU


Hi E...,

durch Computer realisierte Datenverarbeitung wird realisiert durch ein Paar ( CPU, Programmcode ) derart dass die CPU, als Hardware, das Programm, welches Software darstellt, interpretiert und schließlich ein Ergebnis liefert.

Betrachtet man die Natur ebenfalls als Datenverarbeitungsanlage, so sieht man sie als Paar ( CDN, DNS ), wo CDN das ist, was ich den "Computer der Natur" nenne. Er interpretiert die DNS, die man in diesem Zusammenhang als Programmcode sehen muss.

Wie jeder Informatiker weiß, realisiert eine CPU relativ triviale Algorithmen. Die eigentliche Intelligenz der Datenverarbeitung steckt im Programmcode: in der Aufschreibung einer Rechenvorschrift also, die ein Programmierer entwickelt hat.

Bei der Natur ist es nicht anders: Die eigentliche Intelligenz steckt nicht in ihrem Computer CDN, sondern in den Programmen, die dieser Computer abarbeitet: den DNS-Molekülen. Die DNS-Moleküle aber — die Programme also, welche der Computer der Natur abarbeitet — haben sich über einige Jahr-Millionen hinweg entwickelt.

Kein Wunder also, dass die DNS, als Software gesehen, schon weit ausgefeilter ist als durch Menschen geschriebene Programme (an deren Entwicklung man ja bisher erst maximal 70 Jahre arbeiten konnte — vorher nämlich gab es keine Programmierer).


Vielleicht gibt es heute wirklich noch kein Programm, welches den Text in deinem Beitrag 1948-28 ebenso schnell verstehen kann wie wir Menschen. So ein Programm zu schreiben, wird aber spätestens in einigen Jahrzehnten eine leichte Übung sein.


Insgesamt bin ich davon überzeugt, dass durch den Menschen gebaute Datenverarbeitungsanlagen statt Jahr-Millionen nur Jahrzehnte (maximal 2 Jahrhunderte) benötigen werden bis sie den Datenverarbeitungsanlagen der Natur voll ebenbürtig sein werden.



Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 1929-26
Evolution = Zufall + Selektion
 
 
Stueps aus 1929-14:
 
Grtgrt aus 1929-12:
Freiraum dieser Art existiert doch mindestens dort, wo absoluter Zufall regiert — etwa beim Kollabieren der Wellenfunktion, wo die Naturgesetze NICHT festlegen, in welch realen Zustand genau das betroffene Quantenobjekt denn nun zu kommen hat.

Interessant ist, dass du dann an anderer Stelle schon mein Argument, dass dieser absolute Zufall weder durch belebte noch durch unbelebte Materie nutzbar ist, ignoriert hast. Und an anderer Stelle wieder damit argumentierst.

Hi Stueps,

deine Meinung, dass der beim Zusammenbruch der Wellenfunktion waltende Zufall weder durch belebte noch durch unbelebte Materie "nutzbar" ist, teile ich nicht.

Begründung:

Evolution = Zufall + Selektion


Das Stichwort "Selektion" steht hier für die Tatsache, dass, wo immer ein Prozess zu einem nur durch Zufall bestimmten Ergebnis führt, dieses Ergebnis mehr oder weniger stabil sein kann als andere Ergebnisse, die statt seiner hätten eintreten können. Wählt der Zufall nun also ein ganz besonders stabiles Ergebnis aus, so kann das durchaus Konsequenzen haben, die auf Basis eines weniger stabilen, aber ebenso wahrscheinlichen Ergebnisses weniger wahrscheinlich oder sogar undenkbar gewesen wären.

Diese Überlegung gilt für sämtliche Prozesse mit zufälligem Ergebnis, also auch für Elementarereignisse.

Mit anderen Worten: Ich könnte deine Meinung nur dann als zutreffend einstufen, wenn wir wüssten, dass jeder Zusammenbruch einer Wellenfunktion nur zu Zuständen führen kann, die sämtlich exakt gleich stabile Nachfolgekonfiguration (des betroffenen Quantensystems) schaffen würden, wenn sie denn einträten.

Nichts spricht dafür, dass diese Bedingung tatsächlich für jedes nur denkbare Elementarereignis erfüllt ist.

Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 1948-18
Über Zerfall und Evolution
 
 

Über Zerfall und Evolution

Sei S ein in sich abgeschlossenes, sich selbst überlassenes System, welches von einem Zustand z1 in einen Zustand z2 gerät.

Nehmen wir an, dieser Zustandsübergang sei atomar, seine Ursache also ein Elementarereignis (d.h. das spontane Entstehen eines Paares virtueller Elementarteilchen bzw. Kollision und Neuaufteilung von Elementarteilchen).

Nach Beitrag 1948-15 ist jeder Zustand z von S eine Mischung aus

  • Ordnung einerseits (Synonym: z.O = Form = kybernetischer Informationsgehalt) und
  • Unordnung andererseits (Synonym: z.U = Entropie = nachrichtentechnische Informationsdichte).

Den Fall z1.O = 0 mal ausgenommen, gibt es stets sehr viel mehr Zustände des Systems, die ungeordneter sind als Zustand z1. Da zudem jedes Elementarereignis absolut zufälliges Ergebnis hat, ist die Wahrscheinlichkeit, dass es zu einem weniger geordneten Zustand z2 führt größer als die, dass z2 geordneter als z1 ist.

Mit anderen Worten:

Die Wahrscheinlichkeit, dass der Zustandsübergang Zerfall bewirkt, ist größer als die, dass er evolutionär wirkt (d.h. zu mehr Form bzw Ordnung führt).


Dennoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass er Evolution zur Folge hat eben NICHT Null.

 

  Beitrag 1948-21
Warum Evolution nicht ständig schon im Keim erstickt wird
 
 
Henry aus 1948-19:
 
Du musst etwas ganz Entscheidendes berücksichtigen, denn die Beschreibung rein thermodynamisch ist nur die halbe Miete:
Die Gravitation! Sie wirkt dem "allgemeinen Zerfall" entgegen.

Hi Henry,

die rein thermodynamische Sicht ist tatsächlich nur die halbe Miete, das aber keineswegs der Gravitation wegen:

Die Wahrscheinlichkeit, mit der ein Zustand z per Elementarereignis Nachfolgezustand von z1 wird ist nämlich nur in sehr geringem Maße dadurch gegeben, um wieviel mehr oder weniger er geordnet ist als z1. Wesentlich entscheidender ist, wie unterschiedlich z von z1 ist.


Schließlich und endlich kann ein Elementarereignis den Systemzustand ja nur marginal abändern!

Beste Grüße,
grtgrt
 

  Beitrag 2039-1
Prä-Materie und Emergenz — Hans-Peter Dürrs Erkenntnisse (und sein Weltbild)
 
 
Wie es zur Illusion anfassbarer Objekte kommt, und wo der Anfang von Leben zu finden sein könnte, wurde hier im Forum schon mehrfach gefragt und zu beantworten versucht.

Eben aber finde ich in Hans-Peter Dürrs Buch "Geist, Kosmos und Physik" einige ganz besonders interessante Feststellungen dazu. Sie sind Kern seines modernen, holistischen Weltbildes, welches sich auf die Erkenntnisse der Quantenphysik gründet:


Zitat von Dürr (S. 36-37, etwas gekürzt):
 
Die neue Weltsicht ist im Grunde holistisch, nicht atomistisch: Es existiert eigentlich nur das Eine, das Ungetrennte, das Untrennbare. ...

Das untrennbare Eine ist Prozesshaftes, Potentialität, aber nicht nur Möglichkeit, sondern auch das Vermögen zur Schaffung von Realität und von greifbar Seiendem [bestehend aus anfassbaren Objekten].

Die zeitliche Evolution besteht in einem fortschreitenden Prozess der Differenzierung dieses Untrennbaren durch Errichtung von Grenzzäunen (physikalisch: auslöschende Überlagerung von Potentialwellen).

Man ist an Zellteilung erinnert, wo sich eine Zelle ja auch vermehrt durch Neubildung von Zellwänden.

Dies imitiert die Entstehung unabhängiger Subsysteme, die als Teile des Gesamtsystems fungieren und aus denen dieses Gesamtsystem "zusammengesetzt" erscheint. Dies ist aber nie der Fall, weil der Zusammenhang viel tiefer geht, so wie etwa die sichtbar getrennten weißen Schaumkronen auf stürmischer See ja auch nicht die Betrachtung rechtfertigen, das Meer sei aus Wellen und Schaumkronen zusammengesetzt.

Das Sinnstiftende im Zusammenwirken der Als-ob-Teile entsteht immer aus dem Ganzen, das sie einschließt. Dieses Ganze, Eine, ist immer da.

Auch wir, die wir alle hier im Raum leben, sollten uns nicht vorstellen, dass wir wirklich getrennte Teile dieser Wirklichkeit sind, lose zusammengehalten durch einige Licht-, Laut- und andere von der Physik identifizierbaren Signale, die wir uns zur Verständigung wechselseitig zuwerfen. Wir sind alle Teile dieses selben Einen, derselben Potentialität, und spüren das auch: Wie sonst nämlich könnten ein paar hingeworfene Worte und Sätze mit ihrem dürftigen, abzählbaren Informationsgehalt sich in unserem jeweiligen Bewusstsein so reich entfalten.
 


Hier wird ganz klar deutlich, dass alles materiell Existierende seiner wahren Natur nach nur Wellenpaket ist.

Und so schreibt Dürr denn auch:


Zitat von Dürr, S. 44:
Ich habe als Physiker 50 Jahre lang — mein ganzes Forscherleben — damit verbracht zu fragen, was eigentlich hinter der Materie steckt. Des Endergebnis ist ganz einfach:

Es gibt keine Materie!


Diese so provokativ klingende Aussage Dürrs soll aufrütteln und uns klar machen:

Was unsere Interpretation der Wirklichkeit als Materie kennt, kennt sie auch als Wellenpaket im Feld der 4 physikalischen Grundkräfte.

Interessant ist ferner wie sich Dürr vorstellt,
  • dass es zu Leben kam,
  • dass materielle Objekte, Lebewesen und Anderes, nur endlich langes Leben haben und
  • wie sich Emergenz erklärt (er benutzt dieses Wort nicht, erklärt ihr Zustandekommen aber wenigstens ansatzweise):


Zitat von Dürr, S. 39-42, einiger Kürzungen wegen nicht ganz wörtlich:
 
Unsere Mesowelt ist eine statistisch ausgemittelte Mikrowelt (vergleichbar einem Ameisenhaufen, der von Ferne wie ein statischer Hügel aussieht, der beim genauen Hinsehen aber ungeheuere Beweglichkeit zeigt: Dass sich dies Gewimmel nicht auch im Großen ausprägt, liegt daran, dass für jede Ameise, die in einer Richtung läuft, es immer auch eine andere gibt, die das Umgekehrte macht, weshalb dann im Durchschnitt keine Bewegung des Ganzen sichtbar ist).

Dass diese Ausmittelung so vollständig gelingt, liegt wesentlich am 2. Hauptsatz der Thermodynamik, welcher besagt, dass in einem sich selbst überlassenen System jede Besonderheit, jedes Ausgezeichnetsein, im Laufe der Zeit zerstört wird (man denke an einen Schreibtisch, der, wenn wir nicht aufräumen, immer unordentlicher wird).

Deshalb verstehen wir nicht, wie es in der Natur mit ihrem starken Hang zur Unordnung überhaupt dazu kommt, dass sich bei der Evolution hochdifferenzierter Systeme (wie uns Menschen etwa) Unordnung über lange Zeit hinweg hinweg nicht durchsetzen kann.

Was also ist da passiert? Hat die Natur für ihren lebendigen Teil nicht vielleicht doch bei einer höheren Instanz eine Ausnahmeregelung den Zweiten Hauptsatz betreffend erwirkt?

Nach heutiger Einsicht scheint es keine solche Ausnahmeregelung zu geben. Die unbelebte wie die belebte Natur basieren auf derselben Art von Prä-Materie, die im Grunde eigentlich keine Materie ist. Sie kann sich auf verschiedene Weise organisieren:
  • Einmal ungeordnet und unkorreliert. Dann wird das resultierende Gesamtsystem stumpf, langweilig, apathisch (und wir nennen es unbelebte Materie).
  • Prä-Materie kann sich aber auch auf differenziertere, raffiniertere Weise formieren. Es entstehen dann Stukturen, in denen das im Grunde embryonal Lebendige selbst noch in der Mesowelt zum Ausdruck kommt und so lebendiger Organismus wird. Die eingeprägte Potentialität wird makroskopisch sichtbar. Das Gesamtsystem muss dazu weit weg von seinem Gleichgewichtszustand sein, um ein Ausmitteln seiner inneren Lebendigkeit zu vermeiden.
    Stellen Sie sich ein physikalisches Pendel vor (als herabhängenden, beweglichen Stab mit einem Gewicht unten). Es pendelt beim Anstoßen vorhersehbar und berechenbar um seine unter stabile Gleichgewichtslage. Dreht man aber Stab und Gewicht weit weg von unteren, stabilen Gleichgewicht nach ganz oben, so gibt es dort eine weitere Gleichgewichtslage. Sie ist instabil, und so wissen wir nicht, ob das Pendel auf die eine oder die andere Seite fallen wird. In diesem Instabilitätspunkt wird die inhärente Lebendigkeit des Systems sichtbar, weil es von winzig kleinen Unterschieden abhängt, ob der Pendel zum einen oder zum anderen Bewegungsablauf veranlasst wird. Die Naturwissenschaft kennt viele Systeme mit solch eingeprägten, dynamischen Instabilitäten. Sie führen zu, wie man sagt, "chaotischem" Bewegungsverhalten: Kleine Veränderungen in den Ursachen bewirken extrem große Unterschiede in den Folgen: Der Schlag eines Schmetterlings kann einen Taifun auslösen.

Leben — belebte makroskopische Oranismen — erfordern Strukturen in der Nähe inhärenter Instabilitäten. Aber Instabilitäten kippen. Um sie also lange in der Balance zu halten, müssen sie dauernd nachjustiert werden durch etwas, das sie neu austariert (intelligente Zuführung von Energie).

Diese Situation steht nicht im Widerspruch zum 2. Hauptsatz der Thermodynamik (d.h. zur allgegenwärtigen, dominanten Tendenz zur Unordnung). Denn es ist ja auch unsere ordnende Hand, die unseren Schreibtisch immer wieder in Ordnung bringen kann. Sie darf dabei aber nicht nur werkeln; sie muss darauf achten, was sie tut: Sie muss intelligent sein, den sonst beschleunigt sie nur den Prozess hin zur Unordnung.

Lebendige Systeme brauchen deswegen ... Intelligenz, eine geistige Führung, die prinzipiell im immateriellen Form-Grund verankert ist und sich in der Milliarden Jahre langen Evolution des Biosystems durch ein Plus-Summen-Spiel in komplexen Verästelungen immer höher entwickelt hat.
 

 

Zum Seitenanfang Nach oben, zum Index

... mehr solcher Seiten ...

Basiswissen
Einstein Online