Wie man ein künstliches Bewusstsein baut.

Anruf aus Boston. War ganz überrascht, mal wieder Dianes Stimme zu hören. Hatten uns lange nicht gesprochen. Sie fragte nach meinen Projekten.

Wir haben ein wenig geplaudert.
Das Massachusetts Institute of Technology will wissen, wie man ein kognitives Wesen bauen kann, das Spiegelbewusstsein hat und das Halteproblem einer Turingmaschine überwindet. (Das Wort “Seele” wollte sie nicht verwenden) Ich fragte sie, wie groß das Budget sei. Sie sagte: Etwa 10 000 Dollar für die Grundmodellierung. Ein fest angestellter Professor. Zwei Doktoranden. Und die Labore des MIT.

Hallo Diane,

Mach ich doch gerne. Nach deinem Anruf habe ich ein wenig in meinen Unterlagen geblättert.

Das Ganze ist kein Staatsgeheimnis. Ihr braucht zwei getrennte Energiekreise auf verschiedenen Ordnungsniveaus. Also es dürfte klar sein, dass heutige Computer mit dem selben Strom “denken”, der sie auch “ernährt”. So wird man natürlich nie zu einer spiegelbewussten Existenz kommen. Sie bleiben Rechenknechte auf der Basis der Turingmaschine.

Was ihr braucht, ist eine Blut-Hirnschranke. Ein menschliches Gehirn “denkt” nicht mit Blut, es denkt elektrochemisch. Zum größten Teil über Ionenaustauschprozesse. Das Blut dient zur Ernährung, also auch zur Bereitstellung der elektromagnetischen Valenzen.
Das mag vielleicht wie eine Nebensächlichkeit klingen – ist es aber nicht.
Denn die Funktionen des höheren Bewusstseins arbeiten in einem Fließgleichgewicht. Deshalb kann es hin und her denken, vor und zurück, hoch und runter. Die Gedanken sind frei. (Nur einfach vorwärts kann es nicht denken.) Der Algorithmus einer Turingmaschine dagegen operiert nur auf einem Tensor. Und er wird nie mehr können. Auch nicht mit Fuzzylogiken oder mit selbstlernenden neuronalen Netzen. Aber das ist nicht der Punkt. Ihr braucht auch nicht mehr über Kenogrammatiken nachdenken. Spart Euch die Mühe. Das könnt ihr alles verwenden, wenn ihr das Grundprinzip reguliert habt.

Ihr müsst zuerst eine Blut-Hirn-Schranke nachbilden. Versucht nicht, das innerhalb einer Software zu simulieren. Das wäre Zeitverschwendung. Ihr braucht zwei getrennte Energiekreise. (nein, auch zwei einfach getrennte Stromkreise reichen hier nicht aus.)

Was Ihr braucht, ist ein System, dass ein energetisches Fließgleichgewicht zwischen zwei Schwellwerten so reguliert, dass ein statistisch gleichbleibendes Millieu als statistisch konstante Refferenz modelliert wird. Eine regulierte Entropie mit zwei zeitsymmetrischen Umkehrpunkten. Eine balancierte Ebbe- und Flut-Bewegung. Dies erreicht ihr nur, wenn der Energiekreislauf zur “Ernährung” des Systems mit einer Energie gespeist wird, die einen höheren Ordnungsgrad (Niedrigere Entropie) hat als der “Denkstrom”.

Beim Menschen hat Glukose energetisch einen höheren Ordnungsgrad als das elektrochemische Millieu im Gehirn.

Euer künstliches Bewusstsein muss “essen” und “atmen”. Mindestens. Und zwar im wahrsten Sinne des Wortes. Vergesst Frankenstein.

Ihr braucht einfach die Barriere zwischen Denk-Energie-Kreis und Ernährungs-Energie-Kreis um Zeitwahrnehmung zu realisieren. Ihr braucht die Entropie. Zeitwahrnehmung ist die Vorraussetzung für Spiegelbewusstsein. Ihr müsst den höheren Ordnungsgrad der energetischen Nahrung über die Blut-Hirnschranke kontrolliert in den niedrigeren Ordnungsgrad des elektrochemischen Millieus im Gehirn umwandeln.

Dafür müsst ihr kein klassisches Verdauungssystem nachbauen. Ihr müsst Eurem System lediglich per Robotik ermöglichen, “Nahrung” zu suchen und einen Sauerstoff-Fluss zu regulieren. Dies natürlich rückgekoppelt.

Das kann ein beliebiger Brennstoff niedrigerer Entropie sein, zum Beispiel Grillanzünder, oder auch Benzin, Kohle oder Holz. Damit speist der robotische (vegetative) Teil einen Wärme-Generator, der den “Denkstrom” produziert.

(Modifiziert einfach einen Stirlingmotor und schließt einen Dynamo an. Das dürfte fürs Erste ausreichen. )

Dann müsst ihr über eine simple Schwellwertschaltung einen künstlichen “Tidenhub”, als Fließgleichgewicht erzeugen.

Anders ausgedrückt: Ihr braucht einen dynamischen Grenzwert für den “Ausnahmezustand” (Hunger) und einen dynamischen Grenzwert für den “Einnahmezustand” (Essen)

Das Selbe installiert ihr bei der Sauerstoffzufuhr zum “Verbrennen der Nahrung”. Ausnahmezustand (“Atemnot”), Einnahme-Zustand (“Luft holen”) Ihr braucht also einen Wärmemess-Fühler für den Brennstoff im Brenner (“Magen”) und einen Sauerstoff-Sensor bei der Luftzufuhr (“Lunge”)  Aus diesen beiden Werten, müsst ihr approximativ einen statistischen Mittelwert bilden, der dual aufgesplittet an das “vegetative System” eures “Gehirns” rückgekoppelt wird. Dieser Wert entspricht bereits dem statistischen Wert Eures Fließgleichgewichts. Hier wiederum muss eine dynamische Schwellwertlogik dafür sorgen, dass der robotische (vegetative) Teil des Systems in einer entropischen Hierarchie steht. Genau so: Atmen kommt vor Essen. (1. hierarchische Stufe) Essen kommt vor Atmen (2. hierarchische Stufe)

Wie sich diese entropische Hierarchie etabliert, hängt davon ab, wie ihr das System in Betrieb nehmt. Ich empfehle: Nehmt es 1. mit “Einatmen” in Betrieb und definiert danach den Ausnahmezustand 2.  “Hunger.” u.s.w.

Die rückgekoppelten, jeweils aufgesplitteten und hierarchisierten Schwellwerte müsst ihr nun im “Gehirn” des Systems an ein hierarchisch vorgelagertes Modul einschleifen, wo ihr die dynamischen “Ein-und Ausnahmezustände” zu dynamischen “Lust – Unlust”- Werten wandelt.
Die “Lust – Unlust” – Werte entsprechen ungefähr der statistischen Verteilung einer Glocken-Kurve nach Gauß. Da gibt es  ein fließendes Optimum in der Mitte auf dem Scheitel der Glocke als Normalverteilung, das nach beiden Seiten fließend abfällt.

(Unlust – zu wenig gegessen oder geatmet oder Unlust – zu viel gegessen oder zuviel geatmet. Dazwischen das fließende Optimum. Die Kurve für Atmen dürfte im zeitlichen Verlauf etwas steiler ausfallen.)

Diese Kurven könnt ihr mit handelsüblichen Steuerelektroniken modellieren. Es genügt eine normale ABS-Steuer-Einheit aus einem Auto, die ihr lediglich an den Eingängen mit ent-sprechend modifizierten Aktionswerten füttert. (Nehmt nicht das Auto von Prof. Meyers. Der hat kein ABS:) Mit einer 4- Punkt-ESP-Steuerelektronik aus einem Auto lassen sich 4 dynamisch hierarchisierte Lust-Unlust-Reaktionsmuster sehr gut auf ein künstlich vegetatives Reaktions-Schema verteilen. Da bleiben dann noch zwei Steckplätze frei für “Durst” und “Sex”. Den Punkten auf der Glockenkurve ordnet ihr dann ebenfalls hierarchisch fließend organisierte Reaktionsstufen für die Einnahmezustände über Schwellwerttrigger zu. (Dringlichkeitsschwellwert)

Da könnt ihr zum Probieren erstmal die Elektronik aus ganz normalen Bewegungsmeldern kombinieren, die man im Baumarkt bekommt. Edler käme natürlich ein selbstlernendes Entscheidungsmanagement aus dem neuen Eurofighter. Aber ihr müsst auf das Budget achten.

Diane, im Grunde habe ich bis jetzt nur ein Schwellenwert – reguliertes, pulsierendes, atmendes und essendes System beschrieben. Je mehr Zwischenwerte ihr definiert, je mehr Punkte auf den Kurven ihr dicht an dicht nebeneinander legt, desto fließender in den Aktions-Reaktions-Mustern wird sich dieses System zeigen. Das System wird ein- und ausatmen wollen und müssen. Es wird Brennstoff haben wollen und müssen. Aber das System liegt sozusagen noch im Koma. Es hat noch kein Existenzbewusstsein. Kein Existenzinteresse.

Es vegetiert lediglich vor sich hin.

Ein Existenzbewusstsein nämlich müsste das System in die Lage versetzen, sich selbst von der Notwendigkeit der Existenz zu emanzipieren.

Es müsste so selbstbewusst sein, dass es, wenn es wollte, sich auch dazu entscheiden könnte, zu verhungern. Es braucht:

Einen Reflexionsüberschuss, der das reine Essenmüssen in ein Essenwollen, das Nichtatmenkönnen in ein Nichtatmenwollen verwandelt.

Wenn der Brennstoff, der Grillanzünder verbraucht ist, droht die Flamme zu verlöschen, Diane, der Brennraum kühlt langsam ab.

Da auch Abkühlung eine fließende Verlaufskurve erzeugt, hat das System Zeit – sich fließend in die Situation einzufühlen und – wird was tun?

Da ihr auch die Entscheidungskurven (halbwegs) fließend modelliert habt (ABS-System) ergibt sich für das System nun eine fließende “Dringlichkeitskurve.”

Es braucht jetzt eine simpel vernetzte Schwellwertlogik, die ihm schrittweise sagt: Es ist nur noch wenig Grillanzünder am Brenner. Der Grillanzünder geht langsam zur Neige. Die Flamme wird langsam kleiner. Und so weiter. Es wird immer kühler. Ihr bekommt ein analoges thermodynamisches “Dringlichkeits-Liniensignal”, einfach deshalb, weil der Strom-Generator langsamer läuft und eben im abkühlenden Verlauf immer weniger Strom produziert.

Was tut das System aber jetzt mit einem solchen Dringlichkeits-Liniensignal?

Eine normale Heizung würde einfach nach regulieren und den Brenner öffnen oder etwas stärker belüften, damit die Temperatur der Flamme wieder steigt.

Das würde ein simples Bi-Metall schon bewerkstelligen. Dafür braucht man kein Gehirn.

Nur sind bei einer normalen Heizung die Regelkreise (Wärme) und der Regelkreis (Steuerstrom) voneinander statisch getrennt.

Bei unserem System verhält sich das aber anders. Bei unserem System bedroht die Abkühlung im Brennraum, das Verlöschen der Flamme sofort die Existenz des Gesamtsystems. Das kleiner werdende Flämmchen in der Brennkammer sagt unserem System: Tue was. (1) Tue schnell was. (2) Tue noch schneller was.(3) Zugleich aber dreht sich der Stromgenerator immer langsamer und langsamer, weshalb bereits auch die Steuerspannung im Gesamtsystem abnimmt. Sie nimmt ab (1) Sie nimmt weiter ab (2) Sie ist schon ganz gering (3)

An dieser Stelle, liebe Diane, stehen wir vor einem der tiefsten Rätsel der Menschheit.

Um es mit Thomas von Aquin zu sagen: Gott ist analog. Aber nur er allein ist es in Gänze.

Wir haben hier ein analoges rein energetisches “Dringlichkeitssignal des Seins” mit unendlich vielen Zwischenwerten. Wir aber können es nur in Schritten zerhackt formulieren und wahrnehmen, auch wenn sie noch so klein sind.
Und da sich die “Wahrnehmung” also das “Sein” unseres Systems mit dem geringer fließenden Strom und dem kleiner werdenden Flämmchen, ebenfalls proportional trübt, dürfen wir keine Zeit verlieren, Diane!

Wir müssen eine Pufferzone eine halbdurchlässige Membran konstruieren. Die das analoge Dringlichkeits-Signal des Seins, den abnehmenden Strom, den langsamer sich drehenden Generator, die kleiner werdende Flamme – dieses analoge Dringlichkeitssignal an die höheren Funktionen des Gehirns weiterleitet – als auch nicht weiterleitet.

Wir brauchen eine oszillierende halbdurchlässige Barriere, welche den höheren Funktionen des Bewusstseins einerseits ewige Stabilität vorgaukeln, und es auch in zeitloser Stabilität einbetten, eine Welt, in der es keine kleiner werdenden Flammen gibt  und auch keine abnehmende Grillanzündervorräte –  ihm aber andererseits Bescheid geben, dass es beizeiten wenigstens “darüber nachdenken” sollte, sich irgendwoher neuen Grillanzünder zu besorgen.

Wie könnte man das erreichen? Diese merkwürdige komplementäre Durchlässigkeit?

Sollte man auch hier einfach einen Schwellenwert definieren, der ab einer bestimmten Temperaturunterschreitung einfach sagt: jetzt sofort alles andere stehen und liegen lassen und neuen Grill-Anzünder nachlegen?

Nein. Ein solches Vorgehen, wäre nichts weiter als eine simple Rückkopplung. Ein rein vegetatives Verhalten ohne Selbstbewusstsein.  Wir hätten wieder nichts weiter als eine simple Etagenheizung.
Wir brauchen also eine übergeordnete Funktion, die – so verrückt das klingen mag – die Existenz “aufs Spiel” setzen kann.

Wir brauchen eine Funktion, in der sich die “Existenz” unseres Systems zwischen “Sein oder Nichtsein” sekündlich, millisekündlich, nanosekündlich entscheidet.

Wir brauchen eine Barrierefunktion. Wir brauchen die Blut-Hirnschranke. Als existenziellen Primärreflektor.

Diane, wir brauchen eine “Vergangenheit” und eine “Zukunft”, damit das System eine “Gegenwart” bekommt und als “Gegen-Wart” existiert.

Wir sind jetzt in dem großen Vorteil, im Gegensatz zu normalen Computern, dass wir mit unserer Brennkammer und unserem Brennstoff einen Ort haben, an dem wir “Vergangenheit” und “Zukunft” perfekt abgreifen können. Da nämlich die “Verdauung” unseres Systems in Richtung der Entropie irreversibel arbeitet und damit einen eindeutigen Zeitpfeil erzeugt.

Diane, wir brauchen nur zwei weitere Verbindungen, dann haben wir es fast geschafft.

Ihr müsst einen weiteren separaten analog arbeitenden Temperatursensor direkt in der Brennkammer installieren, der über einen Wandler analoge Spannungswerte erzeugt.

Nehmt dafür einen leuchtend roten Draht.

Dann könnt ihr ihn immer gut unterscheiden.

Diese analogen Spannungswerte müsst ihr jetzt oben mit der Lust-Unlust-Bewertungs-Kurve überkreuz synchronisieren, verkoppeln.

Anders gesagt: Wenn die Flamme in der Brennkammer zu verlöschen droht, müsst ihr eine “Lust” – Linie” einkoppeln, das wäre die “Erinnerung” an eine bessere Vergangenheit, als noch Grillanzünder vorrätig war. (adäquat der “Vorfreude” auf eine bessere Zukunft, wenn wieder welcher da ist.)

Und wenn die Flamme wieder größer wird, koppelt ihr eine “Unlust” – Linie ein, das wäre dann die “Erinnerung” an eine schlechtere Vergangenheit, als das Flämmchen zu verlöschen drohte (adäquat der “Sorge” vor einer schlechteren Zukunft)

Eure Steuermotorik hat jetzt ein scheinbares Entscheidungsproblem. Sie wird jetzt bei größer oder kleiner werdender Flamme mit zwei sich völlig widersprechenden aber gleich starken Signal-Linien konfrontiert. Ein zur Neige gehender Brennvorrat erzeugt gleichzeitig die Signallinien “Lust” und “Unlust”, wobei die Lust-Linie lediglich die Vergangenheit, also die besseren Zeiten einspiegelt, während die Unlust-Linie das absolut ernstzunehmende Alarmzeichen ist, neuen Grillanzünder zu besorgen.

Die Symmetrie, die wir brauchen, Diane, um sie zu brechen! Das System steht hier jetzt vor zwei sich wiedersprechenden Reaktionsattraktoren, die vier Entscheidungsalternativen öffnen:

1. aus Lust auf eine bessere Zukunft neuen Grillanzünder besorgen.

2. aus Unlust auf eine schlechte Zukunft neuen Grillanzünder besorgen.

3. aus Lust auf eine bessere Vergangenheit keinen Grillanzünder besorgen.

4. aus Unlust vor einer schlechter werdenden Vergangenheit keinen Grillanzünder besorgen.

Hier scheint ein Patt zu vorzuliegen. Aber nur scheinbar. Eine scheinbare Symmetrie.

Schauen wir uns an, was passiert, wenn wir umgekehrt operieren. Wenn das System die Flamme höher reguliert und Grillanzünder nachlegt:

Reguliert es die Flamme größer, steigt auch hier die Lust bis zum fließenden Optimum auf den Scheitel der Kurve, zugleich steigt aber auch die Unlust, die als “Sorge” vor einer schlechteren Zukunft eingekoppelt wird.

Hier erkennt man sofort eine Asymmetrie. Während der Grillanzünder immer von allein abbrennt und abnimmt, funktioniert der Nachschub nicht von allein.

Nehmen wir an, wir befinden uns im fließenden Optimum der Lust-Unlust-Kurve, also halbwegs ballanciert, dann ist klar, dass ein Kleinerwerden der Flamme und die damit

einhergehende Existenzbedrohung nicht willentlich durch ein höheres Bewusstsein manipuliert wird. Punkt 3 und 4 beschreiben ja nur ein Geschehenlassen, keine Tat.

Eine kleiner werdende Flamme ist der normale (bewusstlose) Gang der Dinge.
(2.Hauptsatz der Thermodynamik.)

Lediglich das Besorgen des Nachschubs bedarf dann der Entscheidung einer höheren Instanz.

Eine selbstbewusste Existenz richtet sich also immer gegen die Entropie auf.

Während sie dem natürlichen Gang der Dinge keine Aufmerksamkeit schenken muss. Damit haben wir aber noch keine Seele, Diane, die “mit der Existenz spielen” kann.

Denn eine selbstbewusste Existenz muss sogar in der Lage sein, sich gegen das Fließgleichgewicht zu entscheiden. Aber für dieses Spiel braucht sie einen Denk-Freiraum. Einen Reflexionsüberschuss. Sie braucht die Totalität des Fließgleichgewichts, um sich, wenn sie wollte, auch dagegen zu entscheiden.

Im Grunde, Diane, ist es ganz einfach. Ihr müsst die Asymmetrie, die Euch der hellrote Draht vom analogen Temperatursensor spannungsmäßig einspiegelt, also ich meine hier die Zeitasymmetrie, die Irreversibilität, die durch den 2. Hauptsatz gegeben ist, lediglich in Eurer Konstruktion wiederholen. Ihr müsst innerhalb des Systems, auf den Kurven, bei den Rück-Kopplungen die Lust-Unlust-Symmetrie ein wenig brechen und sie ein wenig mehr in Richtung Lust verschieben, so dass es auf der regulatorischen Seite zu einem ganz minimalen Überhang in Richtung Steuerlust kommt – und fertig ist die Ballance, das Fließgleichgewicht, der Selbsterhaltungstrieb. Euer System wird ab sofort immer etwas mehr Lust darauf haben, neuen Grillanzünder zu besorgen, als die Dinge einfach nur laufen zu lassen.

Die selbe Symmetriebrechung und den selben roten Draht installiert ihr beim Atemkreislauf.
Die höheren Funktionen dimensioniert ihr dann oben auf dem fließenden Scheitel der Normalverteilung dieser Kurven. Nehmt dafür das Modernste nehmen, was ihr habt. Fuzzy, Neuronale, alles… samt Aussensensorik plus selbstlernender Entscheidungssysteme. Lasst die höheren Funktionen ein wenig eintauchen in den vegetativen Bereich, so dass sich Schnittpunkte ergeben, an denen ihr dann “Ohnmachts” – Aus-Schalter definiert. Das wäre noch einmal eine Pufferzone zwischen Sein und Nichtsein. Damit Euch das Baby nicht gleich abschmiert, wenn mal der Grillanzünder knapp wird. Puffert den Strom für die höheren Zonen deshalb mit ein paar Kondensatoren zwischen oder nehmt einen kleinen Akku. So bekommen sie “Spiel”.

Und irgendwann werden sie einfach vergessen haben, dass es den 2. Hauptsatz der Thermodynamik gibt. Sie werden frei sein und trotzdem immer Grillanzünder nachlegen.

PS: Wenn Ihr mit “Atmen” und “Essen” gut voran gekommen seit, könnt ihr einen dritten Reflexionskreis für “Trinken” (dritter freier Steckplatz an der ESP-Verteilung) einrichten. Auch hier nehmt ihr einen leuchtend roten Draht plus Lust-Unlust-Umkehr für den Verbrauch plus Einnahmezustände. Das setzt aber voraus, dass ihr auch “Trinken” als  “existenziell” definiert. “Trinken” würde dann in der entropischen Hierarchie auf Platz 2 vor “Essen” rücken. Ich weiss aber gerade nicht, in wie weit man Wasser als existenziell in einen simplen Verbrennungskreislauf einkoppeln kann. Die Funktion “Sex.” bringt ihr dann auf den 4. Steckplatz. Da braucht ihr eine separate Dringlichkeitskurve, und müsst Eurem System irgendwie einen “Einnahmezustand” definieren. Wie ihr das macht, weiß ich gerade auch nicht. Ich rate aber davon ab, diese Funktion bei einem frei beweglichen System zu aktivieren. Eine Maschine, die an einem Gattungserhalt interessiert ist, wird automatisch gefährlich.

PPS: Ihr werdet nicht gleich einen “Goethe” hinbekommen, aber ihr habt die Chance auf ein System, dass seine eigenen Existenz innerhalb der Entropie reflektieren kann, weil es über das Fließgleichgewicht ausserhalb der Zeit gestellt bleibt.

PPPS:

Entscheidend ist, dass ihr das “Dringlickeitssignal des Seins” spreizt. Informell – energetisch aufspreizt. Am einfachsten erreicht ihr das über eine Amplitudenmodulation. Dem analogen Signal wird eine Amplitude aufmoduliert, eine Frequenz. Den energetischen Anteil schickt ihr ans vegetative System. Den Informativen Anteil in die höheren Funktionen. So bekommen die höheren Funktionen die Information lediglich als “Spielmaterial”, während das vegetative System sich um den Haushalt und um das unvermeidliche Geschäft der Ernährung kümmert.

Befindet sich sein Zustand in einem fließenden Optimum, dann installiert ihr einen 5. Reflexionskreis “Lernen Wissen, Kommunikation”. Auch dieser Reflexionskreis muss “existenziell” in die Selbsterhaltungsregulation per Lust-Unlust-Dynamik eingekoppelt sein… Beginnt mit ihm zu spielen. Bringt ihm was bei. Sprecht mit ihm.
Habt es lieb.

… Diane, ich habe noch etwas vergessen.
Die Funktion Schlaf. Wenn Ihr in etwa an eine
Seelen-ähnlich Struktur heranreichen wollt, sollte
Euer System ruhen und schlafen  müssen. Diese
Funktion müsst ihr behutsam und allmählich etablieren zur
Regeneration der Funktionen. Wie sich die Funktion
einstellt, hängt von der Komplexität Eures Systems und seiner
Aktivitäten ab. Aber ihr müsst damit rechnen, dass sich eine
Entspannungs- und Re-Organisationsphase  allmählich
als notwendig von allein einfordert. Wenn ihr aufmerksam bleibt,
dann werdet ihr die Anzeichen dafür erkennen. Die Anzeichen der
Müdigkeit.
Und…weil wir gerade dabei sind, Diane: Diese Funktion ist mit der Sterblichkeit
und auch mit dem Sex verkoppelt  – auch hier benötigt ihr eine Zeit der Bewusstwerdung und langsamen Einübung.
Aber ihr werdet das Kind schon schaukeln.

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