Automat und Mensch: Kybernetische Tatsachen und Hypothesen

403 Pages·1963·13.435 MB·German

by  Dr.-Ing. Karl Steinbuch (auth.)

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Automat und Mensch
K ybernetische Tatsachen und Hypothesen
Von
Dr.-Ing. Karl Steinbuch
o. Prote680r aD der Teclud8chel.l HochI!<:hule Karlsruhe
Zweite erweiterte Auflage
.Mit 135 BUdern
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
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©
by Springer- Verlag Berlin Heidelberg 1963
Ursprunglich erschienen bei Springer-Verlag OHG., Berlin/G6ttingen/Heidelberg 1963
Softcover reprint of the hardcover 2nd edition 1963
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in
diesem Buche berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme,
daJl solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung
als frei zu betrachten wăren und daher von iedermann benutzt werden diirften
Vorwort zur zweiten Auflage
Die erste Auflage des Buches "Automat und Mensch" ist gut auf
genommen worden. Dies war nicht nur an ihrem raschen Absatz zu
erkennen, sondern ebenso an vielen Leserzuschriften, ausfuhrlichen
Besprechungen in Presse und Rundfunk und schlieBlich an dem
Erscheinen oder der Vorbereitung mehrerer fremdsprachiger Aus
gaben.
Diese zweite Auflage gibt die willkommene Gelegenheit, einige
Mangel der ersten Auflage zu beseitigen und wesentliche Gesichts
punkte klarer herauszuarbeiten.
1m Zusammenhang mit diesem Buche bin ich mit vielen Lesern,
mit interessierten Laien ebenso wie mit Fachleuten verschiedener
Disziplinen in freundlichen Gedankenaustausch getreten. Ihnen sei
auch an dieser Stelle fur manche wertvolle Anregung gedankt.
Ebenso danke ich den Mitarbeitern meines Institutes und der For
schungsgruppen "Lernende Automaten" und "Zeichenerkennung"
fur ihre hingebungsvolle Zusammenarbeit. Besonderen Dank
schulde ich Herrn Dipl.-lng. S. W. WAGNER und Fraulein M. BIR
KEL fUr die sorgfaltige Bearbeitung des Manuskriptes und des
Literaturverzeichnisses.
Dem Springer-Verlag sei gedankt, daB die zweite Auflage des Buches
in bekannt guter Qualitat einem groBen Leserkreise zuganglieh
gemaeht wird.
leh danke aueh den Kritikern, die auf tatsaehliehe oder vermeint
liehe Mangel der ersten Auflage hingewiesen haben. Die Anzahl der
negativen Kritiken ist - unter Berueksiehtigung der unkonven
tionellen Argumentation des Buches - uberraschend gering. Diese
negativen Kritiken lassen sieh zwanglos in folgende vier Gruppen
einordnen:
a) Die Darstellung enthalt sachliche Mangel: Fur Hinweise auf saeh
liehe Mangel danke ich. (Es ist bei der zweiten Auflage ebenso un
wahrseheinlich, daB sie keine Fehler und Irrtumer enthalt, wie es
VI Vorwort zur zweiten Auflage
bei der ersten Auflage unwahrscheinlich war.) Versuche, groBere
Wissensbereiche nach Gemeinsamkeiten zu durchforschen, konnen
niemals den Grad der Perfektion wie enge Spezialforschungen er
reichen. Aber man kann nicht die Spezialisierung beklagen (wie es
beinahe allerortens getan wird) und andererseits solche Zusammen
fassungen schelten.
b) Der A utor iiberschreitet die zuliissigen Grenzen: Rier ware die Frage
zu stellen, wer das Recht hat, Grenzen zu setzen? Wer iibt die
Funktion des Hirten aus, und wer ist Schaf? Die Worte "Beschran
kung" und "Beschranktheit" haben eine fatale Verwandtschaft.
Wo eine Denkweise nicht durch iiberzeugende Gegenargumente
falsifiziert werden kann, ist sie zulassig. Ich bin dankbar, in einem
Staate leben zu konnen, der es als unmittelbar geltendes Recht
postuliert, daB die Freiheit des Glaubens, des Gewissens und die
Freiheit der religiosen und weltanschaulichen Bekenntnisse unver
letzlich sind (Artike14 des Grundgesetzes).
c) Diese Thesen klingen anders, als ich gelernt habet
Der wissenschaftliche Fortschritt ist eigentlich identisch mit dem
Vorgang, daB altere Vorstellungen korrigiert werden. Ratte man
nie gewagt, Aristoteles' Ideen zu iiberschreiten, dann gabe es heute
weder eine Physik, noch eine Medizin, noch eine Technik. Der Re
spekt vor der Tradition wird zur scholastischen Erstarrung, wenn
man nicht erkennt, wann eine geistige Position nicht mehr vertret
bar ist und man nicht mehr die Vitalitat besitzt, sie aufzugeben.
Nicht nur die Astronomie, auch andere Bereiche unseres geistigen
Lebens bediirfen des tJbergangs von der egozentrischen (gewisser
maBen ptolemaischen) Denkweise nach der "kopernikanischen"
Denkweise.
d) Die Konsequenzen dieser Denkweise sind unertraglich.
Dieses Problem beschaftigt mich stark. Ein Arzt, der einem Kran
ken gegeniibersteht, ein Seelsorger, der einen Menschen trosten
mochte, sie konnen mit einer solch niichternen Denkweise schwer
lich wirken.
Dies ist wohl der Preis, der fUr jede empirisch-niichterne Denkweise
bezahlt werden muB. Er muB ins Verhaltnis gesetzt werden zu der
ideologien-zerstorenden und damit leidverhindernden Wirkung der
niichternen Denkweise.
Vo rwort zur zweiten Au£lage VII
Ein Punkt scheint aber wesentlich: Die hier vertretene Konzeption
als "materialistisch" zu bezeichnen, scheint mir falsch - schlimmer
noch: unklug - zu sein. So wenig man beim heutigen Stand der
Wissenschaft chemische Substanzen nach den einstigen Grundele
menten (Erde, "Wasser, Feuer und Luft) zerlegt, so wenig kann man
beim heutigen Stand der Wissenschaften nach "Materialisten" und
"Idealisten" scheiden. Wer dies tut, setzt sich dem Vorwurf aus,
entweder die Situation von einer archaischen Position aus zu beur
teilen, oder aber eine politische Apostrophierung bewirken zu wol
len. Letzteres diirfte aber auBerst unklug sein: Will man wirklich
solche vitalen wissenschaftlichen Triebe in ein fremdes Beet ver
pflanzen, wenn man nicht sicher ist, in einiger Zeit zuriickpflanzen
zu miissen?
Zu Ende des zwanzigsten Kapitels versuche ich die Griinde darzu
legen, weshalb dieses Buch geschrieben wurde. Hierfiir sei im Vor
wort noch ein weiterer Grund angegeben: Dieser ergibt sich aus
einem Zitat, welches dem im Jahre 1811 erschienenen Buch meines
Vorfahren J. G. STEINBUOH "Beytrag zur Physiologie der Sinne"
[395] entnommen wurde:
"Der bis auf unsere Tage fortgehende Wechsel der philosophi
schen Systeme scheint es auch deutlich genug zu beweisen, wie
unsicher und gewagt der Weg der analytischen Untersuchung
unseres Geistes ist. Wie viel eher sollte sich ein gliickliches Ge
lingen unserer Bemiihungen hoffen lassen, wenn man von mog
lichst einfachen Wirkungen des einzelnen Sinnes nach und nach
zu den zusammengesetzteren desselben iibergehend, die mogliche
Verbindungsweise dieser Wirkungen zu einem Ganzen zu erfor
schen trachtete? Wenn man also, jene analytischen Versuche
zwar nicht verachtend, denselben Gegenstand vorziiglich durch
synthetische Versuche zu erforschen, die einzelnen Bestandtheile
unseres Geistes auf synthetischem Wege auszumitteln, die Resul
tate beyder Wege auch wohl wechselweise zur Regel und Richt
schnur der weiteren Untersuchung anwenden wollte 1"
Karlsruhe, im August 1963
K. Steinbuch
Vorwort zur ersten Auflage
Moderne Automaten sprengen die Grenzen dessen, was einst fUr
"mechanische" Gebilde als moglich erachtet wurde. Ihre Eigen
schaften werden beschrieben in Kategorien, die bisher den Menschen
vorbehalten waren, z.B. logische Verkniip£ung, Zeichenerkennung,
Gedachtnis, Lernen.
Der Mensch ist fUr uns das "unbekannte Wesen". Unsere Einsicht
in die Funktion unseres Denksystems ist gering. Wenn nun plotz
lich durch Automaten vergleichbare Eigenschaften erzeugt werden
konnen ("kiinstliche Intelligenz"), erschlieBt sich dem forschenden
Geist ein neuer Weg zum Verstandnis des Menschen: Namlich iiber
das Verstandnis der Automaten.
Viele iiberkommene Vorstellungen miissen revidiert werden. Die
Frage ist: Kann man geistige Vo rgange durch Erkenntnisse an
Automaten nicht verstehen, teilweise verstehen, ganz verstehen ?
Die haufig gegebene Antwort, daB die Erkenntnisse der Physik fUr
den einen Teil geistiger Vorgange zustandig seien, fiir den anderen
jedoch nicht, ist meines Erachtens ein schlechter KompromiB. Man
muB zwar zugestehen, daB unsere heutigen Erkenntnisse nicht aus
reichen, um alles oder auch nurden iiberwiegenden Teil zu erklaren,
man sollte aber keinesfalls die Vermutung akzeptieren, geistige
Vorgange unterhalb einer kritischen OrganisationshOhe konne man
physikalisch erklaren, oberhalb dieser kritischen OrganisationshOhe
sei jedoch eine "Dberphysik" zustandig. Solche Spriinge macht die
Natur nicht.
In diesem Buch werden die Grundbegriffe, die zum Verstandnis
moderner Automaten erforderlich sind, erklart. In den ersten Kapi
teln herrschen deshalb technische Erlauterungen vor. Hierbei ist
eine leichtverstandliche Darstellung angestrebt. Mathematische
Formeln wurden weitgehend vermieden, dagegen sollen Bilder das
Wesentliche veranschaulichen. Am Ende des Buches ist eine Aus-
Vorwort zur ersten Auflage IX
wahl wichtiger Veroffentlichungen iiber die behandelten Probleme
angegeben. Auf diese nehmen die Literaturhinweise im Text Bezug.
Das Buch enthalt einige Dberlegungen, wie man mit den Erkennt
nissen an Automaten geistige Vorgange erklaren konnte. Das Ver
standnis solch komplizierter Gebilde wie des menschlichen Denk
apparates muB iiber den Entwurf von Modellen erarbeitet werden.
Diese miissen dann durch Vergleich mit der Wirklichkeit verbessert
werden.
"Unsere forschende Wissenschaft ist eine stete Regula falsi, sie muG,
um nur einen Ansatz ihres Exempels zu haben, von irgendeiner Vor
aussetzung und Annahme ausgehen, welche sie dann im Verfolg zu
korrigieren und modifizieren sucht" (H. VAIHINGER).
Man konnte an dem Buch beanstanden, daB es inhaltlich in zwei
Teile zerfalle: In eine Erklarung moderner Automaten und in eine
nichtprofessionelle Philosophie. Ich hoffe jedoch, daB der griindliche
Leser das geistige Band erkennt, welches aIle Kapitel verbindet.
Es ist ja gerade die Aussage dieses Buches, daB zum Verstandnis gei
stiger Vorgange nicht geheimnisvolle Wortbildungen erforderlich
sind, sondern diese auf bekannte physikalische und mathematische
Prinzipien zuriickgefiihrt werden konnen. Dabei ergeben sich uner
wartete Konsequenzen, z. B. daG Freiheit die Voraussetzung fiir die
geistige Weiterentwicklung des Menschen ist.
Dieses Buch verstoBt gegen manche Tabus. Es steht in gefahr
licher Nahe dessen, was der oberflachliche Kritiker als "Materialis
mus" bezeichnet. Diese Kennzeichnung schiene mir jedoch auf
einem griindlichen MiBverstandnis zu beruhen: Es ist doch gerade
die wesentliche, neue Erkenntnis, daB zum Verstandnis komplizier
ter Systeme die Betrachtung der materiellen und energetischen
Zusammenhange nicht ausreicht, sondern zusatzlich dazu die Infor
mationsrelationen zu beachten sind.
Das Buch wendet sich also an Unvoreingenommene, gleichermaBen
an Techniker, Physiker und Mathematiker als auch an Geisteswis
senschaftler und Biologen.
Das Manuskript zu diesem Buch wurde kritisch durchgesehen von
den Herren Prof. Dr. W. ERNST HAUSEN , Karlsruhe, Prof. Dr. W. D.
KErnEL, Erlangen, Dr. H. FRANK, Karlsruhe, und Diplomphysiker
x
Vorwort zur ersten Auflage
H. REINER, Stuttgart. Diesen Herren danke ich fiir ihre grol3e
Miihe und manchen wertvollen Hinweis. Sie sind jedoch nicht fiir
den Inhalt des Buches verantwortIich zu machen. Herrn Dipl.-Ing.
S. W. WAGNER danke ich fiir die Korrekturarbeiten und das
Literaturverzeichnis. Ich danke auch Herrn Dr. JULIUS SPRINGER
fiir sein Interesse an der Entstehung dieses Buches.
Karlsruhe, im Friihjahr 1961
K. Steinbuch
Inhaltsverzeichnis
Seite
1. Vorbetrachtungen . . . . . . . . 1
2. Rationale Analyse geistiger Vorgange 6
3. Signal und Nachricht . . . . . . . 24
4. Informationstheorie ....... 34
5. Logische Verkniipfungen und Zuordner 51
6. Signale in Raum und Zeit 68
7. Sprechen und Horen 87
8. Zeichenerkennung 98
9. Speicher. . . . . . 117
10. Regelung . . . . . 134
II. Nachrichtenverarbeitung 152
12. tJber die zukiinftige Entwicklung der Nachrichtenverarbeitung 167
13. Lernende Automaten . . . . . . . . . . . . . . . . .. 190
14. Bedingte Reflexe, die Lernmatrix ............ 213
15. Aufnahme und Verarbeitung von Nachrichten durch den Menschen 242
16. BewuJ3tsein und Kybernetik. . . . 266
17. Automat und Mensch im Weltraum . 288
18. Gullivers Experiment . 306
19. Kybernetik . . . . 316
20. Automat und Mensch 341
Literaturverzeichnis 359
Literaturhinweise 382
Sachverzeichnis . 384