Computernetze und virtuelle Realität: Leben in der Wissensgesellschaft PDF
Preview Computernetze und virtuelle Realität: Leben in der Wissensgesellschaft
Computernetze und virtuelle Realität Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH Klaus Mainzer Carn puternetze und virtuelle Realität Leben in der Wissensgesellschaft Mit 71 Abbildungen , Springer Professor Dr. Klaus Mainzer UniversiUit Augsburg Institut fUr Interdisziplinăre Infonnatik UniversitătsstraBe 1 D-86135 Augsburg ISBN 978-3-540-65465-0 Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufuahme Mainzer, Klaus: Computemetze und virtuelle ReaIităt: Leben in der Wissensgesell schaft / Klaus Mainzer. -Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Hongkong; London; Mailand; Paris; Singapur; Tokio: Springer, 1999 ISBN 978-3-540-65465-0 ISBN 978-3-642-58404-6 (eBook) DOI 10.1007/978-3-642-58404-6 Dieses Werk ist urheberrechtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insbe sondere die der Ubersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbil dungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfălti gung aufanderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehaIten. Eine Vervielfiiltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutsch land vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulăssig. Sie ist grund sătzlich vergiitungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1999 Urspriinglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1999 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, da8 solche Namen im Sinne der Warenzeichen-und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wiiren und daher von jedermann benutzt werden diirften. Umschlaggestaltung: de'blik, Berlin SPIN: 10704622 33/3142 - 5432 1 O - Gedruckt auf săurefreiem Papier Vorwort Wir befinden uns im völligen Umbruch in Richtung auf eine Dienstleistungs- und Wissensgesellschafl:. Computergestützte Infor mations- und Kommunikationsnetze sind die treibenden und inte grierenden Kräfte dieses Umbruchs. Sie erzeugen bereits eine virtu elle Realität, die an die Vorstellungen und Gedanken biologischer Gehirne erinnert. Nach Abschluß meiner Bücher ,Gehirn, Computer, Komplexitäf (Springer 1997) und ,Computer - Neue Flügel des Geistes?' (2. Aufl. 1995) war es daher naheliegend, sich dem Thema virtueller Netzwelten und ihrer Veränderung von Wissenschaft, Forschung und Gesellschaft zuzuwenden. , Hinzu kam ein sehr praktischer und berufsbedingter Grund: hn Rahmen der High-Tech-Offensive-Bayem wurde Ende 1997 an der Universität Augsburg ein neues Institut fiir Interdisziplinäre Infor matik gegründet, an dem sich Informatiker, Mathematiker, Physiker, Wirtschafts-, Sozial-, Rechts- und Geisteswissenschaftler mit fach übergreifenden Anwendungen der Informations- und Kommunika tionstechnologien beschäftigen. Als geschäftsführender Direktor eines solchen Instituts kann man die Computer-, Informations- und Kommunikationswissenschaften als Querschnitts- und Schlüsseldis ziplinen der Wissensgesellschaft unmittelbar erleben. In diesem Sinn fordert auch der Wissenschaftsrat in seinen Empfehlungen vom 5.5.1998 eine Integration der Informations- und Kommunika tionstechnologien in Studium und Lehre aller HochschuldiszipHnen. Für viele Anregungen und Unterstützung sei den Institutskollegen gedankt. Informatikkollegen der TU München waren dem Augsbur ger Unternehmen von Anfang an freundschaftlich verbunden. Für zahlreiche Anregungen seit vielen Jahren danke ich meinem Kolle gen Prof. Dr. Dr. h.c. Wilfried Brauer. Denkanstöße ergaben sich auch durch das Projekt ,Biocomputing' des Karlsruher Fraunbofer Instituts fiir Systemforschung, aus dem Karlsruher Zentrum fiir Kunst und Medientechnologie (ZKM), dem Frankfurter Institut fiir Neue Medien (!NM) und der Gottlieb Daimler- und Karl Benz Stiftung. Durch einen Aufenthalt am National Center of Humanities Vorwort -- V - (USA) konnte ich Einblicke in die AnwendWlgen der Computer Wld Informationstechnologien auf die Kulturwissenschaften der USA gewinnen. Dafür sei der Deutschen ForschWlgsgemeinschaft Wld dem Deutsch-Amerikanischen Akademischen Konzil (DAAK) gedankt. Für die HerstellWlg des Manuskripts Wld Hilfe beim Kor rekturlesen danke ich last but not least meinen MitarbeiterInnen Jutta Janßen, Dipl.-Phys. Michael Klein, Priv.-Doz. Dr. Dr. Theodor Lei ber Wld Jens F. Nusser. Klaus Mainzer VI • Vorwort • • Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung ....................................................................................... 1 Teil I Computernetze und Computerwissen .................................. 13 2 Vom Rechner zum Computernetz ............................................. 15 Von-Neumann-Computer und Algorithmen .................................. 15 Parallelrechner und Supercomputer .............................................. 23 Computernetze und Informationssysteme ..................................... 29 3 Vom maschinennahen zum objektorientierten Programmieren ........................................................................... 37 Programmiersprachen für Computernetze .................................... .46 Programmiersprachen für virtuelle Realiijit .................................. 56 Programmiersprachen für wissensbasierte Systeme ...................... 66 Teil 11 Computernetze und virtuelle Natur ................................... 77 4 Virtuelle Mathematik im Computernetz ................................... 79 Visualisierung virtueller Strukturen .............................................. 82 Computerexperimente in der Mathematik ..................................... 99 5 Virtuelle Evolution im Computernetz ..................................... l09 Virtuelle Atome, Materialien und Universen ............................... l11 Bioinformatik, Umweltinformatik und künstliches Leben .......... 123 Neuronale Netze und virtuelle Gehime ....................................... 147 6 Virtuelle Technik und Medizin im Computernetz ................. 163 Virtuelle Technik ........................................................................ 166 Virtuelle Medizin ........................................................................ 170 Inhaltsverzeichnis -- VII - Teil III Computernetze und virtuelle Gesellschaft ..................... 177 7 Wissensmanagement durch virtuelle Netzagenten ................ 179 Mobile und stationäre Netzagenten ............................................ 181 Netzagenten mit künstlicher Intelligenz ...................................... 189 Netznavigation mit emotionaler Intelligenz ................................. 198 8 Computernetze und virtuelle Wirtschaft ............................... 207 Virtuelle Innovationen und Wertschöpfung ................................. 208 Virtuelle Märkte und Unternehmen ............................................ 214 9 Computernetze als Kulturtechnik. .......................................... 223 Vom Hypertext zur virtuellen Bibliothek ................................... 225 Virtuelle Universität und lebenslanges Lernen ........................... 233 Virtuelle Erlebniswelten in Kunst und Medien ........................... 241 Teil IV Zukunft, Wert-und Grenzfragen ................................... 253 10 Zukunft: Globalisierung der virtuellen Netzwelten .............. 255 11 Wertfragen: Rechtssicherheit in virtuellen Netzwelten ......... 265 12 Grenzfragen: Orientierung in virtuellen Netzwelten ............ 273 Literaturverzeichnis ...................................................................... 281 Abbildungsnachweise .................................................................... 285 Sachverzeichnis .............................................................................. 287 Personenverzeichnis ....................................................................... 299 VIII. Inhaltsverzeichnis • • 1 Einleitung Die modemen Computer-, Telekommunikations- und Medien Computemetze technologien (,Multimedia') führen zu grundlegenden Verände und virtuelle rungen unserer Arbeits-und Lebenswelt. Die Rede ist von Telewor Realität king, Telebanking und Teleshopping in virtuellen Märkten, Finnen, Banken und Kaufhäusern, die nur in weltweiten Computer-, Infor mations- und Kommunikationsnetzen existieren und Raum und Zeit überwinden. ,Virtuelle Realität' ist bereits ein intensives For schungsgebiet der Informatik, in dem computererzeugte Szenarien der Natur, Technik und Medizin anschaulich erfahrbar werden. Mit Internet und World Wide Web leben und arbeiten wir bereits in vir tuellen Netzwelten, in denen wir unser Wissen speichern, Innovatio nen planen, Geschäfte tätigen und Entspannung und Unterhaltung suchen. Die moderne Wissensgesellschaft scheint sich zunehmend wie ein globales Gehirn zu entwickeln, dessen Akteure über Computemetze wie Nervenzellen über Nervennetze kommunizieren. Die Computer Wissensgesell netze der Wissensgesellschaft erzeugen eine virtuelle Realität, die an schaft als Super die Vorstellungen und Gedanken biologischer Gehirne erinnert. Mit organismus Blick auf die biologische Evolution sprechen einige bereits von ei nem neuen Superorganismus, in dem technische Artefakte über Computernetze mit Menschen und ihren Gehirnen zusammenwach sen. Tatsächlich sind Menschen aber anders als Nervenzellen. Men schen haben Bewußtsein und Gefühle, sie planen und denken, Zellen nicht. Allerdings gibt es auch Gemeinsamkeiten. Die komplexen Kommunikationsnetze können in der Wissensgesellschaft ebenso wenig von einzelnen Menschen kontrolliert werden wie das Gehirn von einzelnen Zellen. Wissensmanagement ist ein zentrales Problem Wissens der Wissensgesellschaft wie die Koordination von Nervensignalen in management komplexen Nervennetzen. Daher werden autonome und in einem durch gewissen Maß intelligente Agenten eingesetzt, die als Softwaremo Netzagenten dule oder Roboter menschliche Akteure bei der Problem1ösung in der Wissensgesellschaft unterstützen sollen. Sie ergänzen, koordinie- 1 Einleitung • 1 • K. Mainzer, Computernetze und virtuelle Realität • © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1999 ren und vernetzen die intelligenten Funktionen, die bereits in der Informationsverarbeitung unserer technischen Geräte und Anlagen stecken - vom Auto über Telefon bis zu Bibliotheken, Versand Verteilte häusern und Fabrikanlagen. Nach der .Künstlichen Intelligenz' eines Künstliche Computers wird in der Informatik nun über die ,Verteilte Künstliche Intelligenz Intelligenz' (eng1. Distributed Artificial Intelligence) von Computer netzen nachgedacht. Traditionell verstand sich die Informatik als diejenige Wis senschaft, die sich mit der Hardware und Software des Computers als programmgesteuerter Rechenmaschine beschäftigte. Bereits in ihrer Frühphase bei Konrad Zuse und Alan Turing zeigte sich der interdisziplinäre Zuschnitt der Informatik, in der sich ingenieurwis senschaftliches Arbeiten mit logisch-mathematischen Methoden verband. Heute reichen die Themen der Informatik von Datenstruk turen, Wissensrepräsentationen, Algorithmen, Programmen, Soft Infonnatik als warewerkzeugen, Datenbanken, Informationssystemen, Softwaresy interdisziplinäre stemen zur Steuerung von Geräten, Anlagen und Prozessen bis zur Wissenschaft Unterstützung menschlicher Fähigkeiten in der künstlichen Intelli genz, dem Management komplexer Kommunikationsnetze mit ver teilter künstlicher Intelligenz und der Simulation komplexer Prozesse von Natur und Technik, Wirtschaft und Gesellschaft in Robotik und virtueller Realität. Damit ist Informatik heute mit nahezu allen Wis senschaften verbunden und eine interdisziplinäre Wissenschaft par excellence. Sie sitzt buchstäblich wie die Spinne in den komplexen Informations- und Kommunikationsnetzen der modemen Wissens gesellschaft. Diese Verbindung mit dem Wissen und den Methoden nahezu aller Wissenschaften schließt an die ältere Tradition der Phi losophie an. Im Unterschied zur Philosophie gel;1t es in der Informa tik immer auch um die technisch-maschinelle Umsetzung des Wis sens. Informatik verändert und ergänzt Methoden und Problem1ö Einfluß der Bio sungen in den Einzelwissenschaften. Sie Wird umgekehrt aber auch wissenschaften von Themen und Denkweisen der Einzelwissenschaften beeinflußt. Bemerkenswert ist heute die Dominanz der Wissenschaften vom Leben. In Forschungsrichtungen wie Bioinforrilatik und .Künstliches Künstliches Leben' (eng1. ,Artificial Life') wird darüber nachgedacht, welche Leben Anleihen aus der belebten Natur von der molekularen Ebene über die kognitiven Leistungen des Gehirns bis zur ökologischen Interak tion von Popula!ionen neue Architekturen oder Prinzipien für die Einfluß der Entwicklung von Hardware- und Softwareprodukten versprechen. Geistes- und Der Einfluß der Geistes- und Sozialwissenschaften reicht von der Sozialwissen Philosophie, Psychologie, Sprach- und Kognitionswissenschaft bis schaften zu Wirtschafts- und Sozialwissenschaften. Es geht um die Entwick lung intelligenter Verfahren der WissensdarsteIlung und Wissensver- 2 • 1 Einleitung • •
The list of books you might like
