Das geistige Umfeld der Informationstechnik

312 Pages·1992·7.179 MB·German

by  Prof. Dr. Heinz Zemanek (auth.)

EDITION SEL-STIFTUNG
Herausgegeben von Gerhard Zeidler
Heinz Zemanek
Das geistige
Umfeld der
Informationstechnik
Mit 63 Abbildungen
Springer-Verlag
Berlin Heidelberg New York
London Paris Tokyo
Hong Kong Barcelona
Budapest
Prof. Dr. Heinz Zemanek
Postfach 251
A-lOll Wien
ISBN-13: 978-3-540-54359-6 e-ISBN-13: 978-3-642-76828-6
DOl: 10.1007/978-3-642-76828-6
Die Deutsche Bibliothek - eIP-Einheitsaufnahme
Zemanek, Heinz: Das geistige Umfeld der Informationstechnik/
Heinz Zemanek. - Berlin; Heidelberg; New York; London; Paris;
Tokyo; Hong Kong; Barcelona; Budapest: Springer, 1992
(Edition SEL-Stiftung)
ISBN 3-540-54359-7
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1992
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1992
Datenkonvertierung: Elsner & Behrens GmbH, Oftersheim
45/3140-543210 - Gedruckt auf saurefreiem Papier
Geleitwort
Unsere Zeit kann keine Universalgenies Leibnizscher Pragung mehr hervor
bringen - Heinz Zemanek wurde uns diese Einsicht gewiB beilaufig auf einer
Papierserviette nachrechnen. Denn rein statistisch gesehen verdoppeln die
weltweit verflochtenen wissenschaftlichen Disziplinen schon nahezu im Jahr
zehntetakt unser Wissen, ein Tempo, dem unser menschlicher Geist nicht
gewachsen zu sein scheint. Heinz Zemanek wurde diese Uberlegung aber wohl
deswegen als muBig betrachten, weil sein Begriff von Wissen keine Explosion
zulaBt: Das Rtistzeug abendlandischen Weltwissens scheint ihm eher einen vie I
zu geruhsamen Zuwachs ("Die Leut' lernen nix dazu") aufzuweisen als eine
exponentiell ins Unubersichtliche wachs en de GroBe darzustellen.
Ob Zemanek nun mit seiner charm ant en Frau beim Symphoniekonzert die
Partitur mit dem Finger nachverfolgt, ob er ein Software-Listing mit den
Worten kommentiert, es handle sich wohl mehr urn eine kunstlerische als eine
effektive Arbeit, oder ob er Dorfbewohner in Sudspanien tagelang nach einer
abassidisch uberlieferten Grotte suchen laBt, immer ist es sein universeller
Geist, der bei anderen kreative Unruhe stiftet.
Es mag paradox erscheinen, wenn man den groBen Computerpionier Heinz
Zemanek zugleich als den groBen Unruhestifter bezeichnet. Aber er hat es eben
trotz aller Universalitat verstanden, bei seinem Leisten zu bleiben. Er ist der
wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Alltagspraxis noch derart verbunden,
daB er die Einsicht, daB in der Computerentwicklung zwischen seinem
"Mailufterl" von 1954 und einem Superrechner von 1990 nur ein Bruchteil einer
Ewigkeit vergangen ist, spielend auf die Praxisebene projiziert: Diese Ewigkeit
muB aus vielen harten Realisierungsschritten und -terminen zusammengesetzt
sein. Zemanek weiB nicht nur, wovon er redet, wenn er Fehlentwicklungen des
"Computer-Kastens" beschreibt, er weiB auch, wem er es sagen muB.
Heinz Zemanek, den notorischen Wiener, muB man selbst erleben, am
besten bei einem Abendessen, das er muhelos zum Seminar umfunktioniert.
Dieses Buch moge dazu beitragen, ihn allen an der informationstechnischen
Entwicklung Interessierten wenigstens in schriftlicher Form nahezubringen,
weil selbst er, der Vielgereiste, nicht uberall personlich herumkommen kann.
Gerhard Zeidler
Vorwort
Die Aufgaben von Mathematik, Rechenmaschine und Informationstechnik
haben etwas gemeinsam: die Wirklichkeit aufformale Begriffe abzubilden, und
dann Vorgange auf Papier, Mechanik und Elektronik ablaufen zu lassen, zu
speichern und zu ilbertragen. Die abstrakten Ergebnisse werden dann wieder im
Leben und filr das Leben angewendet.
Die Aufmerksamkeit des Fachmanns ist auf kilnstliche Gebilde gerichtet,
mit denen er Aufgaben zu los en hofft: In sie wird aIle Kraft gesteckt. Der
Student wird auf sie fokussiert. Es entsteht eine Formalwelt - nicht vollig
isoliert yom Rest der Welt, aber doch auf die nahere technische Umgebung
ausgerichtet, auf Mechanik und Schaltung (Hardware), auf Formel und
Programm (Software). Die Lehre geht nur selten ilber dieses kilnstliche
Universum hinaus.
Der Benutzer - und damit die allgemeine Vorstellung - wird mitgezogen von
dieser Ausrichtung, die zugleich Einengung ist. Die Welt erscheint als Ansamm
lung konstruierter Gegenstande, die Natur als Konstrukteur. Walder und
Wiesen sind ohnehin schon auf die Parkanlage reduziert. Es braucht nur eine
unauffallige - haufig unbewuBte - Verallgemeinerung, um die Welt ilberhaupt
und ausschlieBlich als formales Schema zu sehen, als Maschine, bestehend aus
Maschinen. Nur obskure Leute und Dinge gehoren dieser anscheinend perfekt
ordentlichen Welt nicht an: eigenbrotlerische Sonderlinge zum Beispiel oder die
Erdstrahlen.
Die Wahrheit ist anders, schon weil jeder einzelne, yom Professor bis zum
Mechaniker, yom Erfinder bis zum Benutzer, das reine Gegenteil eines
Formalismus ist, seinen Geist mitbringt und anwendet. Auch die allereinfach
sten Leute haben Geist, aber alle Arten von Leuten konnen sich geistlos
verhalten. leder einzelne wird von Gedanken motiviert, jedes System hat sein
geistiges Umfeld. Und natilrlich hat die Informationstechnik, die in diesem
Buch behandelt wird, ihr geistiges Umfeld, das ebenso mitbeteiligt ist wie die
Formalismen, besonders auch an der Wahl, Gestaltung und Anwendung der
Formalismen.
Was wird unter Informationstechnik verstanden? lenes Miteinander von
Informationsverarbeitung und Nachrichtentechnik, Computer- und Ubertra
gungstechnik, das in den letzten lahren geradezu von selbst entstanden ist, weil
eine Seite die andere hervorbringt, braucht und anwendet.
VIII Vorwort
Es konnen immer umfassendere Dienste angeboten werden, die - zunaehst
als teehniseher Traum, und dann immer mehr als Realitat - jedem Burger, jeder
Institution und Unternehmung die freie (aber naturlieh nieht kostenfreie)
Benutzung breitester Kanale fUr die Ubertragung und Verarbeitung von Sehrift,
Ton und Bild sowie aller anderen Information gestatten. Diese Dienste
ergreifen und uberfluten die Welt. In alle Gebrauehsgegenstande kann der
Mikroeomputer eindringen, und alle lassen sieh zu riesigen Netzen zusam
mensehlieBen, weltweit wie das Telephon.
Mehr als in jeder anderen Teehnik maeht sieh hier der Geist bemerkbar,
denn Information ist Form mit Bedeutung, und Bedeutung eroffnet sieh nur
dem Geist, kann nur dureh den Geist erkannt und eingeordnet werden. Die
vielen automatisehen Ablaufe tausehen: Alles hat seine Ursaehe, niehts
organisiert sieh von selbst. Es muB Geist dahintersteeken.
Das geistige Umfeld der Informationsteehnik ein wenig abzutasten, ohne auf
Vollstandigkeit erpieht zu sein, ist daher eine lohnende Anstrengung. Man kann
an vielen Stellen, auf vielen Ebenen ansetzen. Dieses Bueh ist die Folge einer
Einladung, im Rahmen des SEL-Stiftungskollegs an der Universitat Stuttgart
im Studienjahr 1988/89 zehn Vorlesungen zu diesem Thema zu halten: Es ist die
sehriftliehe Version der gehaltenen Vorlesungen. Dabei wurde ein mittlerer Weg
angestrebt: nieht zu sehr an die Teehnik gebunden, aber aueh nieht zu sehr im
rein geistigen Raum verloren.
Dem Kuratorium der SEL-Stiftung und insbesondere seinem Vorsitzenden
und Herausgeber dieser Reihe, Herrn Professor Dr. G. Zeidler, danke ieh fUr
die Unterstutzung bei der Realisierung dieses Buehes; dureh die Aufnahme in
die Edition SEL-Stiftung und das Geleitwort fUhle ich mieh geehrt.
Die Einladung zu den zehn Vorlesungen verdanke ieh meinen alten
Freunden, den Herren Professoren Dr. W. Kaiser und Dr. G. Kohn. Herrn D.
Klumpp, dem GesehaftsfUhrer der SEL-Stiftung, und Herrn Dr. H. Wossner,
Springer-Verlag, danke ieh fUr die tatkraftige Hilfe bei der Umwandlung in das
Bueh.
Wien, im September 1991 Heinz Zemanek
Inhaltsverzeichnis
1. Technische und philosophische Grundlagen .................... 1
2. Geschichte der Informationsverarbeitung ...................... 25
3. Al Chorezmi (783-850) - Der Namensgeber des Algorithmus .. . . . . 51
4. Sprache - Syntax imd Semantik in der Informationsverarbeitung .. 65
5. Von der Einzellosung zur System16sung - Eine Wandlung der Technik 95
6. Architektonische Leitideen fUr Systeme -
Gedanken zu einer Theorie des Entwurfs ....................... 124
7. Computer fUr die Geisteswissenschaften, Geisteswissenschaften
fiir den Computer .......................................... 166
8. Menschliche und kiinstliche Intelligenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 199
9. Kunst aus dem Computer - Naturwissenschaftliche Kunst? ....... 235
10. Technik und Humanismus 262
Nachwort .................................................... 279
Namenverzeichnis ............................................. 293
Autorenverzeichnis ............................................ 297
Wichtige Begriffe .............................................. 299
Abkiirzungen ................................................. 300
Abbildungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 302
1. Vorlesung
Technische und philosophische Grundlagen
Die erste Vorlesung stellt die Informationstechnik an Hand einiger Begriffe dar, durch
sieben Definitionen des Computers,je eine Definition der Informationslibertragungstech
nik und der Informationsverarbeitungstechnik und schlieBlich durch zehn Definitionen der
Information.
Die Informationstechnik ist ein junges Feld. Trotzdem gibt es bereits einen Computer
Philosophen, Ludwig Wittgenstein, der zwar meines Wissens keinen Kontakt zur
Entwicklung des ersten Computers mit gemeinsamem Speicher flir Daten und Programme
hatte (obwohl an seiner Universitat - in Cambridge - eine solche stattfand), der aber mit
seinem Tractatus logico-philosophicus das Gedankengerlist der Informationsverarbeitung
vorwegnahm: die Beschreibung der Welt in der Bit-Form von Protokollsatzen. Spater
arbeitete Wittgenstein in seinen Philosophischen Untersuchungen die Abhangigkeit des
Formalen von dem Sprachspiel heraus, in dem es betrieben wird.
Der Computer ist das vorlaufige SchluBkapitel einer dreihundert Jahre langen
Entwicklung von Naturwissenschaft und Technik, deren Erfolge auf der
formalen Notation beruhen, auf der Prazisierung der verbalen Beschreibung
durch eine Welt mathematischer Formeln, von der Elektronik in vorher
ungeahnte Effektivitat gebracht. Da in dieser Prazisierung jeder Schritt eine
Verbesserung bringt, erscheint der Fortschritt durch sie garantiert. Man kann
ihn nicht leugnen und wir alle haben enorme Vorteile von ihm. Er ist ein
objektives Phanomen mit Wirkungen auf allen Gebieten des Lebens.
Die Menschheit geht in dieser Sicht einen Weg vom Wort - von der Prosa,
von der Naturbeschreibung - zur beherrschenden und machtgebenden Formel.
Aber dieser Weg ist nicht eine Einbahn. Der Mensch entwickelt sich in
umgekehrter Richtung, und das sollte zu denken geben. Er wird als Formel
geboren, in der Urzelle, die bei der Zeugung geschaffen wird, ausgedriickt durch
die Genkette. Sie ist eine Formel im genetischen Code, der mit seinen vier
Informationsmolekiilen sogar ein Binarcode ist, ein biologisches Aquivalent zu
einem Lochstreifen mit zwei Lochern oder mit sechs, denn je drei Positionen
bilden ein Elementarzeichen des Codes. Am Anfang ist also das Wort, auch
beim Menschen, und es ist eine Art Computerwort, ein formales Wort, aus dem
sich der Aufbau des Korpers steuert.
Derartige Erkenntnisse sollten uns mit Ehrfurcht erfiillen und nicht mit der
Selbsttauschung, wir hatten alles verst and en und der Mensch sei als "selbstorga
nisierendes Wesen" in unser naturwissenschaftliches Weltbild befriedigend und
vollstandig eingefiillt. Tatsachlich werden das Wirken und die Rolle des
2 1. Technische und philosophische Grundlagen
menschlichen Geistes von dieser Einfiigung nicht begriffen, und nicht einmal
die Biologie erscheint - bei aller Einbettung in die allgemeine Naturgesetzlich
keit - rational erfaBt. Ich habe einen kalifornischen Nobelpreistdiger der
Biologie - Professor Glaser - sagen gehort, daB in der Biologie ein Ratsel nach
dem andern entdeckt und durch ein Wunder erklart wird. Er sagte das in
Zusammenhang mit dem genetischen Code, als er schilderte, wie sich dieses
Informationssystem gegen Storungen schutzt. Denn es kann ja schon passieren,
daB dieser biologische Lochstreifen einen RiB bekommt - und ohne Reparatur
hatte das arge Folgen. Da gibt es aber tatsachlich ServicemolekUle, die in der
Suppe schwimmen und sich bei einem RiB sofort ans Ausbessern machen. Da
der Code genugend Redundanz aufweist, ist das auch fehlerfrei moglich - im
Normalfall jedenfalls. Der typische Evolutionstheoretiker, der ausdrucklich
oder stillschweigend vorschlagt, daB wir die Evolution der Arten bis zum
Menschen h~rauf verstunden, muBte sich zwei Gegenfragen stellen. Erstens:
Verstehen wir die automatische Produktion? Und zweitens: Wie sind der
genetische Code und das Produktionsverfahren entstanden? Denn der Loch
streifen mit dem Code wird nicht in eine Werkzeugmaschine gesteckt, sondern
der Korper wachst aus der Keimzelle ohne Aquivalent einer Produktions
strecke. Wie der Code und der Reproduktionsmechanismus entstehen konnten,
ist ein Ratsel, und wir warten auf die Entdeckung des Wunders, mit dem die
Entstehung erklart werden wird.
Mit dem Wachstum allein entsteht noch kein Mensch. Denn nur in der
ersten Zeit ist das Baby ein wartungsbedurftiger Automat. Eines Tages gibt es
den Eltern einen Blick, an dem sie erkennen, daB da nicht ein Automat in der
Wiege liegt, sondern ein Mensch mit Geist. Und dieser Geist entwickelt sich
mit dem Wort. Was als nachahmende Ubungen in der Grammatik beginnt,
entwickelt sich zu dem Instrument, mit dem sich der Geist manifestiert und in
dem er lebt: zur Sprache. Aus der Formel wird ein Mensch, dessen Seele sich
im Wort auBert, gewiB mit sehr verschiedenartiger Ausdruckskraft. Aber zu
Zeiten ist auch der sprachlich unbeholfenen Mensch zu treffenden AuBerun
gen fahig, die man nicht als Produkte automatischer Zeichenverarbeitung
abtun kann.
Wahrend also der Mensch sich von der Formel zum Wort entwickelt, gehen
Naturwissenschaft und Technik den umgekehrten Weg yom Wort zur Formel,
und wir erleben eine ungeheure Verformelung aller Lebensbereiche. Vielleicht
hatte es bisher wenig Bedeutung, vielleicht haben wir es bisher nicht genugend
beachtet. Allmahlich aber wird die Gegensatzlichkeit von Leben und Technik
unubersehbar, irritierend und Schaden bringend. Und der Computer, wie bei
vielen anderen Themen auch, macht die Zusammenhange plastisch und
verscharft den Zustand, aber er bietet sich zugleich auch als Uberbruckungs
und Abhilfemittel an. Dies wird nicht das Hauptthema des Buches sein, aber
es wird an vielen Stell en aufblitzen, und ich empfehle es Ihrer besonderen
Uhef die Definition 3
Beachtung. Hingegen ist der dargelegte Hauptgedanke
Informationstechnik zwischen Wort und Forme!
eine Art roter Faden des Buches - er ware daher auch als Titel geeignet.
Informationstechnik
Unter Informationstechnik wird hier das Fachgebiet verstanden, das die
Schaltungen und Programme der Nachrichten- und der Computertechnik
umschlieBt und weit in die Anwendungen hiniiberreicht. Es ist ein Gebiet, das
immer noch in jeder Hinsicht wachst, und ein Gebiet, dessen Untergebiete
immer inniger ineinanderwachsen.
Es kann hier aber nicht urn die Darstellung der mathematischen und
technischen Inhalte gehen. Nur was ich fUr das Verstandnis fUr notig erachte,
soll in einzelnen Fallen global und ohne groBe Anforderung an Vorkenntnisse
erklart werden. Ganz ohne Vorkenntnisse steht dieser Welt der allgemeinen
Beniitzung des Computers (und teils: der Unterjochungdurch den Computer)ja
niemand mehr gegeniiber.
Vielmehr richtet sich der Blick auf das geistige Umfeld und seine Beziehung
zur Informationstechnik - ein vielfaltiges und buntes Thema, das sich in zehn
Vorlesungen nicht ausschopfen laBt. Auch weit mehr Vorlesungen konnten
natiirlich keine Vollstandigkeit erreichen. Auf Vollstandigkeit kommt es aber
nicht an.
Gezeigt werden soll, daB die Informationstechnik mit dem menschlichen
Geist enger verbunden ist als jede andere Technik. Das folgt schon aus dem
Wesen der Information.
Uber die Definition
Fast alle zehn Vorlesungen beginnen mit einer Vorstellung von Begriffen, die in
ihnen vorkommen; diese Vorstellung soll zu einer gemeinsamen Ausgangsbasis
verhelfen. Ich sage Vorstellung, und nicht Definition. Das ist nicht zufallig. Uber
die Definition mochte ich ein klarendes Wort einschieben. 1m Bereich von
Naturwissenschaft und Technik gibt es zahlreiche Begriffe, die scharf definiert
werden konnen und sollen. Vor allem sind das jene, die aus der Auffacherung in
immer speziellere Gebiete resultieren - und das ist sicher die Mehrzahl. Handelt
es sich aber urn die hochsten Oberbegriffe oder kommt man den Konzepten des
taglichen Lebens naher - und bei den Hauptbegriffen urn Information und
Computer ist das der Fall-, dann wirken scharfe Definitionen einengend und
behindernd, weil sie weder den Umfang noch das Wesen des Begriffs einzufan
gen vermogen. Urn aber dem schlieBlich nicht unberechtigten Wunsch nach