Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Informatik: Vermehrungsfähige Maschinen

Was sind die wesentlichen Eigenschaften des Lebens, auf einer abstrakten Ebene betrachtet? Aufschlüsse könnte ein mathematisches Modell in Form eines zellulären Automaten geben. Ein solcher ist nun auf einem Computer realisiert worden – 60 Jahre nach dem ersten theoretischen Entwurf.
Vermehrungsfähige Maschinen

Erratum

Auf S. 87, linke Spalte, unterhalb der Grafik, muss es heißen: "Wenn es zum Zeitpunkt t=0 im ganzen Universum eine einzige lebende Zelle gibt, dann erhält man nacheinander 9, 25, 49, ... (nicht: 9, 16, 25, ...) Exemplare dieses Urobjekts." Carina Quirmbach aus Düsseldorf hat uns auf den Fehler aufmerksam gemacht.

Es ist ein beliebtes Thema der Sciencefiction: Ein Roboter stellt eine perfekte Kopie seiner selbst her, ohne Instruktionen von außen zu benötigen. Seine Interaktion mit der Umwelt beschränkt sich darauf, dass er ihr Materie und Energie entnimmt. Unvermeidlich folgt im Roman das nächste Ereignis: Der neu geschaffene Roboter tut es seinem Erzeuger gleich, und alsbald vermehren sich die Blechwesen wie die Karnickel, die Killerbienen oder die Menschen.

Folgerichtig enden die meisten Romane in der großen Katastrophe. Aber von solchen düsteren Endzeitvisionen war die Aufbruchsstimmung Anfang der 1950er Jahre weit entfernt. Die Erbauer der frühen Computer in den USA begannen, die theoretisch ungeheure Leistungsfähigkeit ihrer Geräte zu erfassen und deren Grenzen auszuloten. Wäre es prinzipiell möglich, einen Roboter so zu programmieren, dass er nach einer Anleitung, die in ihm enthalten ist, sich selbst nachbaut? Und was wären dafür die minimalen Voraussetzungen?

Mit dieser Frage beschäftigte sich vor allem John von Neumann (1903 – 1957), der legendäre amerikanische Mathematiker ungarischer Abstammung, dem wir auch die Architektur der heute verbreiteten Computer verdanken. Sein Freund Stan Ulam (1909 – 1984), den er aus gemeinsamer Arbeit an der Entwicklung der Atombombe kannte, schlug ihm vor, das Problem im Rahmen einer vereinfachten abstrakten Welt zu studieren. Nach von Neumanns Tod führte Arthur W. Burks (1915 – 2008), einer der Entwickler des frühen amerikanischen Elektronenrechners ENIAC, dessen Ansätze fort und veröffentlichte sie 1966 in dem Buch "Theory of Self-Reproducing Automata". Das Werk wurde berühmt und regte eine Vielzahl von Forschungsprojekten an...

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – »Das fühlt sich an wie eine Narkose«

Menschen im Winterschlaf? Was in dieser Zeit mit dem Körper passieren würde und wieso die Raumfahrt daran so interessiert ist, lesen Sie im aktuellen Titelthema der »Woche«. Außerdem: Zwischen den Zeilen einer Heiligenschrift aus dem Jahr 510 lässt sich das Alltagsleben am Donaulimes entdecken.

Spektrum - Die Woche – Das Universum als zellulärer Automat

In dieser Ausgabe widmen wir uns Gärten, der Quantenmechanik und dem Geschmackssinn.

Schreiben Sie uns!

1 Beitrag anzeigen

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quellen

von Neumann, J.: Theory of Self-Reproducing Automata. University of Illinois Press, Urbana 1966

Pesavento, U.: An Implementation of von Neumann’s Self-Reproducing Machine. In: Artificial Life 2, S. 337 – 354, 1995

Reggia, J. A. et al.: Simple Systems that Exhibit Self-Directed Replication. In: Science 259, S. 1282 – 1287, 1993

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.