WAS MICH INTERESSIERT, ist Information. Information über die Welt, die ich selbst beobachte oder über die mir andere berichten. Mich interessiert auch, wie wir beobachten. Nur ist in der Physik, von der wir glauben, dass sie für die exakte Beschreibung dieser Welt zuständig sei, kein Platz für den Begriff der Information. Darüber sollte man reden.
Mein Freund Peter M. glaubt nicht, dass es sich lohnt, über Information nachzudenken. Das ist so was Schwammiges, sagt er österreichisch. Er ist theoretischer Physiker und stellt mit Hilfe eines grossen Computers Zeichnungen her, die sehr hübsch zeigen, wie Elektronen auf den Wellen eines Laserstrahls tanzen. Neulich hat er sich im Gespräch kurz entschuldigt, er musste zur Xeroxmaschine, um Folien für seinen Vortrag zu kopieren. Einer, der nicht an Information glaubt, sagte ich, darf nicht kopieren gehen. Umgangssprachlich, meinte er, darf man den Begriff schon verwenden.
Umgangssprachlich reicht mir schon. Mehr als umgehen und reden will ich gar nicht mit meinem Freund Peter M. Und das bedeutet Austausch von Information. Schon, sagt er, aber der Begriff ist in der Physik ja längst bekannt und nennt sich dort Entropie: Alles Strukturierte hat die Neigung, sich mit der Zeit in strukturlose Homogenität aufzulösen. Die Entropie eines Gases kann man genau angeben, sagt er, oder die eines Kristalls. Im Prinzip lässt sich auch die Entropie des ganzen Universums berechnen. Im Prinzip. Und natürlich ohne weiteres auch die Entropie eines geschriebenen Texts.
So, so. Aber wenn die Sonne auf die eine Hälfte der Zeitung fällt und das Gedruckte zum Teil erwärmt, dann ändert sich die Entropie. Doch bleibt die Information, die ich aus dem Text herauslese, dieselbe. Peter M. macht ein unglückliches Gesicht und sucht nach neuen Ansätzen zum Weiterreden. Ich mache es ihm möglichst schwer. Eine Seite voll zufällig aneinandergereihter Buchstaben, wie sie ein Affe mit einer Schreibmaschine erzeugen könnte, enthält die mehr oder weniger Entropie als ebenso viele Buchstaben im Physikbuch - oder vielleicht genausoviel? Mehr oder weniger Information?
Peter M. gibt auf, nicht ohne die Bemerkung, dass ihm meine Argumentation unfair erscheint (und, unausgesprochen, in Klammern, dumm). Im Grunde lässt sich alles, was auf der Welt ist, aus den vier Maxwellschen Gleichungen ableiten, protzt er im Namen seiner Zunft. Und schränkt gleich ein: Natürlich, was von Menschen gemacht ist, ist was anderes. Das hör' ich gar nicht gerne: als ob der Mensch nicht auch ein Stück Natur wäre! Aber ich sage nichts, heb' mir den Menschen für später auf. Fürs erste genügt der Hinweis auf Tiere und Pflanzen.
Ich nehme ihn ernst: Kannst du aus den Maxwellschen Gleichungen ableiten, wie auf den Flügeln mancher Schmetterlinge die Abbildung zweier Katzenaugen zustande kommt? Und wieso manche Orchideenblüten wie der Hintern bestimmter Insektenweibchen aussehen und von den entsprechenden Männchen auch so verstanden werden? Das könnte Zufall sein, sagt Peter M. Das könnte es in der Tat, aber ein glücklicher Zufall ist es wohl, wenn er dazu führt, dass ein Vogel, der es auf den Schmetterling abgesehen hat, sich plötzlich mit dem Gesicht einer Katze konfrontiert sieht und abhaut. Oder wenn das Insektenmännchen die Orchideenpollen zu einem entfernten Standort transportiert, wo andere Orchideen wachsen, um diese bei seinem fortgesetzten perversen Liebesspiel ungewollt mit dem fremden Samen zu befruchten.
PETER M. KRIEGT einen Whiskey und sagt dann milde: Vielleicht ist das Leben überhaupt bloss ein glücklicher Zufall. Aha, denke ich und füge dem, was er gesagt hat, hinzu: ein glücklicher Zufall, der auf Kopien übertragen wird und eben deshalb ein besonders glücklicher ist, weil er sich auf diese Weise verewigt. Und da hast du es mit deiner Entropie! Es kann schon sein, dass das mit dem Entropiegesetz im grossen und ganzen stimmt, wonach die Energie letztlich überall gleich verteilt ist und unfähig, einen Motor zu betreiben oder einen Ofen zu heizen. Jedoch, solange es noch nicht soweit ist, wirkt dem Prinzip der fortschreitenden Auflösung ein anderes entgegen, das des Lebens, das unentwegt Moleküle aus dem Chaos aufnimmt und sie wohlgeordneten Strukturen einverleibt, die, dank ihrer Fähigkeit, ähnliche Strukturen zu erzeugen, immer mehr Unordnung in Ordnung verwandeln.
Der grundlegende Trick dabei ist die Erfindung der zellulären Kopiermaschine, verwirklicht als schlaue Kombination von Molekülen, die sich identisch wiederholt und die sogar Variationen zulässt, die ebenfalls weitergegeben werden. Ah, darum das mit der Xeroxmaschine vorhin, sagt Peter M., ich verstehe. Aber du hast mich doch noch nicht überzeugt, dass wir nicht ohne den schwammigen Begriff der Information auskommen. Der passt doch eher zu den Journalisten und zu den Politikern als zu uns.
Überheblichkeit des Physikers. Da fällt mir wieder das hochtrabende Gerede mit den Maxwellschen Gleichungen ein. Und ich setze zu meinem grossen Plädoyer an: Sind wir nicht dazu da, die Welt zu erklären? Schon, sagt Peter M. Die Welt in ihrer ganzen Mannigfaltigkeit? Die Sterne am Himmel, das Gestein auf der Erde, samt allem, was sich da an Lebewesen tummelt, und nicht erst heute, sondern seit einer Zeit, die fast so alt ist wie die Erde selbst (und fast so alt wie das Universum, wenn man dem überhaupt ein Alter zuweisen kann)? Erklären, und das heisst nicht bloss eine Formel aufsagen, die bei alledem irgendwie stimmt, heisst nicht das Allgemeinste zum Prinzip machen, das «Alles ist im Fluss» der Alten, die Erhaltung der Energie und des Drehimpulses der Modernen, den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik oder die Unschärferelation der Quantenmechanik. Denn aus diesen schönen und wahren Sätzen kann man nicht ableiten, dass die Passer durch Meran fliesst, nicht, dass es keine Rose ohne Dornen gibt, und nicht, dass Frösche grün sind.
Was ich im Physikbuch lese, gibt mir nur die Grenzen der Mannigfaltigkeit an, die ich erlebe, nicht aber ihren Inhalt, nur was möglich ist, aber nicht, was tatsächlich ist. Natürlich kannst du als Physiker darauf verzichten, von Fröschen zu reden, aber wenn du behauptest, man könne den Frosch, der ins Wasser springt, vollständig beschreiben, indem man ihn auf einen Massenpunkt reduziert und dann aus dem Impuls und der Erdanziehung seine Flugbahn berechnet, so scheint mir das am Wesen des Frosches vorbeizugehen. Ich weiss, was du jetzt sagen willst: der Frosch hat eine innere Struktur, und wenn man die genau kennte, dann wäre an ihm kein Geheimnis mehr, es wäre dann bloss die Aufgabe der Chemiker, diese Struktur bis auf ihre molekulare Zusammensetzung zu zerlegen, und die sind schon auf dem besten Weg dazu.
Ich weiss. Und weiss auch, dass die chemische Analyse eines in einem Mörser zerstampften Frosches eine Unzahl von Bestandteilen ergibt, die fast dieselben sind wie die, die man erhält, wenn man statt des Frosches einen Salamander zerstampft oder eine Maus oder eine Handvoll Flöhe. Was dann? Die Suppe im Mörser liefert keine Erklärung für den Frosch. Es ist beim Zerstampfen offenbar etwas verlorengegangen, was zum Frosch gehört oder zum Salamander, etwas, was das Wesen jedes Tieres ausmacht, nämlich die für jede Art besondere Struktur.
DIE ENTROPIE NIMMT in dem Masse zu, in dem Struktur zerstört wird, sagt Peter M. kühl. Lass mich mit deiner Entropie in Ruh', und hör mir zu. Struktur ist Information, und Information ist sicher, in gewissem Sinne, negative Entropie (Neg-Entropie sagen manche dazu). Aber Information ist mehr, nicht bloss ein Mass, wie Temperatur und Entropie (das ist sie zwar auch), sondern etwas, was mit Form zu tun hat, In-formation gleich Formgebung, Prägung von Form durch Form. Vielleicht verwenden wir dasselbe Wort Information unbedacht in zwei verschiedenen Bedeutungen, einmal als negative Entropie in eurem (und im Shannon-Wienerschen, kybernetischen) Sinne und dann aber in dem Sinn, den du umgangssprachlich nennst, der mir aber der wichtigste zu sein scheint: Information als etwas, was auf etwas anderes hinweist, über etwas anderes Auskunft gibt. Als das, was kopiert werden kann. Entropie kann man nicht kopieren.
Und jetzt sag' ich dir, warum ihr Physiker den Frosch nicht erklären könnt. Nicht etwa, weil er eine Seele hat, für deren Wesen andere Fakultäten zuständig wären (was ich nicht glaube), sondern weil man ihn nicht erklären kann, ohne ihn als Ergebnis von Information zu verstehen, und mit diesem Begriff habt ihr noch nicht umzugehen gelernt. Jedes Tier (und jede Pflanze) ist der Niederschlag von Information, die von ausserhalb kommt, aus der fernen Vergangenheit und aus der Umwelt, in der das Tier lebt und in der seine Vorfahren gelebt haben. Um die Augenflecken auf den Flügeln des Schmetterlings zu erklären, muss man auf die Existenz von Vögeln und Katzen hinweisen, um die grüne Farbe des Frosches zu erklären, auf die Farbe der Blätter der Wasserlilien, auf denen er gerne sitzt. Es wäre freilich eine lange Geschichte, wollte man in der Sprache der Physik auf all die Zusammenhänge eingehen, die den Frosch zu dem gemacht haben, was er ist, aber im Prinzip ist es nicht unmöglich. In der Praxis verwendet man allerdings lieber vereinfachende Ausdrucksweisen, wie die des Zwecks (der Frosch ist grün, damit er vom Storch nicht gesehen wird) oder auch die der Information (auf den Flügeln des Schmetterlings sind Katzenaugen abgebildet). Im Hintergrund bleiben alle Aussagen der Physik unberührt.
Gäbe es nur eine Sorte von Lebewesen auf der Welt, so hätte man das Phänomen längst als eines der vielen gar nicht so erstaunlichen Phänomene in die Physik eingebaut. Begriffe wie Vervielfältigung, Katalyse, Fliessgleichgewicht würden dazu ausreichen. Aber es gibt Millionen von verschiedenen Lebewesen, und jedes verwirklicht eine ganz bestimmte, auf eine wohldefinierte Nische der Welt abgestimmte Lebensweise. Dass es so viele verschiedene Nischen gibt, das ist etwas, was ihr Physiker erklären müsst, denn die Geschichte, die man von euch über die Entstehung des Universums hört, geht von einem überaus symmetrischen Urzustand aus, von dem man auch denken könnte, dass er zu einem total homogenen Universum führt. Aber so ist es nicht. Es gibt Galaxien und Klumpen von Galaxien, Sterne und Planeten, auf diesen Berge und Meere, Buchten und Inseln von bizarren Umrissen, im Grossen wie im Kleinen. Der Zufall ist den Gesetzmässigkeiten der Kosmologie offenbar reichlich beigemischt. Wie die lokalen Zufälligkeiten sich den Lebewesen, die mit ihnen auskommen müssen, aufprägen und wie sie ihre Struktur bestimmen, ist ein Vorgang, für den sich der Begriff der Information anbietet.
So wäre also der Begriff der Information ein Kind der Unordnung. Für mich bleibt er doch eher umgangssprachlich, sagt Peter M.
Ein Begriff, der dort wichtig wird, wo die Gesetzmässigkeiten der Physik aufhören, sage ich. Ein umgangssprachlicher inzwischen, solange wir noch auf einen neuen Galileo warten, der ihm eine mathematische Form geben wird.
Valentin Braitenberg ist emeritierter Direktor des Max-Planck-Instituts für biologische Kybernetik in Tübingen. Er lebt in Tübingen und Meran.