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form+zweck 17

Morphologie / Neobiologie

 

 

Thomas S. Ray

Evolution als Künstler

 

Das Buch der Natur, meinte Galilei, sei in mathematischen Lettern geschrieben. Wer mathematisch belehrt sei, hieß das, könne darin verstehend lesen. Heute ist das Verhältnis zur Natur kein verstehendes, sondern ein dekonstruierendes. Natürlich basiert auch das heutige Verhältnis grundsätzlich auf Zahlen und auch auf Formeln wie zu Galileis Zeiten. Im Unterschied zur mechanisch-beschaulichen Renaissance jedoch wird Natur heute als Entwicklungsprozeß untersucht, werden chaotische Zustände simuliert, künstliche Evolutionen erzeugt. Statt von Formeln und Funktionen sprechen wir heute von genetischen Algorithmen und genetischer Programmierung. Thomas S. Ray ist Biologe, beschrieb seit 1974 die Evolution und Ökologie einer Vielzahl von Organismen, und ist heute ein Guru in der Szene artifizieller Evolutionisten. Der Text gibt eine Einführung in Grundzusammenhänge und -begriffe computergestützter evolutionärer Techniken.

Abstract
Die Evolution ist ein kreativer Prozeß, der durch unabhängiges Wirken Lebensformen von großer Schönheit und Komplexität geschaffen hat. Heute fangen Künstler und Ingenieure an, mit der Evolution zusammenzuarbeiten. In Zukunft könnte es Künstlern möglich sein im Zusammenwirken mit evolutionären Prozessen Werke zu schaffen, die sich in ihrer Schönheit und Komplexität dem organischen Leben annähern. Eine Reihe von Formen des kreativen Zusammenwirkens zwischen Mensch und Evolution wird diskutiert.
Die durch den Menschen geschaffenen Künste: Malerei, Bildhauerei, Musik, Film etc., sind kreative Ausdrucksweisen. Ähnlich ist es bei den lebenden Formen: Pflanzen, Tiere und der Mensch selbst sind ebenfalls kreative Ausdrucksformen. Im Falle der Künste ist die kreative Kraft die menschliche Phantasie. Bei den Organismen hingegen ist es die Evolution.
(...)
Beobachten wir die Geschöpfe der Evolution mit unseren bloßen Sinnen, so sehen wir nur eine einzige Ebene, zum Beispiel die sichtbare Oberfläche einer Orchidee. Auf dieser Oberfläche können wir große Schönheit, Formenreichtum, Feinheit und strukturelle Komplexität erkennen. Die Struktur lebender Systeme ist jedoch weitaus vielfältiger als das, was dem menschlichen Auge zugänglich ist.
Demgegenüber existieren auf der Erde 12 Größenordnungen, innerhalb derer die Evolution materielle und energetische Formen und Vorgänge organisiert hat, beginnend auf der Molekularebene bis hin zu ganzen Ökosystemen.
(...)
Sobald wir die Ebene bloßer Sichtbarkeit verlassen, treffen wir auf Formen, für deren eigenartige Schönheit wir erst neue Sehgewohnheiten entwickeln müssen. So basieren zum Beispiel die Formen von Ökosystemen und metabolischen Pfaden auf den Strömen von Materie und Energie, die diese Systeme durchfließen. Der Formenreichtum, der dadurch entsteht, entzieht sich jedoch dem unbewaffneten Auge. Die meisten Wissenschaftler, die diese Systeme erforschen, entwickeln wahrscheinlich ein dementsprechendes ästhetisches Verständnis dafür. Allerdings handelt es sich hierbei um ein seltenes Schönheitsempfinden, das sich nur entwickeln kann, wenn man auf wissenschaftliche Weise das Leben erforscht.

1. Evolution in anderen Medien
Das Leben auf der Erde entstand durch die Evolution im Medium Kohlenstoffverbindungen. Theoretisch ist der Evolutionsprozeß weder an die Erde, noch an die Kohlenstoffverbindungen gebunden. Genauso wie diese Prozesse auf anderen Planeten in anderen Medien stattfinden könnten, können sie auch im digitalen Medium stattfinden. So wie Künstler in der Lage sind, ihrer Kreativität in unterschiedlichen Medien Ausdruck zu verleihen, vermag dies auch die Evolution.
In den zurückliegenden Jahrzehnten gab es eine große Vielfalt digitaler Anwendungen evolutionärer Prozesse. Obwohl der unterschiedliche Grad in der Verwendung natürlicher oder künstlicher Auslese dabei zu großen Unterschieden geführt hat, ist es im Grunde derselbe kreative Evolutionsprozeß, der auch auf der Erde zur Vielfältigkeit geführt hat. Obwohl diese Anwendungen erheblich in der Künstlichkeit oder Natürlichkeit ihrer Selektionsverfahren variierten, handelt es sich um den gleichen kreativen Evolutionsprozeß, wie er auf der Erde zu einer solchen Vielfalt im organischen Leben geführt hat.
Angesichts des Formenreichtums der organischen Evolution ergibt sich die Frage, welche Vielfalt dieser Prozeß im digitalen Medium hervorbringen kann. Bei den bisher durchgeführten Experimenten haben wir zwar dramatische Transformationen bei den Replikatoren beobachten können, jedoch sind keine hierarchisch aufgebauten komplexen Strukturen entstanden, die mit den Ergebnissen der organischen Evolution vergleichbar wären.

2. Das Zusammenwirken mit der Evolution
Wie können wir am besten mit der Evolution zusammenwirken? Wie können wir mit ihr auf eine Art kooperieren, die unsere eigene Kreativität voranbringt? Wie können wir die Evolution dabei unterstützen, ihr gesamtes kreatives Ausdruckspotential auszuschöpfen?
Es gibt viele Möglichkeiten, mit der Evolution zusammenzuarbeiten. Sie unterscheiden sich durch den Grad, bis zu welchem wir den Evolutionsprozeß durch künstliche Auslese kontrollieren beziehungsweise ihn durch natürliche Auslese sich frei entwickeln lassen, und durch das Ausmaß, in welchem die genetische Sprache (genetic language) die Form der Replikatoren vorbestimmt.
Das eine Extrem reduziert die Rolle der Evolution auf die des Technikers oder Erbauers, der durch Optimierung Teile zu einem Entwurf zusammenfügt, dessen Parameter durch den Menschen vollständig vorgegeben worden sind. Bei dem anderen Extrem kann die Evolution frei die ihr eigenen Entwürfe hervorbringen und verfeinern, und der Mensch stellt nur die Rohstoffe zur Verfügung. Zwischen diesen beiden Extremen gibt es ausgewogenere Möglichkeiten des Zusammenwirkens, bei denen die Evolution Alternativen kreiert und der Mensch eingreift, indem er nach ästhetischen oder anderen Gesichtspunkten selektiert.

2.1. Genetische Algorithmen
Die am stärksten reglementierte Form des Zusammenwirkens ist charakteristisch für den Bereich der »genetischen Algorithmen« (GA).1 Im herkömmlichen Sinne verwenden die genetischen Algorithmen Bit-Stränge, um Lösungswege eines technischen Problems zu kodieren. Genetische Algorithmen sind Optimierungsverfahren, die auf Mutation und Kreuzung von Bit-Strängen innerhalb großer Populationen basieren. Dabei wird die »Fitness« der Lösungen wiederholt bewertet und die »fitteste« Lösung bevorzugt repliziert.
Beim Erstellen des GA wird das Verfahren festgelegt, nach dem der Bit-Strang Lösungen schreibt. Gewöhnlich erfordert das einen Bit-Strang von bestimmter Länge, dessen aufeinanderfolgende Abschnitte die Aufgabe haben, vorgegebene Quantitäten zu repräsentieren - ganz so wie die Koeffizienten einer Gleichung. So wird die Lösungsform im voraus festgelegt und ist am Evolutionsprozeß nicht beteiligt.
Die Forscher, die sich mit genetischen Algorithmen befassen, sprechen meist von »natürlicher Auslese«, um ihren Evolutionsprozeß zu beschreiben. Das ist irreführend, denn der GA stützt sich auf künstliche Auslese. Der Designer des GA schreibt einen »Fitnessfunktionsalgorithmus«, der bestimmt, welche Teile innerhalb einer Population von Bit-Strängen durch Replikation bevorzugt werden.
Es ist hervorzuheben, daß sich die Stränge innerhalb eines GA nicht selbst replizieren. Sie werden, nachdem die Fitnessfunktion sie evaluierte, durch das Simulationssystem kopiert. Dabei können exakte Kopien entstehen oder solche mit »Mutationen« (in Form von bit flips). In vielen Fällen wird lediglich ein Abschnitt des Bit-Stranges, kombiniert mit einem passenden Teil eines anderen favorisierten Stranges, kopiert.
Der genetische Algorithmus repräsentiert ein Extrem im Spektrum der Kontrollmöglichkeiten: die totale Kontrolle. Die GA Software kontrolliert völlig: die Form der Lösung, die Fitnessfunktion, die Natur der genetischen Operatoren und die Replikationsmethode. Diese Methode nutzt das kreative Potential der Evolution am wenigsten aus.

2.2. Genetische Programmierung
Bei einer jüngeren Entwicklung, die als »genetische Programmierung« (GP) bekannt ist, ergeben sich die Lösungen aus einem Geflecht feingliedriger Bäume. Die genetischen Operationen, Mutation und Kreuzung, können an jeder Verzweigung dieses Baumes einsetzen. Bei in der Regel zwei Bäumen wird für den Vorgang der Kreuzung je eine Verzweigung willkürlich ausgewählt. Diese Knoten und alle darüberliegenden Äste und Blätter werden einfach zwischen den Bäumen ausgewechselt.
Bei dieser Methode muß die Form der Lösung nicht im voraus definiert werden und kann sich somit auch entwickeln. Obwohl die genetische Programmierung ein Lösungsspektrum aufzeigt, dessen Form relativ frei ist, herrscht, wie beim genetischen Algorithmus, totale Kontrolle über den Charakter der »Fitnessfunktion« sowie den Replikationsprozess. Indem der Evolution die Freiheit gelassen wird, die Lösungsform zu bestimmen, gestattet die genetische Programmierung eine kreativere Ausnutzung des Evolutionsprozesses. Sie ist bei einer großen Anzahl von Problemen angewendet worden, insbesondere von John Koza.2

2.3. Karl Sims - Virtuelle Wesen
Sims nutzte zur Schaffung einer »Kreatur« ein ähnlich flexibles genetisches System. Diese Kreatur basiert auf Gruppen von Blöcken, die durch flexible Gelenke miteinander verbunden, durch »Muskeln« in Bewegung versetzt und von Kreisläufen kontrolliert werden, wenn möglich, unter Nutzung von Sensoren3 (. 1). Sims setzte diese Block-Kreaturen der Simulation realer physikalischer Bedingungen aus, wie zum Beispiel der Simulation von Wasser oder der Simulation einer Fläche. Zum Selektionskriterium machte er ihre Fähigkeit eine Reihe von Aufgaben zu erfüllen, wie zu schwimmen oder einer Lichtquelle zu folgen oder sich über eine Fläche zu bewegen oder auf einer Oberfläche zu springen.
Diese Experimente produzierten verblüffende und faszinierende Wesen. Manche kamen uns bekannt vor, wie die schwimmende »Schlange« und die laufende »Krabbe«. Andere bewältigten ihre Aufgaben sehr effektiv, bewerkstelligten dies aber mit vollkommen ungewöhnlichen Bewegungs- und Formenmustern. Dieses wilde Wuchern von Formen erinnert an das, was im Tierreich während der Kambrischen Explosion (siehe unten) geschehen ist.
Im Kern ist diese Arbeit vergleichbar mit dem genetischen Algorithmus beziehungsweise der genetischen Programmierung, allerdings basieren die Genotypen eher auf Graphen als auf Strängen oder Baumstrukturen. Wie bei jeder Optimierung ist die Fitnessfunk-
tion vorher festgelegt (zum Beispiel die maximale Schwimmgeschwindigkeit). Das Ziel der Arbeit war jedoch nicht, eine optimale Lösung zu finden, sondern eher eine Vielfalt von Lösungen für jede Fitnessfunktion. Das System war so angelegt, daß eine erstaunliche Vielzahl von Lösungen möglich war und tatsächlich aufgetreten ist.
Statt die Ergebnisse in Form einer Optimierungskurve zu veranschaulichen, die zeigt, wie sich eine Leistung (zum Beispiel die Maximalgeschwindigkeit) über einen bestimmten Zeitabschnitt verbessert, stellte Sims seine Arbeit eher als Entwicklungsgeschichte der Natur dar. Er präsentierte Form und Verhalten einer Vielfalt von Individuen, die im Laufe der Entwicklung entstanden sind.
Eine Auflösung der Fittnessfunktion wurde in einem Experiment verwirklicht, bei dem es darum ging, sich einen Block einzuverleiben (. 2). Diese Besitzergreifung involvierte die Konkurrenz zwischen zwei sich gleichzeitig entwickelnden Populationen, die sich paarweise bewähren mußten. Man kann sagen, daß die Gestalt der kämpfenden Kreatur ein Entwicklungsmoment einer Fitness-Landschaft ist. In diesem Fall lag ein großer Teil der Fitnessfunktion außerhalb der Systemfestlegungen. Das heißt, dieses System läßt zu einem erheblichen Teil natürliche Auslese zu und ermöglicht der Evolution mehr Kreativitat.

2.4. Ästhetische Selektion
Eine Zwischenstufe evolutionärer Kreativität erreichte Sims mit seiner Arbeit »genetic images«. Diese Arbeit beruhte auf einer ungewöhnlich ausgeglichenen Kooperation von Mensch und Evolution. Karl Sims nutzte zur Entwicklung abstrakter Bilder die Methode der genetischen Programmierung und kombinierte sie mit einer Auslese, die auf ästhetischen Kriterien des Anwenders basierte4. Fitness-Funktion ist der Mensch, der für jede Bilder-Generation die Auswahl nach ästhetischen Kriterien trifft. Diese Selektionskriterien sind unbeständig und ändern sich in jeder Generation, da die genetischen Operateure immer neue Entscheidungshorizonte hervorbringen. Bei dieser Art von Zusammenarbeit legt die Evolution ständig neue Entwürfe vor, während der Künstler ästhetisch beurteilt und Orientierung gibt für die Auswahl aus den Vorschlägen der Evolution.

3. Evolution als Künstler
Will man das kreative Potential der Evolution maximal ausnutzen, muß der Mensch seine Kontrolle über den Prozeß weitestgehend aufgeben. Der Mensch schafft nur die Umgebung, in der die Evolution arbeiten soll, er beschafft die Rohstoffe und beobachtet den Evolutionsprozeß und dessen Kreativität. Das bedeutet, daß der Mensch die Evolution in keiner Weise lenkt und somit nicht erwarten kann, daß durch sie nützliche Produkte entstehen.
Noch wissen wir nicht, ob wir von der Evolution im digitalen Medium ein Niveau an Kreativität erwarten können, das mit dem vergleichbar ist, was wir aus der organischen Welt kennen. Es ist allerdings wahrscheinlich, daß die Evolution nur dann ihr kreatives Potential vollständig entwickeln kann, wenn sie sich - unabhängig um welches Medium es sich dabei handelt - frei, allein durch natürliche Auslese innerhalb einer Gemeinschaft sich gleichzeitig entwickelnder Replikatoren entfalten kann.
Bevor ich diesen Gedanken weiterentwickle, möchte ich einige relevante Aspekte der Evolutionsgeschichte auf der Erde diskutieren. Fossilienfunde haben gezeigt, daß die Evolution kurze aber dramatische Kreativitätsschübe aufweist, und dies vor einem Hintergrund, der vornehmlich aus Variationen oder der Erweiterung von Themen besteht, die während dieser Schübe entstehen. Die kreativsten evolutionären Übergangsphasen der Erde wurden erst kürzlich beschrieben.5 Einige der wichtigsten Innovationen waren: die Entstehung der Chromosomen, die Entstehung der Eukaryoten (Einzeller mit Zellkern), die Entstehung des Geschlechtes, die Entstehung vielzelliger Organismen und die Entstehung sozialer Gruppen.
Die schnelle Entstehung und Entwicklung großer vielzelliger Organismen aus mikroskopisch kleinen Einzellern war die vielleicht dramatischste Phase, auf jeden Fall ist sie die am gründlichsten erforschte. Während dieser Kambrischen Explosion, dem »Urknall« der Evolution, wurden die Organismen auf dramatische Weise immer komplexer und die Arten differenzierten sich schnell in eine ökologische Lücke hinein.6
Um das gesamte Potential der Evolution im digitalen Medium wirken zu lassen, sollten wir versuchen, Bedingungen zu schaffen, unter denen es zu ebensolchen fundamentalen Umwandlungen kommen kann. Gelingt uns das nicht, werden wir nicht davon wegkommen, immer wieder Variationen existierender Themen zu schaffen, ohne daß grundsätzlich Neues entsteht.

4. Durch Evolution entstehende Komplexität
Arbeiten die Menschen auf traditionelle Weise mit der Evolution zusammen, wie in der Pflanzen- und Tierzucht und auf dem Gebiet der genetischen Algorithmen und der genetischen Programmierung, steuern sie die Entwicklung einer Population, indem sie entscheiden, welche Mitglieder der Population sich reproduzieren dürfen. Der Züchter sorgt für eine »Fitnessfunktion« beziehungsweise Selektionskriterien.
Züchtung steuert die Evolution innerhalb einer Art und schafft Variationen bereits vorhandener Arten. Allerdings können durch Evolution auch neue Arten entstehen. Eine noch ausgeprägtere Eigenschaft der Evolution ist, daß sie die Komplexität der Replikatoren um mehrere Größen explosionsartig erhöhen kann. Während der kambrischen Explosion kam es innerhalb eines Zeitraumes von drei Millionen Jahren zu einem Komlexitätszuwachs um etwa acht Größenordnungen. Möchte man diese überaus kreativen Eigenschaften der Evolution nutzen, erfordert dies eine vollkommen andere Herangehensweise als dies bei der herkömmlichen Züchtung üblich ist.
Wir wissen, wie man durch künstliche Auslese aus Wildgetreide von geringer Qualität ertragreiches Getreide gewinnen kann. Trotzdem wissen wir nicht, wie man aus Algen Korn züchtet. Es gibt zwei Gründe für diese Unfähigkeit:
1. Wenn alles, was wir kennen, Algen sind, können wir uns Korn nicht vorstellen.
2. Selbst wenn wir alles über Getreide wüßten, haben wir keine Ahnung, wie wir die Entwicklung von Getreide aus Algen steuern sollen.
Unsere Erfahrung aus der Arbeit mit der Evolution besteht darin, daß wir die Entwicklung von Arten durch »Variationen über existierende Themen« lenken können. Wir sind jedoch nicht in der Lage, neue Themen entstehen zu lassen.
Stellen Sie sich vor, kurz vor der Kambrischen Explosion auf der Erde zu sein. Das einzige, was Sie an Lebensformen kennen, sind Bakterien, Algen, Urtierchen und Viren. Ohne vorheriges Wissen könnten Sie sich weder die darauffolgenden Mahagonibäume, noch Giraffen vorstellen. Wir können nicht einmal die Möglichkeiten vorhersehen. Noch weniger können wir wissen, wie man diese Möglichkeiten erreicht, selbst wenn wir sie uns denken könnten.
Stellen sie sich weiter vor, ein Biologenteam ist in dem Moment auf die Erde gekommen, als die kambrische Explosion begann. Angenommen diese Biologen hatten eine Liste nützlicher Organismen (Reis, Weizen, Schweine und so weiter) einschließlich einer vollständigen Beschreibung jedes einzelnen Lebewesens bei sich. Könnten diese Wissenschaftler den Evolutionsprozeß unterbrechen, um die Entstehung dieser Organismen aus ihren einzelligen Vorfahren zu beschleunigen? Dies ist nicht nur unwahrscheinlich, sondern jeglicher Versuch, in den Prozeß einzugreifen, würde die Artenentstehung und den Zuwachs an Komplexität behindern. Angenommen, der Seidenspinner hätte nie existiert, wir hätten uns aber ein Material wie Seide vorstellen können. Es wäre sinnlos zu versuchen, die Entwicklung irgendeines existierenden Lebewesens so zu steuern, daß es in der Lage wäre Seide zu produzieren. Es ist wesentlich produktiver, die durch die Evolution entstandene Fülle von Organismen unter dem Gesichtspunkt zu betrachten, inwieweit sie für die anderen Lebewesen von Nutzen sein könnten.

5. Digitales Artenreservoir
Mit dem Versuch Bedingungen zu schaffen, unter denen die Evolution sich im digitalen Medium mit einer Kreativität ausdrücken kann, die dem ähnelt, was wir von der kambrischen Explosion kennen, habe ich vorgeschlagen, ein »Artenreservoir für digitale Lebewesen«, eine Art Naturreservoir im Cyberspace, zu schaffen. Die Netzwerkinstallation von Tierra7 schafft innerhalb des Internet ein neues Netz, in das digitale Organismen ausgesetzt wurden, die sich durch natürliche Auslese frei entwickeln sollen.
Dieses Netz wird eine komplexe Topologie von Verknüpfungen haben, die die Topologie des Internet, in welche es eingebettet ist, widerspiegelt. Hinzu kommt, daß es komplexe Muster von »Energievorkommen« (CPU-Zyklen) geben wird. Jeder Knoten des Netzes durchläuft einen täglichen Aktivitätszyklus und reflektiert damit die Gewohnheiten des Nutzers, der an diesem Knoten arbeitet. Die Verfügbarkeit von CPU-Zeit für Tierra wird die Aktivität des Nutzers widerspiegeln, da für Tierra nur die Energie bereit steht, die der Anwender nicht für seine Operationen benötigt. Statistisch wird für die digitalen Organismen nachts, wenn die Nutzer schlafen, mehr »Energie« vorhanden sein.
Die digitalen Lebewesen werden dem selektiven Druck ausgesetzt sein, sich an den Knoten mit der meisten Energie aufzuhalten, indem sie zeitliche und räumliche Ressourcen (so zum Beispiel die CPU-Energie) wahrnehmen und darauf reagieren. Das kann eine tägliche Wanderung um die Erde, immer auf deren Nachthälfte, bedeuten. Kurz gesagt, müssen die digitalen Lebewesen in der Lage sein, auf ständig wechselnde Bedingungen zu reagieren und sich intelligent durch das Netz zu bewegen.
Digitale Wesen, die sich in einer derartigen Umgebung entwickeln, müssen nicht nur auf die Bedingungen im Netz selbst reagieren, sondern auch mit dem Vorhandensein anderer Organismen zurechtkommen. Angenommen ein Knoten verfügt über sehr viel Energie, so wäre es nicht angeraten, wenn alle Organismen dorthin wanderten. Sie würden nicht alle hineinpassen oder müßten sich die Energievorräte in zu kleine »Portionen« teilen. Auf diese Weise kommt es zu einer Selektion entsprechend des sozialen Verhaltens, abhängig davon ob die Organismen in Gruppen oder als Einzelwesen leben.
Die komplexe Topologie des Netzwerkes sowie die heterogenen und ständig wechselnden Muster bezüglich der Verfügbarkeit von Energie müßten eine Auslese von Verhaltensweisen begünstigen, die komplexer sind als die einfache Reproduktion. Man hofft, daß dies eine Entwicklung hin zu mehr Komplexität in Gang setzt. Hat dieser Verlauf erst einmal begonnen, müßten die Interaktionen der immer komplizierteren Organismen untereinander zu einer weiteren Steigerung der Komplexität führen. Bei dem ursprünglichen Tierra, mit nur einem Knoten, beruhte die Entwicklung, die am häufigsten beobachtet wurde, auf der gegenseitigen Anpassung der Organismen (Parasitismus, Immunität, soziales Verhalten etc.)8. Genau diese Art von Dynamik kann in einem entstehenden ökologischen System zu einer sich selbst beschleunigenden Steigerung von Komplexität und Artenvielfalt führen. Die Komplexität des lebenden Systems ist unabhängig von der Kompliziertheit des physikalischen Systems, in das die Evolution eingebettet ist.

6. »Erntezeit«
Die hier verfochtene Strategie überläßt der natürlichen Auslese die Hauptarbeit bei der Steuerung der Evolution und der Entstehung von komplexen digitalen Organismen. Sie werden »wild« sein und frei innerhalb des digitalen Artenreservoirs leben. Um die Belohnung einzustreichen und nützliche Produkte zu schaffen, werden wir diese Organismen ernten, und in manchen Fällen die wilden Lebewesen zähmen müssen, so wie unsere Vorfahren vor tausenden von Jahren Wölfe domestiziert und Getreide veredelt haben. Einige der nützlichen Evolutionsprodukte sind: Reis, Getreide, Weizen, Karotten, Rinder, Milchvieh, Schweine, Hühner, Hunde, Katzen, Guppies, Baumwolle, Mahagoni, Tabak, Nerze, Schafe, Seidenspinner, Hefe, Alligatoren und Penizillin. Alle diese Produkte stammen von Organismen ab, die spontan von einem Ökosystem erzeugt wurden, in dem sich die Lebewesen frei durch natürliche Auslese entwickeln konnten. Manche von ihnen werden im Wesentlichen als Naturprodukte genutzt und geerntet, viele allerdings sind veredelt beziehungsweise domestiziert.
Durch die Züchtung von Pflanzen und Tieren hat der Mensch über zehntausende von Jahren die Entwicklung anderer Arten gelenkt und somit die Grundlage für die für unsere Zivilisation lebensnotwendige Landwirtschaft geschaffen. Wir lenken die Evolution durch Züchtung, das heißt durch künstliche Auslese innerhalb einer Population.
Die »Ernte« der digitalen Evolutionsprodukte muß mit der Beobachtung beginnen. Die Naturforscher des digitalen Mediums müssen den digitalen »Dschungel« erkunden und dabei Entstehungsgeschichte, Ökologie, Evolution, Verhalten, Physiologie, Morphologie und weitere Aspekte der Biologie der Lebewesen im digitalen Ökosystem beobachten, genauso wie die Tropenbiologen heute unsere organischen Dschungel erkunden.
Dabei können die digitalen Biologen gelegentlich auf Informationsprozesse stoßen, für die sie eine Anwendung sehen. An diesem Punkt können einige Individuen eingefangen, und zum näheren Studium in Labore beziehungsweise auf Farmen zur Weiterzucht gebracht werden. In manchen Fällen können Züchtung und Gentechnik (Einfügen von handgeschriebenen Codierungen oder von Codierungen anderer digitaler Organismen) miteinander kombiniert werden. Das Ziel dabei ist, den Prozeß in seiner Leistungsfähigkeit zu fördern, für den eine Anwendung möglich ist, und ungewünschte »wilde« Entwicklungen zu verringern. Manche digitale Wesen werden sich besser als andere domestizieren lassen, so wie es auch bei den wirklichen Lebewesen der Fall ist (Alligatoren lassen sich nicht zähmen, auch wenn wir sie wegen ihrer Haut immerhin in Farmen halten können).
Ganz offensichtlich werden die Organismen, die sich innerhalb des Artenreservoirs im Internet entwickeln, Anpassungen hervorbringen, um effektiv durch das Netz zu surfen. Wir können jetzt noch nicht sagen wohin die Evolution in der digitalen Welt führen wird. Also müssen wir aufmerksame Beobachter bleiben, phantasievoll bei unseren Interpretationen und offen für neue Anwendungsmöglichkeiten.

7. Eine neue Ästhetik
Die Ergebnisse einer vollkommen freien Evolution im digitalen Medium sind in der Natur weder hör- noch sichtbar. Deshalb werden sie nicht als konventionelle künstlerische Werke anerkannt werden. Genauso aber wie die Wissenschaftler in der Lage waren, eine ästhetische Wertschätzung für die unsichtbaren Formen der lebenden Natur zu entwickeln, wäre eine Ästhetik denkbar, die die Schönheit digitaler Wesen reflektiert. Wenn die Evolution im digitalen Medium ihre Kreativität in einer Vielfalt zum Ausdruck bringen kann, die vergleichbar ist mit dem, was in der organischen Welt entstanden ist, so müßten die digitalen Evolutionsprodukte vergleichbar reich in ihren Formen und Prozessen und sicherlich schön anzusehen sein. •

 

1 Goldberg DE Genetic algorithms in search, optimization, and machine learning. Addison-Wesley, Reading, MA 1989
Holland JH Adaption in natural and artificial systems: an introductory nanlysis with applications to biology, control, and artificial intelligence. University of Michigan Press, Ann Arbor 1975
2 Koza JR Genetic Programming, on the programming of computers by means of natural selection. MIT, Cambridge, MA 1992
3 Sims K Evolving 3D morphology and behavior by competition. In: Brooks R/ Maes P (eds) Artificial Life IV Proceedings. MIT, Cambridge, MA, pp 28-39 1994
Sims K Evolving virtual creatures, Computer Graphics (Siggraph ‘94) Annual Conference Proceeding, pp 15-22 1994
4 Sims K Artificial Evolution for Computer Graphics, Computer Graphics (Siggraph ‘91 proceedings), Vol. 25, No. 4, pp 319-328 1991
5 Maynard Smith J, Szathmary E The major transitions in evolution. Freeman Oxford 1995
6 Gould SJ Wonderful life. W. W. Norton, pp. 347 1989
7 Ray TS An approach to the synthesis of life. In: Langton C, Taylor C, Farmer JD, Rasmussen S (eds) Artificial Life II, Santa Fe Institute Studies in the Sciences of Complexity, vol. X. Addison-Wesley, Redwood City, CA, pp 371-408 1991
Ray TS An evolutionary approach to synthetic biology: Zen and the art of creating life. Artificial Life 1(1/2): 195-226. Reprinted in: Langton CG (eds) Artificial Life, an overview. MIT, Cambridge, MA 1994
Ray TS A proposal to create a network-wide biodiversity reserve for digital organisms. ATR Technical Report TR-H-133. Available by ftp at tierra.slhs.udel.eduas/ tierra/doc/reserves.tex 1995
8 Ray TS An approach to the synthesis of life. In: Langton C, Taylor C, Farmer JD, Rasmussen S (eds) Artificial Life II, Santa Fe Institute Studies in the Sciences of Complexity, vol. X. Addison-Wesley, Redwood City, CA, pp 371-408 1991