Ein Samen lebt, weil in ihm ein biochemischer Mechanismus genetische Informationen perfekt und vollautomatisch so verarbeitet, dass eine ganz spezielle Pflanze vorprogrammiert entsteht. Dasselbe gilt für ein Ei, aus dem ein genau definiertes Lebewesen entsteht. Pflanzen und Tiere leben, weil in ihnen ständig Informationen verarbeitet werden, aber gilt dies auch für unser Universum? Ist es wie eine Pflanze aus einer speziellen Art Samen entstanden? Bildet ein „Samen“ den Anfangszustand des Universums, welcher für eine ganz bestimmte vollautomatische Entwicklung und keine andere mit speziellen Informationen vorprogrammiert wurde? Wenn ja, dann gibt es auch andere Formen des Lebens. Und was zeichnet sie aus? Was definiert Leben? Da Nichts aus dem Nichts entsteht, muss es auch eine Ursache haben, die kausal auf den Beginn des Universums zurückzuführen ist. Diese Fragen können in diesem Artikel anhand aktueller naturwissenschaftlicher Erkenntnisse beantwortet werden.
Einführung
Allein die Tatsache, dass wir als Menschen neben unserem körperlichen Leben auch noch ein völlig anderes geistiges Leben führen können und dass sich die Technik mit künstlicher Intelligenz um künstliches Leben bemüht, beweist die Existenz verschiedenartiger Lebensformen. Da es also neben den biologischen Lebensformen auch noch andere gibt, brauchen wir eine allgemein gültige Definition des Lebens, die die wesentlichen Elemente des Lebens charakterisiert.
Alle uns bekannten Lebensformen basieren auf Informationen und einem zugehörigen Mechanismus, der sie verarbeitet. Unser körperliches Leben spielt sich in allen Körperzellen durch einen biochemischen Mechanismus ab, der genetische Informationen verarbeitet. Er ist verantwortlich für die Entstehung unseres Körpers und für seine Körperfunktionen. Unser geistiges Leben spielt sich ausschließlich in unserem Gehirn durch einen anderen biochemischen Mechanismus ab, der Sinnesinformationen verarbeitet. Ihn nennen wir unseren Geist. Er ist für das, was wir denken, wissen und wollen verantwortlich und bildet unsere geistige Persönlichkeit.
Die Begriffe Information und Informationsverarbeitung haben in den letzten Jahrzehnten durch neuartige elektronische Hightech-Geräte große Bedeutung erlangt und unser Leben geprägt. Mit ihnen hat die Menschheit künstliche geistige Lebensformen elektronischer Art, beispielsweise in Computern und Smartphones, entwickelt und in ihnen künstliche Intelligenz generiert. Wir sind auch schon dabei, mit ihnen künstliche körperliche Lebensformen technischer Art, z.B. Roboter mit menschlichen Fähigkeiten zu entwickeln, die als Vorläufer von künstlichem Leben gelten. Die Definition des Lebens über die Fähigkeit der Informationsverarbeitung hat sich damit inzwischen international auch technisch etabliert. Mit dem Begriff AL (Artificial Life), insbesondere in der Kombination von soft und hard AL, verbindet man das Ziel, unabhängig denkende und handelnde künstliche technische Lebensformen zu schaffen, die durch künstliche Intelligenz (KI) geprägt sind. Diese Roboter wären uns dann irgendwann als intelligente Maschinen nicht nur körperlich, sondern auch geistig überlegen.
Mit unseren aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen kann damit physikalisches, biologisches und technisches Leben wie folgt allgemein und eindeutig definiert werden:
Leben ist Informationsverarbeitung. Es zeichnet sich durch einen Mechanismus aus, den wir als physikalischen, chemischen, biologischen oder technischen Geist bezeichnen, weil er unsichtbar in einem zugehörigen materiellen System oder Körper jeweils sehr spezifische Informationen verarbeitet und in Aktionen umsetzt.
Da Informationen geistig sind und auch die Mechanismen, die Informationen verarbeiten, nichts Materielles darstellen, ist es gerechtfertigt, sie als spezielle Formen des Geistes zu bezeichnen. Bei seiner Arbeit ist der Geist sowohl geistig als auch körperlich aktiv. System/Körper und Mechanismus/Geist bilden immer eine untrennbare Einheit.
Informationen werden immer auf materiellen Informationsträgern abgespeichert, deshalb ist der Geist/Mechanismus, der sie verarbeitet, auch immer in einem zugehörigen materiellen System (einer biologischen Zelle, einem Gehirn, einem Körper oder einem Gerät) aktiv. Die verschiedenen Mechanismen, bzw. verschiedenen Formen des Geistes leisten alle eine Arbeit und müssen deshalb auch mit Energie versorgt werden.
– Der genetische Geist arbeitet in den Körperzellen von Pflanzen, Tieren und Menschen mit nahezu unveränderlich vererbten genetischen Informationen.
– Der neuronale Geist arbeitet in Gehirnen. Er steuert mit genetisch vererbten Informationen über das vegetative Nervensystem alle Körperfunktionen, z.B. die der Muskeln und Organe. Unabhängig davon bildet er mit der Sprache und den Sinnesinformationen auch unseren menschlichen denkenden Geist.
– Der elektronische Geist arbeitet in technischen Geräten mit eingegebenen digitalen Informationen, die der menschliche denkende Geist entworfen hat.
Der genetische Geist folgt einem unbeugsamen Willen, der alle chemischen Prozesse in den Körperzellen vorprogrammiert steuert und sie zwingt, etwas nach einem präzisen Plan entsprechend physikalisch-chemischen Gesetzmäßigkeiten aufzubauen. Dieser Prozess ist vergleichbar mit der Konstruktion eines komplizierten Gebäudes, das nach einem feststehenden Plan mit der entsprechenden Infrastruktur (Wasserleitungen und Elektrokabeln) aufgebaut wird.
Der genetische Geist zwingt auch den in den Neuronen arbeitenden neuronalen Geist mit einem unbezwingbaren Willen, innere Körperfunktionen nach einem feststehenden Plan vorprogrammiert ablaufen zu lassen. Auch dies ist vergleichbar mit der Ausstattung eines Gebäudes mit automatischer Heizungsanlage, Warm- und Kaltwasserversorgung, elektrischer Energieversorgung, Ausstattung mit elektronischen Geräten zum Empfang und Senden von Nachrichten usw.eizung, elektrischer Energieversorgungeizung, elektrischer Energieversorgungeizung, elektrischer Energieversorgungeizung, elektrischer Energieversorgungeizung, elektrischer Energieversorgung
Der menschliche denkende Geist nutzt den neuronalen Geist, um eigene aus seinem Umfeld aufgenommene Sinnesinformationen zu verarbeiten. Dieser Prozess läuft zwar mit vererbten Mechanismen ab, aber nicht um etwas aufzubauen, sondern um geistig oder körperlich auf selbst erzeugte Informationen aus den Sinnesorganen, die nichts erzwingen oder vorschreiben, sinnvoll zu reagieren. Ob etwas oder was mit diesen Informationen geschieht, ist nicht vorprogrammiert und kann je nach Lage der Dinge entschieden werden. Die geistige oder körperliche Reaktion folgt dabei nicht allein den angebotenen optischen oder akustischen Informationen, sondern unterliegt zusätzlich zahlreichen unterschiedlichen subjektiven Einflüssen auf Basis der mentalen und körperlichen Verfassung sowie der eventuellen Nutzung oder Ignoranz von abgespeicherten Erfahrungen und erlerntem Wissen.
Der elektronische Geist folgt wie der genetische Geist einem unerbittlichen Willen, der alle physikalischen Prozesse von Menschenhand vorprogrammiert in einem elektronischen Gerät steuert und sie zwingt, etwas nach digitalen Informationen und physikalisch-mathematischen Gesetzmäßigkeiten präzise auszuführen. Er ist ein Sklave der Menschen. Das Ergebnis seiner Arbeit teilt er uns dann, wie wir es wollen, entweder schriftlich per Ausdruck, optisch per Bildschirm oder akustisch per Lautsprecher mit.
Wissenschaftliche Fakten zur Entstehung des Universums
Alle kosmologischen Untersuchungen sowie alle damit zusammenhängenden naturwissenschaftlichen Experimente und Theorien führen zu dem eindeutigen und inzwischen weltweit wissenschaftlich akzeptierten Ergebnis, dass das Universum vor ca. 13,8 Milliarden Jahren aus einem Punkt entstanden ist. Dabei sind Energie, Materie, Raum und Zeit gleichzeitig entstanden. Die zugehörige vielfach bestätigte Urknalltheorie beschreibt allerdings keine Explosion in einen bestehenden Raum, sondern die extrem schnelle Ausdehnung des Raums aus einer sogenannten Singularität. Diese Erkenntnis ergibt sich formal, indem man die aus der Spektralverschiebung der Sterne abgeleitete Entwicklung des expandierenden Universums mithilfe der vielfach bestätigten Allgemeinen Relativitätstheorie zeitlich zurückverfolgt. Dabei nähert man sich rechnerisch einem Punkt, der den Zeitpunkt Null des Universums definiert, an dem die Energie- und Materiedichte sowie die Temperatur unendlich groß und alle Abstände Null werden. In diesem singulären Zustand existierten weder Raum noch Zeit sowie auch noch keine Energie und keine Materie, wie wir sie kennen. Er entzieht sich damit völlig jeglicher Beschreibung entsprechend den Gesetzmäßigkeiten unserer realen Welt. Erst ab etwa einer millionstel Sekunde nach dem Urknall, als die Phase der sogenannten Inflation endete und sich mit den Elementarteilchen die erste Materie des Universums bildete, kann der weitere Verlauf der Entwicklung des Universums mit den uns bekannten Naturgesetzen exakt beschrieben und deshalb auch gut verstanden werden.
Die ersten Teilchen, die unmittelbar nach dem Urknall die uns heute bekannte Materie des ganzen Universums bildeten, sind die Elementarteilchen, deren physikalische Eigenschaften experimentell in allen feinsten Details bekannt sind. Sie bildeten den Anfangszustand des Universums, aus dem sich das Universum in einer eindeutig geregelten, prädestinierten Art und Weise entwickelte.
Wie in diesem Artikel gezeigt wird, bildeten sie eine spezielle Art „Samen“ des Universums, der wie der Samen einer Pflanze alle Informationen für eine vorprogrammierte Entwicklung des Universums enthielt. Dieser unmittelbar nach dem Zeitpunkt Null entstandene „Samen“ des inzwischen nahezu unendlich großen Universums war riesig groß. Er hatte nach dem Standardmodell der Kosmologie eine Ausdehnung von etwa 700-mal den Abstand Erde-Sonne und das Fünffache der Dichte der Atomkerne. Mit diesem Anfangszustand kann das Universum gemäß den uns bekannten und durch gesicherte Experimente und Beobachtungen gestützten physikalischen Theorien wie der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenfeldtheorie eindeutig und lückenlos beschrieben werden.
Auch ohne die Details der Urknalltheorie zu kennen und zu verstehen, ist es leicht nachvollziehbar, dass der Anfangszustand des Universums, in dem alle heutigen Sonnensysteme in einem Punkt komprimiert waren, eine unglaublich hohe Temperatur besaß, bei der nur Elementarteilchen existieren konnten. Sie bilden deshalb auch den Anfangszustand des Universums, da jede andere Forme der Materie, sogar Atome und Atomkerne unter diesen Bedingungen in ihre Bestandteile zerfallen würden.
Was zeichnet einen Samen aus?
Erstens, der Samen einer Pflanze enthält die genetischen Informationen, mit denen der Aufbau einer ganz bestimmten Lebensform in allen Details präzise vorprogrammiert ist. Zweitens, er lebt, weil die genetischen Informationen durch einen entsprechenden biochemischen Mechanismus, dem genetischen Geist, verarbeitet werden. Drittens, wenn er gut mit Nährstoffen versorgt wird, dann wirken Kräfte und es entsteht aus ihm im Lauf der Zeit eine ganz bestimmte Pflanze in höchster Präzision über verschiedene vorprogrammierte Entwicklungsstufen.
Da Informationsverarbeitung eine geistige Arbeit in einem körperlichen System ist, die Kräfte verursacht, finden in jedem Samen im Lauf seiner Entwicklung zu einer Pflanze geistige und materielle bzw. körperliche Aktionen statt. Das ist eine Arbeit, die Energie z. B. in Form von Wärme verbraucht.
Im Folgenden soll gezeigt werden, dass der Anfangszustand des Universums, der sich durch die ersten realen Teilchen auszeichnete, die auch heute noch existieren, als „Samen“ des Universums bezeichnet werden kann. Es handelt sich dabei um das riesige Gebilde der Elementarteilchen, die als erstes nach dem Urknall aus einer unsichtbaren Singularität entstanden sind. Mit ihren inzwischen bekannten sehr speziellen Eigenschaften tragen sie spezifische Informationen, nach denen der Ablauf der Entwicklung des Universums von Anfang an präzise festgelegt wurde. Er durfte keineswegs beliebig erfolgen, sondern musste in einer ganz bestimmten Art und Weise prädestiniert abgewickelt werden.
Jeder Samen enthält mit speziellen Informationen ein eindeutiges Programm, welches ein entsprechender ebenso spezieller Mechanismus über alle Entwicklungsstufen präzise umsetzt.
Es wird gezeigt, dass auch der „Samen“ des Universums spezielle Informationen enthielt, die in der ersten Phase der physikalischen Evolution ein zugehöriger spezieller rein physikalischer Mechanismus, der als elementarer Geist bezeichnet wird, präzise umsetzte. Mit ihm bildeten sich aus den Elementarteilchen nach evolutionären Prinzipien nach und nach Atome, Moleküle und biologische Systeme, aus denen sich schließlich Lebewesen entwickeln konnten. Dies beweist, dass es sich bei dem Anfangszustand des Universums um ein lebendes System handelt, das wie ein Samen für eine prädestinierte Entwicklung des Universums über mehrere Zwischenstufen sorgt. Natürlich ist ein Universum viel komplexer, als z.B. ein Apfelbaum, aus dessen Samen zuerst Wurzeln, dann ein Baumstamm, Äste, Zweige Blätter, Blüten und schließlich Früchte entstehen.
Was zeichnet den „Samen“ des Universums aus?
Die nur wenige Sekundenbruchteile nach dem Urknall entstandenen Elementarteilchen waren und sind die kleinsten Teilchen der Materie unserer realen Welt und des Universums. Anhand der wissenschaftlichen Erkenntnisse der letzten Jahrzehnte konnten sie mit einem enormen technischen Aufwand einzeln in Laborexperimenten identifiziert, hergestellt und bis ins feinste Detail untersucht werden. Alle Daten zu Masse, Spin und Ladung sind zusammen mit ihrer Rolle entweder als Materie- oder Austauschteilchen im Standardmodell der Elementarteilchenphysik zusammengefasst. Ihre Eigenschaften und ihre Wechselwirkungen sind deshalb heute in allen Einzelheiten bekannt. Die Informationen, die sie charakterisieren, sind durch ihre spezifischen Eigenschaften gegeben, die sie bei ihren Wechselwirkungen ihrem jeweiligen Reaktionspartner mitteilen. Durch ihre Kommunikationsfähigkeit stellen sie die ersten Lebensformen des Universums dar.
Mit den Elementarteilchen und ihren Eigenschaften ist nicht nur die erste Materie, sondern auch die erste rein physikalische Information nach dem Urknall entstanden. Heute wissen wir, dass es genau 17 Arten von Elementarteilchen ohne die entsprechenden Antiteilchen gibt: 6 Quarks, 6 Leptonen und 5 Bosonen. Sie bauten in Folgeschritten die heutigen Atome auf.
Die Elementarteilchen lassen sich in zwei Arten aufteilen:
- die Fermionen (Quarks und Leptonen). Sie sind die kleinsten Teilchen der Materie, die eine Masse tragen. Sie werden deshalb auch als Materieteilchen bezeichnet.
- die Bosonen. Sie sind für den Informationsaustausch und die dabei verursachten Kräfte zwischen den Materieteilchen zuständig. Aufgrund dieser Eigenschaften werden sie auch als Austauschteilchen oder Kraftteilchen bezeichnet.
Die Elementarteilchen sind als erstes in unserem Universum entstanden. Sie enthalten die elementarsten Informationen, die uns heute messtechnisch zugänglich sind. Ihre Informationen geben uns u. a. Auskunft über ihre Masse, ihre Ladung und ihren Spin und charakterisieren mit ihnen eindeutig ihre Identität, so wie man auch Menschen über die Informationen, die z.B. im Reisepass enthalten sind, identifizieren kann.
Die Wechselwirkungen zwischen jeweils zwei Fermionen, die mithilfe von ebenfalls jeweils zwei Austauschteilchen zustande kommen, werden durch die Quantenfeldtheorie und die zugehörigen Feynman-Diagramme präzise beschrieben. Sie erfüllen zusätzlich die Gesetze der speziellen Relativitätstheorie und der Quantenmechanik. Das Wesentliche lässt sich wie folgt anschaulich beschreiben:
Zwei Masseteilchen verhalten sich ähnlich wie Erde und Mond. Ihre Kraftwirkung wird über Kraftfelder durch das Gravitationsgesetz beschrieben. Zwischen Erde und Mond gibt es allerdings keine Verbindung, dennoch wirkt eine Kraft. Damit eine Kraft entstehen kann, muss die Erde eine Information vom Mond und dieser eine Information von der Erde erhalten, sonst wüssten die beiden nichts voneinander. Da die Information (die bei Elementarteilchen von den Fermionen stammt) durch Quanten, das sind kleinste Teilchen (bei Elementarteilchen die zugehörigen Bosonen) kommuniziert wird, spricht man dabei von der Quantenfeldtheorie, mit der man die dabei entstehenden Kraftfelder beschreiben kann.
Bei jeder Wechselwirkung teilen die jeweils betroffenen Elementarteilchen, die Fermionen, ihre Informationen über ihre spezifischen Eigenschaften (ihre Identität) mit ihren zugehörigen Austauschteilchen, den Bosonen, mit. Damit sind sie wie wir Menschen in der Lage, sich gegenseitig zu erkennen und Informationen mit ihresgleichen auszutauschen.
Die Erkenntnis, dass schon die kleinsten unteilbaren Teilchen der Materie in Analogie zum Menschen wahrnehmungsfähige Wesen sind und deshalb neben dem Körper auch noch einen Geist besitzen, der mit Informationen arbeitet, bestätigt die Monadentheorie von Leibniz, der vor mehr als 300 Jahren natürlich noch nichts von Elementarteilchen und einem Informationsaustausch zwischen Elementarteilchen wusste. Sein Grundgedanke ging aber zu Recht davon aus, dass alle Eigenschaften der Natur und damit auch alle Wesensmerkmale der Menschen in einer endlosen Kausalkette ihre Ursache in den kleinsten Teilchen der Materie haben sollten.
Die Genesis der Elementarteilchen aus der Anfangssingularität, die den „Samen“ des Universums bildeten, kann keineswegs als evolutionärer Prozess beschrieben werden, da kein realer physikalischer Mechanismus bekannt ist, der aus einer Singularität, also aus einem Punkt, quasi aus dem Nichts, mit einem imaginären Mechanismus und imaginärer unendlicher Energiedichte den realen „Samen“ des Universums bilden könnte. Der erste Schritt, der zu dem „Samen“ des Universums führte, ist der Ursprung einer Kausalkette, der nicht mit den späteren Mechanismen der Evolution, die durch Mutation und Selektion beschrieben werden, erklärbar ist. Das unterscheidet ihn von allen physikalischen, chemischen und biologischen Folgeschritten der Kausalkette, die den Naturgesetzen unterliegen und durch Informationsaustausch verursacht werden. Die dabei jeweils entstehenden anziehenden Kräfte lassen die Teilchen zu neuen zusammengesetzten Teilchen mit völlig neuen und deshalb emergenten Informationen reagieren.
Physikalische Evolution der Information
Mit dem „Samen“ des Universums startete die physikalische Evolution der Materie mit den Informationen der Elementarteilchen und den zugehörigen Mechanismen der Informationsverarbeitung. Die Fähigkeit der Fermionen bei allen Wechselwirkungen ihre Eigenschaften mit ihren Bosonen zu kommunizieren, führte bei ihrer Verarbeitung zu den vier Fundamentalkräften. Die beiden Fundamentalkräfte, die unbemerkt von uns auch heute noch in den Atomkernen wirken, sind die schwache und starke Kernkraft. Sie treten in unserem täglichen Leben nicht in Erscheinung. Nur die beiden anderen Fundamentalkräfte, die Gravitationskraft und die elektromagnetische Kraft, sind für uns wichtig, da sie mit der uns bekannten Materie alle Aktionen auf unserer Welt bestimmen. Sie bilden die Basis der mathematisch exakt beschreibbaren Naturgesetze, nach denen alle Ereignisse auf unserer Welt mit höchster Präzision ablaufen. Dass die Naturgesetze universell und für alle Zeiten seit dem Urknall gelten, wird durch alle Beobachtungen der Astronomie und der Paläogeologie gestützt.
Der elementare Informationsaustausch zwischen den Elementarteilchen, ist etwas ganz Besonderes. Es ist ein instantaner wechselseitiger Austausch, bei dem die beiden kommunizierenden Partner zum gleichen Zeitpunkt jeweils auch gleichzeitig Sender der eigenen und Empfänger der fremden Information sind. Der dabei aktive elementare Geist, der die eigene elementare Information mit der fremden des Reaktionspartners verarbeitet, erzeugt die entsprechende Fundamentalkraft. Der Mechanismus bei den Wechselwirkungen der Elementarteilchen unterscheidet sich damit grundsätzlich von allen anderen biologischen und technischen Mechanismen, die z.B. die genetischen Informationen, die Sinnesinformation oder die elektronischen Informationen verarbeiten. Bei ihnen findet die Informationsverarbeitung nicht in einem, sondern in mehreren Schritten statt, die durch Absenden, Transport und Empfang der Information charakterisiert sind. Die dabei durch die Fundamentalkraft entstehenden Reaktionen finden jeweils beim Absenden und Empfang, also zu zwei verschiedenen Zeitpunkten, statt.
Die physikalische Evolution der Materie und ihrer Information startete erst, nachdem sich der „Samen“ des Universums ausgedehnt und dabei etwas abgekühlt hatte. In ihm waren alle 17 Arten von Elementarteilchen natürlich mit denselben speziellen Eigenschaften ausgestattet, so wie wir sie auch heute im Detail kennen. Als erstes wirkte die starke Kernkraft zwischen den Quarks und ihren zugehörigen Bosonen. Von den vielen Kombinationsmöglichkeiten der verschiedenen Quarks sind allerdings nur die Nukleonen stabil. Von ihnen hat das Proton eine unendliche Lebensdauer und das ungebundene Neutron hat eine mittlere Lebensdauer von etwa 15 Minuten. Die positiv geladenen Protonen bestehen aus jeweils zwei Up-Quarks und einem Down-Quark und die neutralen Neutronen aus jeweils zwei Down-Quarks und einem Up-Quark. Die Eigenschaften der so gebildeten Protonen und Neutronen unterscheiden sich u.a. aufgrund der Bindungsenergie des Elementarteilchenverbundes und ihrer Anregungszustände, die die Elementarteilchen allein nicht kennen. Die Nukleonen tragen deshalb andere emergente Informationen als die Elementarteilchen, aus denen sie entstanden sind.
Aus der Vielzahl der Kombinationsmöglichkeiten der Elementarteilchen, die den Mutationen der genetischen Erbanlagen entsprechen, stehen aus Stabilitätsgründen nur die aus ihnen zusammengesetzten Protonen und Neutronen, die Nukleonen, für weitere Evolutionsschritte zur Verfügung. In Analogie zum „survival of the fittest“ bei den Lebewesen ist die Stabilität der gebildeten neuen Teilchen das Selektionskriterium der physikalischen Evolution der Materie und ihrer Information, da nur stabile Teilchen „überleben“ und eine Chance für eine weitere evolutionäre Entwicklung haben.
Die Informationen, die die Elementarteilchen beschreiben, betreffen ihre zahlenmäßig überschaubaren individuellen physikalischen Eigenschaften. Zu diesem geänderten Satz von Eigenschaften kommen bei den zusammengesetzten Teilchen immer neue emergente Eigenschaften hinzu, die es zuvor noch nicht gab. Dazu zählen ihre Bindungsenergien, die ihre jeweiligen Lebensdauern bestimmen und ihre Anregungszustände, die sie z.B. bei Wechselwirkungen mit Photonen einnehmen können.
Mit den Nukleonen entstanden die ersten leichten Atomkerne, die mit den negativ geladenen Elektronen und der elektromagnetischen Kraft die ersten neutralen Atome, vor allem Wasserstoff und Helium, bildeten. Die schwereren Atome, die wir ebenfalls aus dem Periodensystem der Chemie kennen, entstanden erst viel später im Lauf von Jahrmilliarden. Nur durch die Zusammenlagerung von Nukleonen zu Atomkernen werden die Neutronen durch die Bindung mit der starken Kernkraft stabil und zerfallen nicht mehr. Mit ihren Bindungsenergien und Anregungszuständen werden bereits in den Atomkernen emergente Informationen erzeugt.
Aus der Vielzahl der Kombinationsmöglichkeiten (Mutation) der Nukleonen und Elektronen steht aus Stabilitätsgründen (Selektion) nur eine begrenzte Anzahl von Atomen für weitere Evolutionsschritte zur Verfügung, bei denen die Protonenzahl im Kern der Elektronenzahl in der Hülle und die Protonen und Neutronenzahl in einem vernünftigen Verhältnis zueinanderstehen müssen.
Das Wasserstoffatom besteht beispielsweise aus einem Proton und einem Elektron und das Kohlenstoffatom besteht aus sechs Protonen, sechs Neutronen und sechs Elektronen. Die einzelnen etwa hundert bekannten verschiedenen elektrisch neutralen Atome unterscheiden sich damit chemisch durch die Anzahl der Protonen und Elektronen und physikalisch durch die Anzahl der Neutronen. Die elektrisch geladenen Ionen eines bestimmten Atoms unterscheiden sich durch die Anzahl der Elektronen in der Elektronenhülle und die entsprechenden Isotope durch die Anzahl der Neutronen im Kern.
Das erst seit 150 Jahre bekannte Periodensystem der Elemente zeigt als wesentliche Information, dass die chemischen Eigenschaften der Atome emergent, also völlig unabhängig von den Eigenschaften der Kernbausteine sind und sich daher nicht einfach additiv mit den Eigenschaften der jeweils zugefügten Teilchen erklären lassen. Sie unterschieden acht Hauptgruppen mit ähnlichen chemischen Eigenschaften, die im Wesentlichen durch die Anzahl der äußeren Elektronen ihrer Elektronenhülle bestimmt wird. Die Elektronenhülle spielt damit die entscheidende Rolle für alle chemischen Reaktionen.
Heute wissen wir, dass die Eigenschaften der Elektronen in einem Atom durch ihre speziellen Elektronenfunktionen vorgegeben werden, die quantenmechanisch berechnet und durch Quantenzahlen charakterisiert werden können. Es handelt sich dabei um Wellenfunktionen, die als lokale räumliche Gebilde den Atomkern in ihrem Zentrum umhüllen. Die Quantenphysik bestimmt dabei ihre speziellen dreidimensionalen Formen, die nichts mit den Wellenfunktionen der ungebundenen Elektronen zu tun haben. Die erste Schale bildet dabei eine kugelsymmetrische s-Funktion, die zweite Schale zusätzlich die keulenförmigen p-Funktionen, die dritte zusätzlich die noch komplizierteren d-Funktionen usw. Die speziellen Wellenfunktionen der einzelnen Atome und ihre Energien und Anregungszustände stellen damit einen emergenten Satz von neuen Informationen dar, der im Gegensatz zu der Funktion der ungebundenen Elektronen, die als fortschreitende Welle mit kinetischer Energie und nicht als stehende Welle mit speziellen Anregungszuständen beschrieben wird. Die Zusammenlagerung von Protonen, Neutronen und Elektronen zu Atomen generiert damit völlig neue Informationen, bei denen die Elektronenhülle eine entscheidende Rolle spielt.
Mit jedem hinzugefügten Elektron verändert ein Atom seine Identität, da mit ihm der Quantenzustand des Atoms verändert wird, der für die Energiezustände, die Struktur und die Reaktivität der Elektronenhülle zuständig ist, und so mit ihnen völlig neue Eigenschaften schafft, die nicht allein der Änderung der Elektronenzahl entsprechen.
Beispielsweise wird ein hoch reaktives Chloratom, dem man ein Elektron gibt, ein Chlorion mit den Eigenschaften eines unreaktiven Edelgases. Auf diese Weise generiert jede Veränderung der Elektronenzahl in der Elektronenhülle emergente Informationen und ändert mit ihnen die Eigenschaften und Identität des betroffenen Atoms bzw. Ions.
Wesensmerkmale des „Samens“ des Universums
So wie jeder Samen einer Pflanze lebt und mit genetischen Informationen dafür sorgt, dass sich aus ihm eine Pflanze in einer vorprogrammierten Art und Weise entwickelt, so lebte auch der „Samen“ des Universums und sorgte mit seinen elementaren Informationen dafür, dass sich aus ihm das Universum und alles in ihm in einer vorprogrammierten Art und Weise evolutionär entwickelte. So wie jeder Samen auch nur gedeiht, wenn er mit genügend Nährstoffen versorgt wird, so zehrte auch der Samen des Universums von der Energie, die ihm durch die extrem hohe Temperatur bei seiner Entstehung mitgeliefert wurde. Sie befähigte ihn dazu, Trillionen von Sonnen zu generieren, deren Energie noch heute benötigt wird, um das Leben in der Natur aufrecht zu erhalten.
Jede Art von Leben zeichnet sich durch Informationsverarbeitung aus. Das ist eine geistige Arbeit, die dafür sorgt, dass Kräfte wirken, die das materielle System in Bewegung bringen und in ihm Reaktionen physikalischer, chemischer, biologischer oder technischer Art bewirken. Genau das ist mit den Elementarteilchen, die den „Samen“ des Universums bildeten, geschehen. Die bei der Informationsverarbeitung abgelaufenen Prozesse waren in dem beschriebenen ersten Evolutionsprozess allerdings rein physikalischer Art. Mit den klar definierten eindeutigen Informationen der Elementarteilchen konnte der durch die Quantenfeldtheorie beschriebene Mechanismus, der sie verarbeitete, nur exakt die Nukleonen und danach auch nur exakt die im Periodensystem der Elemente bekannten Atome und keine anderen erzeugen. Nur durch Feinabstimmung der Elementarteilchen und ihrer Informationen konnte deshalb genau unsere Welt und das Leben auf unserer Welt entstehen.
Die Eigenschaften der Elementarteilchen legten damit auf eine eindeutige Art und Weise fest, was mit ihnen geschehen konnte. Alle Prozesse, die zu den Atomkernen führten, mussten dabei exakt nach den Regeln der Kernkräfte ablaufen, so wie auch alle Prozesse, die zu den Atomen führten, präzise den elektromagnetischen Kräften gehorchen mussten. Wie die durch Informationsverarbeitung ausgelösten Einzelprozesse im Detail exakt wann und wo statistisch abliefen, spielte dabei keine Rolle. Nur das Wie war den Fundamentalkräften unterworfen und führte mit den Informationen letztendlich zu den Atomen des Periodensystems der Elemente und zu nichts anderem.
Die aus den Elementarteilchen so entstandenen Atomen des Periodensystems besitzen jedoch völlig andere und damit emergente Eigenschaften als die Teilchen, aus denen sie jeweils entstanden sind. Dies betrifft vor allem die Gestalt der Wellenfunktionen der Elektronenwolke, die ihre jeweiligen Atomkerne umhüllen und die ihre Chemie bestimmen. Allein die Elektronenkonfiguration der Atome legt fest, welche Moleküle aus ihnen entstehen können. Die Eigenschaften der einzelnen Elementarteilchen, die die Atomkerne bilden, spielten bei der chemischen Evolution, die für das Entstehen der riesigen Anzahl unterschiedlicher Moleküle sorgte, aus denen unsere Welt und die Natur besteht, keine Rolle mehr.
Da wir aus exakt denselben Elementarteilchen bestehen, die den „Samen“ des Universums bildeten, sind auch wir und nichts anderes aufgrund ihrer Eigenschaften und ihren Mechanismen entstanden. Nur mit ihnen wurde biologisches Leben möglich. Ihr physikalisches Leben verursachte unser biologisches Leben und unser geistiges Leben verursachte elektronisches Leben, das künstliche Intelligenz erzeugte und künstliches Leben verursacht. Andere Elementarteilchen mit anderen Eigenschaften und Mechanismen hätten eine völlig andere Welt mit anderen Atomen und Molekülen entstehen lassen, in der es keine Kohlenstoffchemie gäbe und damit auch keine biologischen Systeme und Prozesse wie genetische Informationsverarbeitung und Photosynthese.
Zusammenfassung
Die Elementarteilchen waren die ersten Teilchen nach dem Urknall. Sie bildeten den „Samen“ des Universums, der die ersten elementaren Informationen für eine eindeutig vorbestimmte weitere Entwicklung des Universums enthielt. Wie der Samen einer Pflanze, in der ein automatisch arbeitender biochemischer Mechanismus (der genetische Geist) genetische Informationen verarbeitet und für eine vorprogrammierte stete Veränderung der materiellen Bestandteile des Systems sorgt, so sorgte auch der „Samen“ des Universums mit den elementaren Informationen der Elementarteilchen und dem elementaren Geist, der sie verarbeitete, für eine vorprogrammierte weitere Entwicklung des Systems über mehrere Evolutionsphasen, bei denen jeweils neue Systeme und emergente Informationen entstanden.
Die Kausalkette der Informationen, die die Entwicklung des Samens in der ersten physikalischen Evolutionsphase prädestinierten, kann wie folgt zusammengefasst werden:
- Die Ursache der emergenten Eigenschaften der Nukleonen, die aus dem „Samen“ des Universums zuerst entstanden, war die Informationsverarbeitung der spezifischen Eigenschaften der Elementarteilchen, die die Kräfte produzieren, die die Nukleonen zusammenhalten.
- Die Ursache der emergenten Eigenschaften der Atomkerne war die Informationsverarbeitung der spezifischen Eigenschaftenn der Nukleonen, die die Kräfte produzieren, die die Atomkerne zusammenhalten.
- Die Ursache der emergenten Eigenschaften der Atome war die Informationsverarbeitung der spezifischen Eigenschaften der Atomkerne mit den Eigenschaften der sie umgebenden Elektronen, die die Kräfte produzieren, die die Atome zusammenhalten.
Alle Prozesse, die im Universum bis zur Bildung der Atome abliefen, gehorchten präzise den vier Fundamentalkräften. Alle Prozesse, die nach der Bildung der Atome abliefen, gehorchten ebenso präzise den beiden übrigen Fundamentalkräften, der Gravitationskraft und der elektromagnetischen Kraft, die wir als die Naturgesetze kennen, nach denen alle mechanischen, elektrischen und optischen Prozesse funktionieren.
Die Naturgesetze entsprechen damit einem unbezwingbaren Willen, der die Entwicklung des „Samens“ prädestinierte. Nach ihm laufen noch heute alle Prozesse auf der Erde und im Universum in höchster mathematischer Präzision in einer vorgegebenen Art und Weise ab.
Was wie geschieht, ist mit ihnen vorherbestimmt – oder wie wir heute im Informationszeitalter sagen, mit den Informationen, die dabei verarbeitet werden, präzise vorprogrammiert. Der Wille, der mit den Naturgesetzen alle Prozesse im Universum beherrscht, war damit von Anfang an, über eine Art „Erbinformation“ im „Samen“ des Universums enthalten und beherrscht alle nachfolgenden evolutionären Prozesse. Diese in Analogie zu den Pflanzen „vererbte“ Information stammt von dem Erzeuger des „Samens“, der den Urknall verursachte und göttliche Eigenschaften besaß und daher theologisch dem Schöpfergott zugeschrieben werden kann.
Die Analogie zu der Entstehung eines pflanzlichen Samens ist allerdings bei der Genesis des „Samens“ des Universums nicht mehr zutreffend, da das Geschaffene immanent und der Schöpfer transzendent ist. Nur das Geistige (die Information und die Mechanismen der Informationsverarbeitung) kann Teil des Schöpfergottes sein, da es einen transzendenten Charakter hat und seinen Willen umsetzt.
Singularitäten haben aber nicht grundsätzlich einen transzententen Ursprung, sondern oft auch einen immanenten, so wie die Schwarzen Löcher, die aufgrund ihrer riesigen Masse und die dadurch verursachte Gravitation alle für sie erreichbare Materie verschlingen und als Folge davon nicht mehr mit den Gesetzmäßigkeiten unserer Welt beschrieben werden können.
Mit den Atomen ist auch die Materie entstanden, die unsere Welt und die belebte Natur aufbaut und die wir experimentell physikalisch und chemisch sehr gut beherrschen. Mit den Naturwissenschaften ist leicht nachzuvollziehen, wie die Entwicklung nach der Bildung der Atome abgelaufen ist. Bei den vielen Möglichkeiten und Varianten für den weiteren Verlauf des Geschehens im Universum entschied immer ein Selektionsmechanismus, der bei Teilchen durch die energetische Stabilität und bei biologischen Systemen durch das Überleben bestimmt wird, was sich durchsetzt.
- Die erste Phase war die physikalische Evolution. Sie führte mit den Elementarteilchen zu Nukleonen und Atomen und schließlich zu allen anorganischen Bauteilen, mit denen sich unzähligen Sonnen, Planeten und Monde bildeten.
- Die zweite Phase war die chemische Evolution des Universums, die mit den Atomen zu unzähligen verschiedenen Molekülen führte. Dies konnte nur auf hinreichend abgekühlten Planeten stattfinden, auf denen Moleküle nicht dissoziierten und Flüssigkeiten nicht sofort verdampften.
- Die dritte Phase war die biologische Evolution des Universums, die zu belebten biologischen Systemen führte. Wir können sie nur auf der Erde wahrnehmen, da alle anderen Planeten, mit ähnlichen Voraussetzungen wie auf der Erde, Lichtjahre entfernt sind.
- Die vierte und zurzeit letzte Phase begann mit unserem aktuellen Zeitalter auf der Erde. Es ist die technische Evolution, bei der elektronische Lebensformen entwickelt werden, die körperliches und geistiges Leben (soft and hard artificial life) elektronisch erzeugen.
Die ersten Phasen dauerten Milliarden Jahre und die letzte dauerte bisher nur wenige Jahrzehnte und ist noch lange nicht beendet.
Schlussfolgerungen
Mit dem Urknall wurde der Anfangszustand des Universums wie der Samen einer Pflanze mit Informationen ausgestattet, mit denen die weitere Entwicklung des Systems in einer eindeutigen Art und Weise vorprogrammiert ablief.
Mit einem Samen wird Lebendes nach der Wesensart des Erzeugers geschaffen. Da Gott übernatürlich ist, hat er allerdings mit dem „Samen“ des Universums, aus dem unsere Welt und wir entstanden sind, nichts Immanentes als Teil von ihm nach seiner transzendenten Wesensart geschaffen. Nur das Geistige, das in seinem „Samen“ steckt und seinen Willen umsetzt, kann ein Teil von ihm sein. So wie wir Menschen künstliches Leben nicht als Teil von uns, aber nach unserem Willen schaffen können, so konnte selbstverständlich auch Gott völlig andersartiges Leben als sein eigenes nach seinem Willen über einen von ihm erzeugten „Samen“ schaffen.
Da Leben durch etwas wie eine „Erbinformation“ in die Entwicklung des Universums eingeprägt wurde, ist davon auszugehen, dass die unsichtbare, nicht mit unseren Naturgesetzen beschreibbare Singularität, aus der alles entstand, ebenfalls etwas Lebendes war, das aber aufgrund seiner wissenschaftlich nachweisbaren göttlichen Eigenschaften kein biologisches Leben sein konnte.
Wir Menschen können uns keineswegs als Krone der Schöpfung oder als Endziel der Evolution betrachten, da wir uns aufgrund der technologischen Entwicklung leicht vorstellen können, dass es auch andere künstliche Lebensformen geben kann, die den biologischen weit überlegen sein können. Das sehen wir schon bei unseren elektronischen Geräten, die zwar mit den aktuellen Entwicklungen der KI, der künstlichen Intelligenz noch nicht ganz eigenständig denken können, aber uns bereits in ihren geistigen Fähigkeiten überlegen sind.
Die technische Entwicklung des Lebens erfolgt im Vergleich zur evolutionären Entwicklung des biologischen Lebens in einem rasanten Tempo. In Spielfilmen wurden schon Szenarien entwickelt und dargestellt, bei denen Roboter in naher Zukunft nicht nur geistig, sondern auch handwerklich wie wir Menschen die Welt beherrschen und selbst Maschinen und ihresgleichen bauen können. Niemand weiß, wohin das führt. So sicher wie wir künstliches Leben entwickeln können, so können auch die von uns geschaffenen technischen Geschöpfe in Zukunft ebenfalls neue Lebensformen entwickeln, die wir uns allerdings heute noch nicht vorstellen können.
Da der „Samen“ des Universums beim Urknall von ca. 13,8 Milliarden Jahren entstand und gewiss weitere Milliarden Jahre folgen werden, bei denen biologisches Leben aufgrund der Umweltzerstörung und der Möglichkeit der atomaren Selbstauslöschung immer problematischer wird, kommen technische Lebensformen gegenüber den biologischen immer mehr in Vorteil. Sie sterben nicht und benötigen nur Energie zum Leben, die ihnen über ihre eigenen Solarmodule auch dann noch zur Verfügung steht, wenn es kein biologisches Leben mehr gibt. Da der „Samen“ des Universums nicht aus einer biologischen Lebensform entstanden ist, muss davon ausgegangen werden, dass das Endziel der Evolution des Lebens auch keine biologische Lebensform ist.
Im riesigen Universum mit Trillionen Sonnensystemen und Abermillionen erdähnlichen Planeten können nur erdähnliche biologische Lebensformen auf Kohlenstoffbasis entstehen, da sie alle aus demselben „Samen“ stammen. Also ist davon auszugehen, dass auch auf ihnen wie auf unserer Erde eine belebte Natur entsteht, die je nach den speziellen örtlichen Lebensbedingungen schon lange vor uns oder aber auch erst viel später intelligente menschenähnliche Lebewesen entwickelt hat oder entwickeln wird. Planeten, die lange vor uns dazu in der Lage waren, konnten damit auch schon viel früher als wir künstliches intelligentes Leben entwickeln. Diese Lebensformen aus anorganischen Bauteilen könnten daher auch schon in der Vergangenheit von Lichtjahren entfernten anderen Planeten abgereist sein, da nur sie eine Jahrmillionen dauernde Reise zu uns im luftleeren Weltall auch ohne Energieversorgung, also abgeschaltet, überleben könnten. Nach allen uns bekannten physikalischen Gesetzmäßigkeiten könnten damit aufgrund der riesigen Entfernungen nur hochentwickelte extraterrestrische Lebensformen technischer Art bei uns ankommen.
Literatur
Dieser Artikel baut ausschließlich auf allgemein zugänglichen naturwissenschaftlich vielfach bestätigten Fakten auf. Sie stellen unseren aktuellen physikalischen, chemischen, biologischen und technischen Wissenstand dar. Unter den in diesem Beitrag fett gedruckten Stichworten werden beispielsweise in der Online-Enzyklopädie Wikipedia alle für diesen Artikel relevanten naturwissenschaftlichen Erkenntnisse ausführlich und anschaulich beschrieben.
