Selbst reproduzierende Maschinen

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Version vom 10:32, 28. Jan. 2008

Die Idee von sich selbst reproduzierenden Maschinen ist eine der großen Visionen der Technik. Sie ist vergleichbar der Idee von der künstlichen Erschaffung des Lebens durch den Menschen. Unter Wikipedia (engl.) [1] werden Hintergründe zur Forschung und Überlegungen zu diesem Thema dargestellt.

Grundsätzlich ist die Annahme, dass sich Materie - in welcher Form auch immer - reproduzieren kann, durch das Leben auf der Erde bereits belegt. Allerdings ist vollkommen unklar, welche Bedingungen erfüllt sein müssen, damit dies möglich ist. So ist es keineswegs ausgeschlossen, dass die "technische" Umsetzung lebendiger Systeme aus grundsätzlichen Erwägungen unmöglich ist. Unter Natur und Technik sind einige Unterschiede zwischen technischen und lebendigen Systemen aufgeführt.

Würde man mit heutigen Mitteln ein technisches System entwickeln, dass sich selbst reproduzieren kann, so würde dies alle bekannten Dimensionen moderner Produktionsanlagen sprengen. Energieerzeugung, Rohrstoffgewinnung, Produktion von Halbzeugen, Fertigung aller benötigten Einzelteile, Zusammenbau der Einzelteile für jede im System benötigte Maschine, Bereitstellung von Ersatzteilen und Maschinen für Reparaturen und Wartung - all das müsste bedacht werden und vorhanden sein, bevor mit der "Fortpflanzung" begonnen werden könnte. Ein solches System stünde dabei hinsichtlich seiner Fortpflanzungsfähigkeit gerade einmal auf dem Niveau einer einzelnen Zelle. Trotz oder gerade wegen seiner Größe wäre ein solches System aber höchst empfindlich gegen Einwirkungen von Außen. Ein Sandkorn oder ein Tautropfen an nicht bedachter Stelle könnte die gesamte Anlage stilllegen. Und genau hier liegt der entscheidende Unterschied zwischen technischen Makrosystemen und lebenden Systemen.

Lebende Systeme beruhen alle auf den immergleichen mikroskopisch kleinen Bausteinen, den Zellen - und nur diese sind für die Reproduktionsfähigkeit entscheidend. Aufgrund ihrer Größe können Zellen zwar von Effekten im Molekularbereich beeinflusst werden, jedoch nicht von Objekten, die deutlich größer sind. Damit sind sie schon durch ihre Winzigkeit vor vielen Umwelteinflüssen geschützt, mit denen sich große Systeme herumschlagen müssen. Erdbeben, Regen, Steinschlag, Stürme, umstürzende Bäume - all das kann einer lebenden Zelle nichts anhaben. Dagegen reicht ein Sandkorn, um eine Maschine lahm zu legen. Es ist also durchaus denkbar, dass reproduzierfähige Systeme nur überlebensfähig sind, wenn sie eine bestimmte Größe nicht überschreiten. Man müsste technische Systeme dann extrem miniaturisieren - zumindest den reproduktionsfähigen Teil. Wie weit diese Miniaturisierung gehen müsste und ob man dabei am Ende bei Größenordnungen landet, wie sie in der lebenden Zelle vorliegen, kann zur Zeit niemand sagen. In diesem Fall wäre es wohl "einfacher" eine Zelle nachzubauen, anstatt sie durch ein technisches System zu imitieren. Aber auch davon sind wir noch sehr, sehr weit entfernt.

Eine weitere Einschränkung technischer Systeme beruht auf ihrer festen Beschaffenheit. Diese gibt ihnen zwar eine gewisse Widerstandsfähigkeit, fordert aber einen wesentlich höheren Aufwand für den Transport von Energie und Material. Lebendige Systeme sind ausnahmslos fluidbasiert. Sie müssen sich nicht um Stoff- und Energietransport kümmern. Der erledigt sich auf zellularer Ebene mit Hilfe der Physik wie von selbst. Damit sind insbesondere Reparaturvorgänge sehr viel einfacher zu bewerkstelligen als dies mit Systemen aus festen Strukturen möglich ist. Auch dies könnte ein unüberwindliches Hindernis bei der Entwicklung reproduzierfähiger technischer Systeme sein.

Alles in Allem scheint der Aufwand an Geist, Energie und Material, den viele Forscher in dieses Projekt stecken, nicht angemessen. Die Ergebnisse dürften gerade einmal der persönlichen Eitelkeit dieser Forscher nutzen, nicht aber der Menschheit.

Das heißt nicht, dass ein 3D-Drucker, der Kleinteile aus Plastik (aus denen er selbst besteht) herstellen kann, keinen Sinn macht - zumindest für einen Menschen, der diesen Drucker nutzen kann um seine Ideen zu verwirklichen. Ganz sicher aber müssen wir uns beim jetzigen Stand der Erkenntnis nicht um eine Evolution der Maschinen sorgen, die uns eines Tages von diesem Planeten fegen werden.

MPEG-Film der Teilung eines Einzellers aus einem Heuaufguss (1 MB) ___