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Bildung / Wissenschaft

Optimistisch in die Zukunft – Die technologische Exponentialfunktion

über die nichtlineare Entwicklung technischen Fortschritts

Der Mensch als beispielloses Wundererzeugnis der Natur zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass er es schafft, sich von der Evolution unabhängig weiterzuentwickeln bzw. seine Umgebung zu seinen Gunsten zu formen, statt von der Umwelt geformt zu werden.

Seit 1.000.000 Jahren beherrscht der Mensch das Feuer. Vor 100.000 Jahren war er als Jäger und Sammler unterwegs. 10.000 Jahre betreibt der Mensch Landwirtschaft. 3.000 Jahre gibt es staatlich organisierte menschliche Gesellschaften. 500 Jahre gibt es Buchdruck. Vor ca. 250 Jahren ereignete sich die industrielle Revolution, vor ca. 125 Jahren wurde die Mobilität durch das Auto liberalisiert. Vor etwa 60 Jahren wurden erste Rechnereinheiten durch Transistoren realisiert und vor ca. 30 Jahren wurde eine weltweite Vernetzung in Form des Internets erfunden. Vor ca. 15 Jahren wurde die weltweite persönliche Verbindung zwischen den Menschen geschaffen: das soziale Netzwerk Facebook. Vor 10 Jahren wurde das Smartphone etabliert, sodass nun jeder Mensch vollständig vernetzt ist. Bei Betrachtung all dieser Zahlen wird eines offensichtlich: Der technologische Fortschritt der Menschheit ist exponentiell und auf gar keinen Fall linear. Es stellen sich die Fragen: Wo stehen wir heute, wo stehen wir in der Zukunft?

1. Moores Law und AI

Um sich einer Antwort zu nähern ist es nötig, die größten aktuellen Leistungen menschlichen Schaffens und die bedeutendsten Tage jüngster Geschichte unter die Lupe zu nehmen. Am 19. April 1965 erschien in der Zeitschrift „Electronics“ eine Vorhersage des Intel Mitgründers Gordon Moore, die später als Moorsches Gesetz bekannt wurde. Dieses Gesetz besagte, dass sich ungefähr alle 2 Jahre die Anzahl der Komponenten auf integrierten Schaltkreisen bei gleichbleibenden Kosten verdoppelt. Ursprünglich war seine Aussage auf die folgenden 10 Jahre bezogen aber sie trifft erstaunlicherweise bis heute fast unverändert zu. Das exponentielle Wachstum hat sich auch hier nicht zurückgehalten. Seitdem sind 52 Jahre vergangen und aus rund 1000 Transistoren in den besten Prozessoren von 1965 sind mittlerweile 8.000.000.000 Transistoren geworden. Die weiter zunehmende Rechenleistung sorgt für immer weitreichendere Möglichkeiten. Möglichkeiten, den Computer mit intuitiven, kreativen Fähigkeiten (z.B. Musik komponieren, Bilder malen) auszustatten, die bis dato nur der Mensch vollbringen konnte. Die Rede ist von künstlicher Intelligenz (KI oder auch AI für Artificial Intelligence). Der 9.März 2016 war in diesem Zusammenhang einer der bedeutendsten Tage für diese Technik.

Im asiatischen Raum gibt es ein Brettspiel, das Kulturen und Gesellschaften in dem Gebiet prägt wie kein anderes: Go. In China gibt es sogar spezielle Go-Schulen, in denen die Heranwachsenden von klein auf bis ins Erwachsenenalter in der Kunst des Spiels unterrichtet werden. Tausende von Zügen und Strategien werden minutiös eingeübt und Verläufe bedeutender Spiele genauestens studiert. Go ist um ein Vielfaches komplexer als beispielsweise Schach. Es gibt unglaublich viele mögliche Spielverläufe, so dass sogar die besten Computer (anders als beim Schach) über 100 Jahre brauchen würden um die Spielzüge konventionell durchzurechnen. Der Mensch hingegen baut durch jahrelanges Training eine Intuition auf, wie die Steine zu setzen sind. Oft geht das so weit, dass ein erfahrener Spieler nicht sagen kann, warum er genau diesen Zug gespielt hat: „Es fühlte sich einfach richtig an.“ Am 9.März 2016 gelang es der künstlichen Intelligenz AlphaGo die Intuition und Kreativität des Menschen zu schlagen. Das Programm, dass vom Google-Ableger DeepMind entwickelt wurde, bedient sich modernsten Implementationen neuronaler Netze und rechnet keineswegs stumpf drauf los. Es konnte eigene kreative Züge finden, auf die Menschen zuvor nie gekommen sind, und besiegte durch intuitive Raffinesse den südkoreanischen Go-Spieler Lee Sedol, einen der besten Spieler weltweit. Entscheidend ist auch: Lee Sedol übte Jahrzehnte seines Lebens Go, während DeepMind die KI weniger als ein Jahr lang trainierte.

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Das Moore-Gesetz in Daten. Hier seht ihr die Anzahl der Transistoren im Laufe der Jahre.

Ins große Zentrum der Forschung geriet die Künstliche Intelligenz mittels neuronaler Netzwerke um das Jahr 2010. Dieser Zeitpunkt ist metaphorisch gleichzusetzen mit den 1000 Transistoren pro Prozessor im Jahr 1965. Geht man von derselben exponentiellen Entwicklung wie bei den integrierten Schaltungen aus (was nicht unwahrscheinlich ist), gäbe es 45 Jahre in der Zukunft künstliche Intelligenzen, die um das 8.000.000 fache „schlauer“ sind, als die Computer-Intelligenzen von 2010. Eine Zahl, deren Größe für den Menschen nicht vorstellbar ist. Es lässt ihn unwillkürlich erschaudern  bei dem Gedanken, wie viel die Maschine schlauer sein könnte als der Mensch. Ein kognitiver Abstand von Mensch zu Maschine, der um ein vielfaches größer wäre, als der Abstand zwischen Mensch und Hund, könnte Realität werden. 

Die letzten paar Zeilen wirken verschwörungstheoretisch und für die meisten auch unrealistisch weltfremd. Dass diese Rechnung nicht nur in diesem Artikel angestellt wird, zeigt sich z.B im Technologiezentrum der Welt: dem Silicon Valley. Elon Musk, der u.a CEO von Tesla Motors ist, sieht in dem Missbrauch und dem Kontrollverlust einer solchen Intelligenz die größte Bedrohung für den Menschen in absehbarer Zeit. Aus diesem Grund gründete er OpenAI eine Non-Profit-Organisation, die an künstlicher Intelligenz forscht. KI soll kontrolliert allen Menschen zugänglich gemacht werden und nicht einer Minderheit, die damit andere unterdrückt. Vor einigen Monaten gründete er außerdem Neuralink, eine Firma, die sich zum Ziel gesetzt hat,  das menschliche Gehirn auf Dauer mit Implantaten kognitiv zu erweitern um dem Menschen auf lange Sicht das Mithalten mit den Maschinen zu ermöglichen. Im Moment konzentriert sich deren Forschung aber auf die Heilung von unheilbaren Hirnkrankheiten.

Die erste entscheidende Zukunftsaussicht ist also: Künstliche Intelligenz ist auf dem Vormarsch – mit dem Potenzial, ähnlich der industriellen Revolution, viele Berufe wegzurationalisieren. Auch die kreativen Berufe sind betroffen, etwa Redakteure und Autoren, aber auch Buchhalter und Steuerberater, Rechtsanwälte und (besonders moralisch kritisch) Richter.

Die unglaublichen fantastischen Dinge, die schon heute durch KI erreicht wurden, sind enorm. Im Folgenden zwei aktuelle Beispiele darüber, was heute schon funktioniert:

 

2. Die Grundlage des interplanetaren Menschen

Der 30. März.2017 war ebenfalls ein bedeutender Tag für die Menschheit. An diesem Tag gewann ein Start-up, das an diesem Tag zum Monopolisten herangereift ist, die Wette auf die Zukunft gegenüber allen Zweiflern: SpaceX. Das Raumfahrtunternehmen hat den Skeptikern, die es für unmöglich hielten, die Machbarkeit einer autonom landenden Rakete bewiesen. Die ca. 400 Tonnen schwere und etwa 50m Meter hohe erste Stufe der Falcon-9-Rakete landete aus ca. 100km Höhe präzise senkrecht in der Mitte eines einsam im Atlantik schwimmenden Bootes. Als wenn das nicht schon beeindruckend genug wäre, ist der springende Punkt, dass es sich bereits um die zweite Mission handelt, welche die Rakete bestreitet. Damit ist dies die erste wiederverwertete Rakete in der Menschheitsgeschichte. Der Landevorgang wirkt dabei für den unkundigen Außenstehenden, als ob es das Selbstverständlichste der Welt wäre, dass die Landung gelingt. Der Prozess strahlt eine Leichtigkeit und Eleganz aus, dass für den Laien kaum ersichtlich ist, dass der Vergleich mit der Mondlandung nicht gescheut werden muss. 

Es ist in ungefähr so, als ob man ein Streichholz aus einem Kilometer Höhe fallen lässt und es schafft, eine Briefmarke am Boden mittig zu treffen. Und selbst diese Beispielaufgabe ist bedeutend einfacher als das Geschaffte. In der Realität muss das Kathedralen-hohe tonnenschwere Modul durch zwei perfekt abgestimmte Schübe aus mehrfacher Schallgeschwindigkeit gebremst werden und exakt auf Bodenniveau eine Geschwindigkeit von 0 km/h erreichen. Der Treibstoff (Rocket propellant one) ist genau im Moment des Aufsetzens bis auf ein paar Sekunden Boostzeit verbraucht. Gleichzeitig muss der Fall der Rakete präzise auf eine iterativ in Echtzeit generierte Trajektorie geregelt werden. Die wenigsten Experten der NASA haben es vorher für möglich gehalten, das eine solche Landung überhaupt physikalisch durchführbar sei. Eine Einreihung in Erfindungen wie die des Autos oder die des Smartphones ist daher mit Hinblick auf die neuen Möglichkeiten durchaus angebracht. Denn die Konsequenz ist, dass das hochpreisige Triebwerk vor dem Verglühen bewahrt wird und die Kosten für einen solchen Start auf Dauer mindestens gezehntelt werden können. Die Preise senken sich dann von ehemals ca. 60.000.000€ auf 6.000.000€ in bezahlbare Regionen. 

Punkt zwei ist also: Die Raumfahrt wird günstiger, zuverlässiger und moderner. Die Möglichkeit, mit einem Menschen auf dem Mars zu landen, rückt in zunehmend greifbare Nähe.

 

 

Wir sehen uns mit zwei großen Entwicklungen konfrontiert. Gleich zwei neue Zeitalter, die eigentlich einzeln betrachtet werden müssten, kommen in rasanter Geschwindigkeit dicht gefolgt auf uns zu: Das „AI Argumented Age“ und das „Space Age“. Das Zeitalter, in dem uns Maschinen zunehmend die Aufgaben abnehmen und für uns arbeiten und das Zeitalter, in dem wir interplanetar werden. Trotz der enormen Weiterentwicklungen entsteht Technologie nicht automatisch so wie vermutet. Im Mittelalter ging das römische Wissen um Kanalisationen und viele andere wohlstandsbringende Techniken schließlich auch verloren. Es braucht eine Menge großartiger Menschen: Entwickler aller Art, Informatiker, Ingenieure, technische Physiker und technische Mathematiker, die leidenschaftlich mit 80+ Wochenstunden die raffiniertesten Techniken ausarbeiten. Es sind diejenigen, die neuste minimalinvasive Roboter in der Medizin konstruieren und Mortalität in Operationen massiv reduzieren. Es sind diejenigen, die E-mail und Vernetzung erfunden haben um Nachrichten, die früher tagelang zu Pferde von Stadt zu Stadt transportiert wurden, in Sekundenbruchteilen weltweit zu übermitteln. Es sind nicht diejenigen, die eine radikale Energiewende nur planwirtschaftlich fordern und durchsetzen, sondern diejenigen, welche die technologische Basis dafür schaffen. Es sind diejenigen, die Pflanzen genetisch so manipulieren, dass sie auch in trockenster Wüste wachsen und Menschen vor dem Hungertod bewahren können. 

Solange uns kreative Menschen voranbringen gilt: Der Fortschritt, der exponentiell durch die Decke schießt und in einer technologischen Singularität endet, gleicht einem weißen Loch, hinter dessen Ereignishorizont aus unbegrenzten Möglichkeiten keiner blicken kann.

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Benedikt Buller
Ich bin Benedikt Buller(20) und Student der Elektrotechnik, Informationstechnik und technischen Informatik an der RWTH Aachen. Neben dem Studium bin ich Ingenieur beim Ecurie Formula Student Team in der Gruppe "autonomes Fahren".

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