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The algorithm of the Gods

Stephen Wolfram – „Wenn man eine Idee erklärt und daran herumfeilt, um sie so klar wie möglich darzulegen, kann man sie viel besser verstehen.“ © Stephen Faust/Wolfram Research.Inc.
Stephen Wolfram – „Wenn man eine Idee erklärt und daran herumfeilt, um sie so klar wie möglich darzulegen, kann man sie viel besser verstehen.“
© Stephen Faust/Wolfram Research.Inc.
Farbige Bilder basierend auf der Regel 30 aus dem Bestseller von Stephen Wolfram, A New Kind of Science.

Farbige Bilder basierend auf der Regel 30 aus dem Bestseller von Stephen Wolfram, A New Kind of Science.

Farbige Bilder basierend auf der Regel 30 aus dem Bestseller von Stephen Wolfram, A New Kind of Science.

Farbige Bilder basierend auf der Regel 30 aus dem Bestseller von Stephen Wolfram, A New Kind of Science.
Farbige Bilder basierend auf der Regel 30 aus dem Bestseller von Stephen Wolfram, A New Kind of Science.

Funktioniert die Welt wie ein Computerprogramm? Beruhen die Formen und Zustände der Natur auf einer Grundformel? Stephen Wolfram ist davon überzeugt und behauptet sogar, den Quellcode der Komplexität des Universums gefunden zu haben.

Am Tage leitet er Wolfram Research, ein Unternehmen, das Eigentüme rin der berühmten Arithmetik soft ware Mathematica und der neuen Suchmaschine Wolfram Alpha ist. Nachts ist er Forscher. Er ist ein hervorragender und besonders erfolgreicher Wissen schaftler. Als Ma thematiker, Informatiker und Teilchenphysiker befasst er sich in seinen Forschungsarbeiten am liebsten mit zellulären Automaten. Das sind mathematische Modelle, mit denen sich Stephen Wolfram zufolge die Komplexität der Welt erklären lässt. In seinem Buch A New Kind of Science, das 2001 veröffentlicht wurde, stellt Wolfram die Grundlagen der Wissenschaft, und zwar sämtlicher Bereiche, infrage. Handelt es sich um einen arroganten Größenwahnsinnigen oder ein unverstandenes Genie?

Wunderkind

Stephen Wolfram wurde 1959 in London geboren und ließ schon frühzeitig eine bemerkenswerte Intelligenz erkennen. Mit 13 Jahren erhielt er ein Stipendium für das renommierte Eton College, an dem die Elite Großbritanniens unterrichtet wird. Ein Jahr später schrieb Wolfram ein Buch über die Teilchenphysik. Sein erster Fachaufsatz erschien 1975 in der Zeitschrift Nuclear Physics. Zu diesem Zeit punkt war er 15 Jahre alt. „Damals war die Physik einer der innovativsten Forschungs bereiche. Dort wurde viel Neues entdeckt, insbesondere auf dem Gebiet der Teilchenphysik, für die ich mich besonders interessierte“, erzählt er.(1)

Das junge Genie setzte sein Studium an der Universität Oxford (UK) fort und siedelte dann nach Amerika über, wo er am California Institute of Technology – Caltech (USA) arbeitete und mit 20 Jahren in theoretischer Physik promovierte. Hier feierte er auch seine ersten Erfolge. Er veröffentlichte in dieser Zeit mehr als 25 wissenschaftliche Artikel. Er ersinnt die Fox-Wolfram-Variablen und entdeckt die Politzer-Wolfram-Obergrenze für die Masse von Quarks. 1981 wurde er im Alter von nur 22 Jahren der jüngste MacArthur-Preisträger. Mit diesem „Preis für Genies“ wird jedes Jahr ein Stipendium an die talentiertesten Forscher vergeben.

Wolfram verließ Caltech 1982 und wechselte zum Institute for Advanced Study in Princeton (USA), eine Einrichtung, die sich ausschließlich der wissenschaftlichen Forschung widmet. Hier begann er, sich für zelluläre Automaten zu interessieren. Sein Ziel war es, die Komplexität der Welt zu verstehen, denn auf diese Frage hatte bisher noch keine mathematische Gleichung, keine physikalische Theorie eine Antwort gegeben. „Die Ursache für die Komplexität des Universums ist ein Thema, das mich seit meiner Kindheit fasziniert. Diese Frage stellte sich mir nicht nur auf dem Gebiet der Kosmologie, sondern auch als ich mich mit den Neurowissenschaften oder der künstlichen Intelligenz beschäftigte. Während ich an der Entwicklung des späteren Softwareprogramms Mathematica arbeitete und einfache Berechnungen entwickelte, anhand derer sich eine Reihe komplexerer Operationen aufstellen lassen, kam mir plötzlich die Idee, dass es ein ähnliches allgemeines Prinzip geben könnte, auf dem die gesamte Komplexität der Natur beruht, angefangen von der Struktur der Galaxien bis hin zur Struktur der Neuronen. Daher habe ich ganz einfache Operationen getestet, die zur Bildung komplexer Strukturen führen können, und das war auch der Beginn meines Interesses für zelluläre Automaten.“

Und was ist ein zellulärer Automat? Man nehme eine Reihe weißer und schwarzer Kästchen und stelle sich dann vor, dass eine neue Linie anhand einer Reihe rudimentärer Regeln erzeugt wird. Etwa, dass sich ein weißes Kästchen niemals unter einem anderen weißen Kästchen befinden kann, es sei denn, letzteres gehört zu einer Diagonalen von zehn weißen Kästchen. Das sich aus diesem Verfahren ergebende Gitter erzeugt nach dem Zufallsprinzip Strukturen, die extrem komplex sein können.

Der Geschäftsmann

Im Laufe der 1980er Jahre entdeckte Wolfram die Regel 30, einen zellulären Automaten, der Formen erstellen kann, die den Mustern einer bestimmten Seeschnecke ähneln, der Conus textile. Er war jetzt davon überzeugt, dass er einen Teil des Universalcodes gefunden hatte, dessen Existenz er bereits vermutete.

Voller Begeisterung veröffentlichte er eine Reihe von Artikeln zu diesem Thema und widmete diesem eine neue Disziplin: die Wissenschaft der komplexen Systeme. Er gründete das Forschungszentrum für komplexe Systeme an der Universität Illinois (US), unterstützte die Einrichtung einer Denkfabrik am Santa Fe Institute (US) und rief die Fachzeitschrift Complex Systems Journal ins Leben. „Mit diesen verschiedenen Initiativen hoffte ich, auch andere Forscher dazu anzuregen, diesen Weg der Forschung zu gehen. Leider konnte die wissenschaftliche Gemeinschaft nicht mit mir Schritt halten.“

Frustriert wandte sich Stephen Wolfram von der akademischen Fachwelt ab, um sich voll und ganz der Programmierung zu widmen. „Ziel war es, eine Forschungsinfrastruktur und ein Instrument zu schaffen, mit denen ich meine Arbeit an den komplexen Systemen fortsetzen konnte.“ 1987 gründete Wolfram das Unternehmen Wolfram Research. Ein Jahr später brachte er das Computerprogramm Mathematica auf den Markt, mit dem sich eine Vielzahl von mathematischen Operationen durchführen lassen.

Das Unternehmen ist ein voller Erfolg. Mathematica hat heute mehr als zwei Millionen Nutzer in 90 Ländern. Wolfram Research macht etwa 50 Mio. US-Dollar Umsatz pro Jahr und beschäftigt mehr als 300 Mitarbeiter. Durch seinen Umstieg vom Forscher zum Unternehmer wurde Stephen Wolfram Millionär. Diese Situation wurde von der akademischen Fachwelt anfangs nicht unbedingt positiv aufgenommen. „Vor 20 Jahren waren die in den Labors eingesetzten Computerprogramme kostenlos. Für eine Anwendung, die in der FuE auf höchstem Niveau, also hauptsächlich an Universitäten eingesetzt wird, eine finanzielle Gegenleistung zu fordern, wurde größtenteils mit Entrüstung aufgenommen. Heute hat sich diese Einstellung grundlegend geändert.“

Hacker des Universalcodes?

Im Laufe der 1990er Jahre geriet Stephen Wolfram in der Forschungsgemeinde in Vergessenheit. Doch er hatte der Forschung nicht den Rücken gekehrt. Nachts saß er in seinem Labor und setzte seine Arbeit zu den komplexen Systemen fort. Mithilfe eines Computers testete er unaufhörlich verschiedene zelluläre Automaten, um herauszufinden, welche die Strukturen der Natur am besten reproduzieren. Auf diese Weise entdeckte er zelluläre Automaten, die in der Lage waren, die Strukturen von Eis und bestimmten Blättern zu erzeugen. Zehn Jahre später veröffentlichte er das Buch A New Kind of Science, in dem er seine Forschungsergebnisse vorstellte und zeigte, wie seine Theorie die Grundlagen der verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen infrage stellt.

Er entschied sich bewusst gegen den traditionellen Weg der Veröffentlichung in einer wissenschaftlichen Fachzeitschrift. „Ich wollte, dass meine Forschungsarbeiten einer breiten Masse zugänglich sind. Durch dieses Konzept war es mir außerdem möglich, meine Theorie zu testen. Wenn man eine Idee erklärt und daran herumfeilt, um sie so klar wie möglich darzulegen, kann man sie viel besser verstehen.“

Nachdem er sich mit dem Informatikmodell der Mathematik und der Welt beschäftigt hatte, widmet sich Wolfram jetzt dem des Wissens. 2009 brachte er Wolfram Alpha heraus. Das ist eine Suchmaschine, die in der Lage ist, alle spezifischen Informationen über ein Thema anhand einer formulierten Suche zu liefern. „Für mich war es schon immer wichtig, nicht die Fragen der Grundlagenforschung, die während der Entwicklung einer Technologie aufgeworfen werden, zu verdecken, sondern im Grunde eine integrierte Herangehensweise an die Wissenschaft zu verfolgen. Wolfram Alpha ist ein Projekt, das mir besonders am Herzen liegt, und zwar weil es genau diese integrierte Version des Wissens widerspiegelt.“

Die Doppelbelastung als Geschäftsmann und Forscher ist einerseits faszinierend, andererseits auch unbequem. „Im Allgemeinen unterstützen Leute mit finanziellen Ressourcen die Forschung indirekt, beispielsweise durch eine Stiftung. Die Finanzierung der Grundlagenforschung und die gleichzeitige persönliche Beteiligung an dieser Forschung ist immer noch etwas, wovor einige Leute zurückschrecken – auch wenn sie selbst nicht wissen warum!“

Julie Van Rossom

  1. Alle Zitate stammen von Stephen Wolfram.

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