Focusing on the evolution of artificial intelligence, the book explores its transformative role in various sectors while addressing its inherent limitations. It contrasts early symbolic AI, reliant on rule-based systems and logic, with the current prevalence of statistics-driven machine learning and Big Data. Highlighting the success of sub-symbolic AI, such as chatbots, it raises concerns about transparency. The author advocates for explainable and reliable AI, emphasizing the need for clarity and verifiability in the logical and mathematical underpinnings of algorithms.
Focusing on the energy efficiency of neuromorphic systems, the book explores their potential as a sustainable technology in light of environmental challenges. It connects neuromorphic computing to analogue computing, suggesting it may surpass digital Turing limits. The discussion extends to material and engineering sciences realizing these concepts in hardware, alongside quantum mechanics offering innovative solutions. Additionally, it raises profound questions about Artificial General Intelligence (AGI) and advocates for interdisciplinary research across logic, mathematics, and cognitive science to advance this field.
Die aktuelle politische und wirtschaftliche Situation zeigt einen Mangel an strategischem Denken in Europa. Der Autor argumentiert, dass Innovation der Schlüssel zu einer erfolgreichen Strategie ist. Die Herausforderungen der gegenwärtigen Krisen sollten als Chance genutzt werden, um schnell auf nachhaltige Innovationen umzusteigen. Dadurch wird das Ziel verfolgt, die drängende globale Umwelt- und Klimakrise zu bewältigen und somit ein bedeutendes Menschheitsproblem anzugehen.
Das Handbuch schlägt die Brücke von der Grundlagenforschung zum Orientierungswissen. Es greift damit die Bildungs- und Ausbildungsziele der bundesweiten MINT-Initiative auf, die Mathematik (M), Informatik (I), Naturwissenschaft (N) und Technik (T) als fachübergreifendes Schlüsselwissen für technisch-wissenschaftlich gestützte Gesellschaften versteht. Additives Wissen und Ausbildung in getrennten Disziplinen der Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik reichen aber nicht aus. In der Künstlichen Intelligenz wachsen diese Disziplinen mit den Human- und Sozialwissenschaften zusammen. Zunächst sollen die Grundlagen der KI-Forschung methodisch und begrifflich geklärt werden. Philosophie wird als Grundlagenforschung verstanden, die logisch und methodisch die Prinzipien von Wissenschaft und Technik untersucht. Daher handelt es sich um ein „Philosophisches Handbuch“ (in diesem Fall der KI) und nicht um eine Bindestrich-Philosophie, also ein Handbuch der Philosophie einer Einzelwissenschaft. Denken und Wissen selber und das Selbstverständnis der Menschen verändern sich durch KI grundlegend.
Künstliche Intelligenz ist eine Schlüsseltechnologie, mit der sowohl in der Wissenschaft als auch in der Industrie große Erwartungen verbunden sind. In diesem Buch werden sowohl die Perspektiven als auch die Grenzen dieser Technologie diskutiert. Das betrifft die praktischen, theoretischen und konzeptionellen Herausforderungen, denen sich die KI stellen muss. In einer Frühphase standen in der KI Expertensysteme im Vordergrund, bei denen mit Hilfe symbolischer Datenverarbeitung regelbasiertes Wissen verarbeitet wurde. Heute wird die KI von statistik-basierten Methoden im Bereich des maschinellen Lernens beherrscht. Diese subsymbolische KI wird an den Lehren, die aus der Frühphase der KI gezogen werden können, gemessen. Als Ergebnis wird vor allem für eine hybride KI argumentiert, die die Potentiale beider Ansätze zur Entfaltung bringen kann.
Grundlagen und Zusammenhange begreifen, von den mathematischen und physikalischen Grundlagen bis zu den technischen Anwendungen, ist ein zentrales Ziel des Buchs.
Jeder kennt sie. Smartphones, die mit uns sprechen, Armbanduhren, die unsere Gesundheitsdaten aufzeichnen, Arbeitsabläufe, die sich automatisch organisieren, Autos, Flugzeuge und Drohnen, die sich selber steuern, Verkehrs- und Energiesysteme mit autonomer Logistik oder Roboter, die ferne Planeten erkunden, sind technische Beispiele einer vernetzten Welt intelligenter Systeme. Sie zeigen uns, dass unser Alltag bereits von KI-Funktionen bestimmt ist. Auch biologische Organismen sind Beispiele von intelligenten Systemen, die in der Evolution entstanden und mehr oder weniger selbstständig Probleme effizient lösen können. Gelegentlich ist die Natur Vorbild für technische Entwicklungen. Häufig finden Informatik und Ingenieurwissenschaften jedoch Lösungen, die sogar besser und effizienter sind als in der Natur. Seit ihrer Entstehung ist die KI-Forschung mit großen Visionen über die Zukunft der Menschheit verbunden. Löst die „künstliche Intelligenz“ also den Menschen ab? Dieses Buch ist ein Plädoyer für Technikgestaltung: KI muss sich als Dienstleistung in der Gesellschaft bewähren.
Leben als Maschine ist seit der Renaissance eine faszinierende Metapher, die auch beunruhigt. Die zentrale Frage hinter dieser Metapher betrifft die Berechenbarkeit des Lebens: Gibt es Gesetze und Gleichungen, mit denen Lebensvorgänge erklärt und prognostiziert werden können? Mit den Fortschritten in Biomathematik, Biophysik und Bioinformatik zeigt sich eine Entwicklung in der Systembiologie. Synthetische Biologie konstruiert Organismen nach den komplexen Schaltplänen dieser Disziplin. Die Robotik orientiert sich zunehmend an den kognitiven und intelligenten Organismen der Evolution. Auch Roboter entwickeln durch ihre komplexen Körper Erfahrungen und eine eigene Form von Intelligenz. Im Mittelpunkt der Diskussion um die Körperlichkeit des menschlichen Geistes und der Robotik steht die Erkenntnis, dass kognitive Prozesse nicht unabhängig von den körperlichen Gegebenheiten und deren dynamischer Interaktion mit der Umwelt verstanden werden können. Um die wachsende Komplexität der menschlichen Lebenswelt zu bewältigen, müssen technische Systeme adaptiver, autonomer und intelligenter werden. Diese zunehmende Autonomie bringt jedoch Herausforderungen in Bezug auf Kontrolle, Berechenbarkeit sowie ethische und rechtliche Fragestellungen mit sich. Für Systembiologie, synthetische Biologie, Robotik und Künstliche Intelligenz bedeutet dies, komplexe Systeme zu entwickeln, die den Menschen als Maßstab der Technik respektieren.
Die Welt, in der wir leben, ist nicht vorbestimmt, sondern zufällig. Doch wie entsteht aus Zufall und Chaos Ordnung? Klaus Mainzer verbindet in diesem Buch Erkenntnisse aus Mathematik, Physik und Informatik mit Evolutionstheorie, Gehirnforschung sowie Wirtschafts-, Sozial- und Kulturwissenschaften. Er zeigt, wie wir lernen können, mit dem Zufall in Natur und Gesellschaft zu leben. Zufall und Risiko, Krisen und neue Chancen spielen dabei eine zentrale Rolle. Die Vorstellung einer deterministischen Welt ist eine Fiktion; Zufall ist das zentrale Thema der modernen Natur- und Sozialwissenschaften. Viele zufällige Einzelereignisse können zusammen nichtzufällige Eigenschaften entwickeln, was neue Ordnungen in einem Meer von Zufallsfluktuationen ermöglicht. Das Universum selbst ist ein Beispiel: Im kosmischen Strom der Entropie entstehen Generationen von Sternen und galaktischen Strukturen. Auch das Leben entstand am Rand des Zufalls, da zufällige Veränderungen von DNS-Information und Umweltbedingungen entscheidend für die Eigenschaften von Organismen sind. Mainzer beleuchtet die Rolle des Zufalls in verschiedenen Kontexten: von der Mathematik über die Thermodynamik bis hin zur Hirnforschung und Wirtschaft. Das Buch verdeutlicht, dass wir fundamental dem Zufall ausgesetzt sind und in einer Welt leben, in der nichts von selbst gut wird, wenn wir nicht aufmerksam und sensibel für Veränderungen sind.
Der Computer ist die Schlüsseltechnologie unserer Gesellschaft. Computerphilosophie beschäftigt sich mit den logisch-erkenntnistheoretischen Grundlagen und den praktisch-ethischen Folgen dieser Technologie. In seiner Einführung zeigt Klaus Mainzer, wie früher angenommene Grenzen der Berechenbarkeit zurückgenommen oder relativiert werden müssen. Quanten- und Nanocomputer, zelluläre Automaten und neuronale Netze führen zu einem neuen Verständnis der Expansion des Universums, der Evolution des Lebens und des menschlichen Bewusstseins. Es stellt sich die Frage, wie und zu welchem Nutzen sich Computersysteme in einer technischen Ko-Evolution verselbstständigen können, sollen und dürfen.
