Die Zerbrechlichkeit der Existenz

Nehmen wir ein Buch, das Informationen enthält. Werfen wir es in eine leistungsstarke Maschine, zerlegen wir es bis auf seine Atome und verstreuen wir diese in der Umgebung.

Das Buch existiert nicht mehr. Aber ist damit auch die Information verschwunden, die es enthielt?

Die Unitarität, eines der grundlegenden Prinzipien der Quantenphysik, besagt, dass die Entwicklung eines geschlossenen Systems keine Information vernichtet. Ein Buch zu zerlegen bedeutet daher weniger, seine Information zu löschen, als sie bis zur Unkenntlichkeit zu verteilen. Die Ordnung der Tintenmoleküle auf den Seiten wird zerstört, doch Spuren des ursprünglichen Zustands verteilen sich auf die Bewegungen der Atome, die ausgesandten Photonen, die von der Maschine an die Umgebung abgegebene Wärme und auf unzählige Korrelationen zwischen den Bestandteilen des Systems.

Auf den ersten Blick kann der Gedanke von der Erhaltung der Information etwas Beruhigendes haben. Fast so, als würde das Universum niemals wirklich etwas vergessen.

Doch wenn wir etwas tiefer gehen, verliert dieser Gedanke seinen tröstlichen Charakter und beginnt auf seltsame Weise kalt zu wirken.

Denn weiterzuexistieren und als dasselbe weiterzuexistieren sind nicht dasselbe.

Die Atome des Buches befinden sich noch immer im Universum. Auch die physikalischen Spuren ihrer früheren Zustände mögen nicht vollständig verschwunden sein. Und doch ist das Buch kein Buch mehr.

An diesem Punkt stellt sich eine grundlegendere Frage.

Was macht etwas zu dem, was es ist?

Seine Materie?

Die Information, die es trägt?

Oder die Tatsache, dass diese Information zu einem bestimmten Zeitpunkt zu einer bestimmten Ganzheit organisiert ist?

Ein Buch wird nicht allein durch Papier und Tinte zu einem Buch. Die Tinte muss bestimmte Formen bilden, diese Formen müssen zu Buchstaben werden, die Buchstaben zu Wörtern und die Wörter zu Sätzen. Und darüber hinaus braucht es einen Geist, der diese Sprache lesen kann.

Die Atome können dieselben sein. Doch wenn ihre Ordnung verschwindet, verschwindet auch die Geschichte.

Deshalb sind die Erhaltung physikalischer Information und die Erhaltung von Bedeutung nicht dasselbe.

Bedeutung ist keine verborgene Substanz, die in den einzelnen Bestandteilen steckt. Sie entsteht aus den Beziehungen zwischen ihnen und aus der Art, wie sie organisiert sind.

Würden wir als Softwarearchitekten auf ein solches System schauen, sähe unsere Lösung vermutlich anders aus. Wir würden Informationen darüber speichern, woher jedes einzelne Teil stammt. Wir würden einen Index anlegen, jedes Teil mit einer Identität versehen und das System bei Bedarf anhand dieses Verzeichnisses rekonstruieren.

Die Natur besitzt jedoch keine solche separate Metadatenebene. Auf einem Atom befindet sich kein Etikett mit der Aufschrift, dass dieses Atom zu einem bestimmten Wort im dritten Absatz auf Seite 127 dieses Buches gehört.

Die Information liegt im physikalischen Zustand des Systems selbst. Sie ist über die Zustände der Teilchen und ihre Korrelationen untereinander verteilt.

In der Sprache der Softwareentwicklung könnte man sagen, dass die Metadaten nicht getrennt von den Daten gespeichert sind. Der Zustand der Materie ist selbst bereits ein Teil der Information.

Deshalb reicht es nicht aus, einfach dieselben Atome wieder zusammenzubringen, um das Buch zu rekonstruieren. Wir müssten auch dieselbe Ordnung, dieselben Beziehungen und dieselbe Struktur wiederherstellen.

Und genau hier beginnt die eigentliche Schwierigkeit.

Je stärker ein System mit seiner Umgebung wechselwirkt, desto weiter verteilen sich die Spuren seiner ursprünglichen Ordnung. Atome stoßen mit Luftmolekülen zusammen. Wärme breitet sich in der Umgebung aus. Photonen entfernen sich. Mit jeder neuen Wechselwirkung wird der ursprüngliche Zustand Teil eines immer größeren physikalischen Netzwerks.

Die Information mag nicht verschwunden sein, aber sie befindet sich nicht mehr an einem einzigen Ort. Ihre Ganzheit hat sich aufgelöst.

Was uns daran beunruhigt, ist die Erkenntnis, dass die „Erhaltung” von Information eigentlich kein Trost ist, sondern auf eine viel kältere Wirklichkeit verweist.

Du existierst weiter, aber du bist nicht mehr du selbst!

Der menschliche Geist konstruiert sowohl das „Ich” als auch die „Bedeutung” eines Gegenstandes über Grenzen und Ganzheiten.

Ein Buch ist ein Buch, solange aus dem Nebeneinander seiner Buchstaben eine Geschichte entsteht. Doch sobald die Maschine es in seine Atome zerlegt, verflüchtigt sich diese „Bedeutung” für das Universum.

Wenn wir auf die fundamentalste Beschreibungsebene der Physik hinabsteigen, gibt es dort keine Wörter, keine Philosophie, keine Erinnerungen und keine Gefühle. Es gibt nur Quantenzustände, Spins, Wärme und Impuls.

Treiben wir dieses Gedankenexperiment nun bis zum Äußersten und werfen das Buch in ein Schwarzes Loch, begegnet uns dieselbe Frage in noch radikalerer Form.

Die starke theoretische Erwartung, zu der uns das Informationsparadoxon Schwarzer Löcher heute führt, lautet, dass die Information, die in ein Schwarzes Loch fällt, auf fundamentaler Ebene nicht vernichtet wird. Man geht davon aus, dass die Hawking-Strahlung, die während der Verdampfung des Schwarzen Lochs entsteht, die Information über den ursprünglichen Zustand in äußerst komplexen Quantenkorrelationen trägt.

Das Schwarze Loch vernichtet das Buch also nicht und verwandelt es nicht in absolutes Nichts.

Aber es gibt uns auch kein Buch zurück.

Es verteilt die physikalische Vergangenheit des Buches auf eine derart komplexe Weise, dass es für uns praktisch unmöglich wird, die ursprüngliche Ganzheit wiederherzustellen.

An diesem Punkt erhält die Erhaltung der Information eine seltsame Bedeutung.

Das Universum mag dich nicht vergessen haben.

Aber das bedeutet nicht, dass es dich bewahrt hat.

Wenn ein Mensch stirbt, bleibt die Materie, aus der er bestand, im Universum. Seine Atome werden Teil anderer Strukturen. Energie geht in andere Formen über. Die Spuren vergangener physikalischer Zustände verteilen sich in der Umgebung.

Doch der Mensch selbst war nie bloß die Summe seiner Atome.

Seine Erinnerungen, seine Beziehungen, seine Gedanken, sein Körper und sein Geist existierten für eine bestimmte Zeit gemeinsam in einer bestimmten Ordnung.

Vielleicht ist genau das, was wir Identität nennen. Nicht die Materie selbst, sondern die vorübergehende Art und Weise, in der sie organisiert ist.

Aus dieser Perspektive bedeutet Entropie nicht nur eine Zunahme der Unordnung. Sie bedeutet auch die Auflösung von Ganzheiten.

Wenn ein Glas zerbricht, verschwindet das Glasmaterial nicht, aber das Trinkglas verschwindet.

Wenn ein Buch zerlegt wird, verschwindet die Tinte nicht, aber die Geschichte wird unlesbar.

Die Bestandteile eines Menschen mögen im Universum fortbestehen, doch die Organisation, die sie zu einem einzigen Selbst verbunden hat, besteht nicht für immer.

Vielleicht ist die Erhaltung der Information deshalb weniger tröstlich, als wir zunächst glauben.

Das Universum bewahrt die Teile, aber es ist nicht verpflichtet, das Ganze zu bewahren.

Und doch gibt es noch eine andere Seite.

In einem Universum, in dem die Entropie alles immer weiter verteilt, ist es bemerkenswert, dass Materie sich für eine kurze Zeit zusammenfinden und Sterne, Lebewesen, Bewusstsein, Bücher und Gedanken hervorbringen kann.

Bedeutung mag kein Elementarteilchen des Universums sein. Doch wenn bestimmte Teile in einer bestimmten Ordnung zusammenkommen, entsteht sie.

Die Geschichte eines Buches steckt nicht in seinen Tintenatomen. Die Erinnerungen eines Menschen stecken nicht in seinen Kohlenstoffatomen.

Und doch gibt es die Geschichte, wenn die richtige Ordnung entsteht. Es gibt die Erinnerung. Und es gibt das Selbst.

Vielleicht besteht das eigentliche Wunder nicht darin, dass Information für immer erhalten bleibt.

Vielleicht besteht das eigentliche Wunder darin, dass all diese Teile, die früher oder später wieder auseinandergehen werden, für eine kurze Zeit zusammenfinden und ein Ganzes bilden können.

Das Universum entwirft kein Dateisystem wie wir, um Information zu speichern. Es ist vielmehr so, als wäre das Universum selbst eine gewaltige Datenbank.

Während die Entropie dazu tendiert, alles wieder zu verteilen, ist die Tatsache, dass deine Information, deine Erinnerungen oder dieses Buch gerade jetzt in diesem Universum eine Ganzheit bilden, eine jener außergewöhnlichen und vorübergehenden Ordnungen, zu denen Materie fähig ist.

Dieser kurze Augenblick, bevor alles wieder auseinanderfällt, ist der eine große Sieg der Existenz und der Bedeutung über die kalte Mathematik des Universums.