Was ist eigent­lich ein Gedanke? Und inwie­fern ist Infor­ma­tion phy­sisch?

Goo­gelt man das Wort „Gedanke“, fin­det man fol­gende nichts­sa­gende, zir­ku­läre Defi­ni­tion: „Eine Idee oder Mei­nung, die durch Nach­den­ken ent­steht oder plötz­lich im Geist auf­taucht.“ Auch das Mer­riam-Webs­ter-Wör­ter­buch defi­niert „den­ken“ nicht beson­ders hilf­reich: „etwas im Geiste bil­den oder haben“. Doch was ist eigent­lich ein Gedanke?

Ein Gedanke ist eine Reprä­sen­ta­tion von etwas. Eine Reprä­sen­ta­tion ist ein Abbild, das etwas ande­res dar­stellt, indem es des­sen Merk­male auf­weist. Ein Bild, eine Abbil­dung, ein Abdruck oder eine Form eines Objekts sind somit Reprä­sen­ta­tio­nen die­ses Objekts.

Eine Karte ist ein wei­te­res Bei­spiel für eine Reprä­sen­ta­tion. Auch der Geist ist gewis­ser­ma­ßen eine Karte. Das Gehirn und sein funk­tio­na­les Pro­dukt, der Geist, ent­wi­ckel­ten sich als Karte, die die Bezie­hung des Kör­pers zu sei­ner äuße­ren Umge­bung reprä­sen­tiert. Im Grunde sind unsere Gedan­ken Kar­ten, die Dinge reprä­sen­tie­ren und denen sie ent­spre­chen. Diese Dinge hat unser Gehirn ent­we­der mit unse­ren Sin­nen wahr­ge­nom­men, mit unse­ren Emo­tio­nen gefühlt oder als Hand­lungs­plan geformt (z. B. die Vor­stel­lung, nach einer rei­fen Frucht an einem Ast zu grei­fen). All dies sind elek­tro­che­misch ver­mit­telte Pro­zesse. Gedan­ken kön­nen flüch­tig sein oder sich spä­ter als Erin­ne­run­gen fes­ti­gen. Auch das Gedächt­nis ist ein phy­si­ka­li­scher Pro­zess, der durch struk­tu­relle, mole­ku­lare Ver­än­de­run­gen in neu­ro­na­len Ver­bin­dun­gen kodiert wird.

Sin­nes­wahr­neh­mun­gen und Erin­ne­run­gen sind phy­si­sche Reprä­sen­ta­tio­nen bzw. Kar­ten, die durch ein Ereig­nis ein­ge­prägt wer­den

Betrach­ten wir ein­mal, wie Sin­nes­wahr­neh­mun­gen in neu­ro­nale Signale umge­wan­delt wer­den.

Ein Bei­spiel: Du hörst einen Don­ner­schlag, der dich über­rascht und erschreckt. Die­ser wird von einem spe­zi­fi­schen Schall­wel­len­mus­ter in der Luft in ein ent­spre­chen­des Schwin­gungs­mus­ter umge­wan­delt und über das Trom­mel­fell und die Gehör­knö­chel­chen im Mit­tel­ohr zur Coch­lea gelei­tet. Von dort wer­den elek­tro­che­mi­sche Impulse ent­lang des Hör­nervs aus­ge­löst, die in den Neu­ro­nen des audi­to­ri­schen und des Asso­zia­ti­ons­kor­tex wie­derum Signale erzeu­gen. Zudem wer­den über die Amyg­dala Angst­kreis­läufe akti­viert und mög­li­cher­weise auch visu­elle Schalt­kreise, die Ihre Wahr­neh­mung in die­sem Moment spei­chern. Die Signale wer­den zwi­schen den Neu­ro­nen durch che­mi­sche Neu­ro­trans­mit­ter über­tra­gen. Das gesamte weit­ver­zweigte Netz­werk, das durch die­sen Reiz im Groß­hirn akti­viert wird, bil­det Ihre aktu­elle Erfah­rung.

Da es sich um einen so star­ken Reiz han­delte, der wie eine „Blitz­licht­erin­ne­rung“ wirkt, wird das Ver­bin­dungs­mus­ter in die­sem spe­zi­el­len Netz­werk dau­er­haft abruf­bar. Dies geschieht durch Ver­än­de­run­gen der Mem­bran­pro­te­ine an den Ver­bin­dun­gen der betei­lig­ten Neu­ro­nen, die als Reak­tion auf den Reiz gemein­sam feu­er­ten – „Neu­ro­nen, die gemein­sam feu­ern, ver­bin­den sich“.

Dies bil­det die Grund­lage für Erin­ne­run­gen: Das­selbe Netz­werk kann in Zukunft durch einen Asso­zia­ti­ons­reiz, also eine Erin­ne­rung, reak­ti­viert wer­den. Das Ver­bin­dungs­mus­ter ist eine Reprä­sen­ta­tion (eine „Karte“), die dem wahr­ge­nom­me­nen Infor­ma­ti­ons­mus­ter ent­spricht. Es ist wahr­schein­lich auch mit Reprä­sen­ta­tio­nen ande­rer Gefühle oder Erin­ne­run­gen ver­wo­ben, die Sie mit die­ser Erfah­rung ver­bin­den. Dadurch erhält die Erfah­rung wei­tere Bedeu­tungs­ebe­nen.

Infor­ma­tion ist phy­sisch

Die moderne Infor­ma­ti­ons­theo­rie lehrt uns, dass Infor­ma­tion eine phy­si­ka­li­sche Größe ist. Sie ist keine abs­trakte Größe, son­dern exis­tiert nur durch eine phy­si­ka­li­sche Reprä­sen­ta­tion. Somit ist sie an alle Beschrän­kun­gen und Mög­lich­kei­ten unse­res rea­len, phy­si­ka­li­schen Uni­ver­sums gebun­den. Sie ist unwei­ger­lich in einem phy­si­ka­li­schen Medium ein­ge­schrie­ben.

Infor­ma­tion ist keine kör­per­lose, abs­trakte Größe, son­dern stets an eine phy­si­sche Reprä­sen­ta­tion gebun­den. Sie kann bei­spiels­weise durch eine Gra­vur auf einer Stein­ta­fel, einen Spin, eine Ladung (z. B. von Ele­men­tar­teil­chen wie Elek­tro­nen), ein Loch in einer Loch­karte oder eine Mar­kie­rung auf Papier reprä­sen­tiert wer­den.

Genauso kann kein Gedanke ohne sein neu­ro­na­les Sub­strat ent­ste­hen.

Infor­ma­tion ist rela­tio­nal

Infor­ma­tion ist das Orga­ni­sa­ti­ons­mus­ter von Mate­rie oder Ener­gie, also die Art und Weise, wie Dinge zuein­an­der in Bezie­hung ste­hen.

Betrach­ten wir Com­pu­ter­code. Die Span­nungs­un­ter­schiede in den Schalt­krei­sen des Com­pu­ters wer­den übli­cher­weise durch die Zah­len 0 und 1 dar­ge­stellt. Wer­den sie in bestimm­ten Mus­tern mit­ein­an­der ver­knüpft, reprä­sen­tie­ren sie ver­schie­dene Buch­sta­ben des Alpha­bets. So wird der Buch­stabe „A“ bei­spiels­weise durch 01000001 und der Buch­stabe „B“ durch 01000010 dar­ge­stellt. Eine ein­zelne Span­nung in einem iso­lier­ten Teil eines Strom­krei­ses ist an sich bedeu­tungs­los. Erst durch die Ver­knüp­fung oder das Mus­ter ent­steht Infor­ma­tion.

Ebenso besit­zen die will­kür­li­chen Sym­bole, aus denen die Buch­sta­ben eines Alpha­bets bestehen, oder die Laute ein­zel­ner Wör­ter einer Spra­che an sich keine Bedeu­tung. Sie erhal­ten ihre Bedeu­tung erst im Ver­hält­nis zuein­an­der sowie in ihrer Ver­bin­dung mit rea­len Din­gen in der Welt.

Kom­plexe Infor­ma­tio­nen wie bei­spiels­weise Spei­cher­da­ten wer­den ver­teilt

So wie der Buch­stabe „A“ in einem Com­pu­ter­schalt­kreis kodiert ist, ist auch Ihre Erin­ne­rung an Ihre Groß­mutter nicht in einem ein­zi­gen Neu­ron – einem soge­nann­ten „Groß­mutter-Neu­ron“ – „ent­hal­ten“. Es exis­tiert ein weit­ver­zweig­tes Netz­werk weit von­ein­an­der ent­fern­ter Neu­ro­nen, deren Ver­bin­dun­gen unter­ein­an­der die Erin­ne­rung an Ihre Groß­mutter reprä­sen­tie­ren.

Ein bestimm­tes Neu­ron könnte bei­spiels­weise einen win­zi­gen Erin­ne­rungs­fet­zen an Ihre Groß­mutter spei­chern, etwa nur einen visu­el­len Aspekt einer bestimm­ten Gesichts­kon­tur. Das heißt, die­ses Neu­ron feu­ert elek­tro­che­misch, wenn es mit einem visu­el­len Reiz gekop­pelt wird, der die­ser Kon­tur ent­spricht. Die­ses Neu­ron ist jedoch nicht aus­schließ­lich für die Spei­che­rung die­ses Erin­ne­rungs­frag­ments zustän­dig, son­dern wahr­schein­lich auch an vie­len ande­ren Erin­ne­run­gen betei­ligt, da es mit einer Viel­zahl ande­rer Neu­ro­nen­grup­pen ver­bun­den ist.

Dar­über hin­aus sind ver­schie­dene Aspekte jeder Erin­ne­rung mit einer Viel­zahl ande­rer Erin­ne­run­gen ver­knüpft. So könn­ten bei­spiels­weise Aspekte Ihrer Erin­ne­rung an Ihre Groß­mutter mit Ihrer Erin­ne­rung an eine bestimmte Apfel­ku­chen­sorte ver­bun­den sein. Wie bereits erwähnt, ist das spe­zi­fi­sche neu­ro­nale Netz­werk, das eine bestimmte Erin­ne­rung bil­det, wahr­schein­lich das­selbe, das bei der ers­ten Wahr­neh­mung des erin­ner­ten Ereig­nis­ses akti­viert wurde. Die meis­ten flüch­ti­gen Wahr­neh­mun­gen wer­den nicht dau­er­haft erin­nert. Nur einige wenige blei­ben auf­grund ihrer dama­li­gen Bedeu­tung im Lang­zeit­ge­dächt­nis ver­an­kert.

Im Grunde sind auch abs­trakte Gedan­ken phy­sisch

Abs­trak­tere Gedan­ken sind ledig­lich höher­stu­fige Reprä­sen­ta­tio­nen. Sie basie­ren auf hier­ar­chi­schen oder ver­schach­tel­ten Reprä­sen­ta­tio­nen, also Reprä­sen­ta­tio­nen von Reprä­sen­ta­tio­nen. Etwas erin­nert uns an etwas ande­res, weil es ähn­li­che Merk­male auf­weist. Die Grund­lage bil­den nach wie vor die phy­si­schen Sin­nes­wahr­neh­mun­gen und Bewe­gun­gen, auf denen alle ande­ren Gedan­ken auf­bauen. Im Wesent­li­chen sind abs­trakte Gedan­ken immer noch nichts ande­res als „Land­kar­ten“, die der äuße­ren Umge­bung und der Posi­tion des Indi­vi­du­ums darin ent­spre­chen.

Eine Karte ist ein Abbild der dar­ge­stell­ten Umge­bung, d. h., sie ent­spricht ihr. Ein Ana­lo­gon ist etwas, das etwas ande­rem ähn­lich oder ver­gleich­bar ist, sei es im All­ge­mei­nen oder in einem bestimm­ten Detail. Kar­ten kön­nen somit als eine Form der Ana­lo­gie­bil­dung betrach­tet wer­den („A ver­hält sich zu B wie X zu Y“).

Der Kogni­ti­ons­wis­sen­schaft­ler Dou­glas Hof­stad­ter und der Psy­cho­loge Emma­nuel San­der gehen davon aus, dass alle Gedan­ken auf Ana­lo­gien beru­hen. Sie pos­tu­lie­ren, dass die Kate­go­ri­sie­rung durch Ana­lo­gien „die trei­bende Kraft allen Den­kens” ist.⁴ Unser Gehirn erkennt Ähn­lich­kei­ten oder Ent­spre­chun­gen zwi­schen neuen und bereits bekann­ten Situa­tio­nen und ermög­licht so die Anwen­dung zuvor erlern­ter Infor­ma­tio­nen auf die neue Situa­tion. „Das Wesen einer Ana­lo­gie besteht darin, eine men­tale Struk­tur auf eine andere zu über­tra­gen.”

Die Spra­che ist reich an Bei­spie­len dafür, wie durch Ana­lo­gien Den­ken ent­steht. So set­zen sich unsere Wör­ter für Dinge, die in der Natur nicht exis­tie­ren, aus Wör­tern zusam­men, die kon­krete, mit den Sin­nen wahr­nehm­bare Dinge bezeich­nen.

Gewich­tige Gedan­ken

Das Gehirn benö­tigt für seine Arbeit enorm viel Ener­gie: Im Ruhe­zu­stand ver­braucht es 20 Pro­zent des gesam­ten Ener­gie­ver­brauchs des Kör­pers, obwohl es nur zwei Pro­zent des Kör­per­ge­wichts aus­macht. Bei kogni­tiv anspruchs­vol­len Auf­ga­ben steigt der Kalo­rien­ver­brauch des Gehirns. Ener­gie und Masse sind aus­tausch­bar (E = mc²). Da Gedan­ken Ener­gie­si­gnale sind, besitzt die Ener­gie, die einen Gedan­ken über­trägt, also Masse. Auch die Ionen und Mole­küle, die die­ses Ener­gie­si­gnal kodie­ren, haben Masse. Doch lässt sich das Gewicht eines ein­zel­nen Gedan­kens tat­säch­lich berech­nen? Es wäre sicher­lich eine unend­lich kleine Zahl. Aber nicht null.

Infor­ma­tion ist sowohl phy­sisch als auch rela­tio­nal und wir sind Netz­werke aus Infor­ma­tion

Gedan­ken sind nicht äthe­risch. Sie sind Reprä­sen­ta­tio­nen von Mate­rie und in die­ser kodiert. Sie haben Form und Gewicht. Abs­trakte Ideen wer­den aus kon­kre­te­ren Sin­nes­wahr­neh­mun­gen auf­ge­baut. Das Selbst­ge­fühl ent­steht aus Selbst­re­prä­sen­ta­tio­nen. Gedan­ken sind For­men von Infor­ma­tion und alle Infor­ma­tion ist phy­sisch und rela­tio­nal. Es fühlt sich so an, als hät­ten wir einen Gedan­ken und seien ein Selbst, weil wir diese Infor­ma­tion sind, die sich in einem unend­li­chen Regress rekur­siv selbst reflek­tiert.

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