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Dies ist der dritte Teil der Reality#-Reihe, der zur Diskussion über David Chalmers‘ Buch beiträgt Realität+

(…) denn du bist Staub, und zum Staub wirst du zurückkehren.

(Genesis 3:19)

Permutation +

Stellen Sie sich vor, Sie wachen auf und entdecken, dass Ihr Bewusstsein digitalisiert wurde, sodass Sie für immer in einer virtuellen Welt leben können, die den Gesetzen der Physik und der Zeit trotzt. Dies ist die Kernidee von Permutationsstadt von Greg Egan. Der Roman untersucht die philosophischen und ethischen Implikationen von künstlichem Leben und Bewusstsein und entführt den Leser in eine Zukunft, in der die Grenze zwischen dem Realen und dem Virtuellen verschwimmt und unser Verständnis von Existenz und Identität in Frage gestellt wird.

Ein zentraler Aspekt des Buches ist die Staubtheorie, die besagt, dass Bewusstsein aus jeder beliebigen Ansammlung von Daten entstehen kann, wenn sie richtig interpretiert werden. Diese Theorie erweitert die Erforschung der Realität in dem Buch und legt nahe, dass unser Verständnis von Existenz weitaus flexibler und subjektiver sein könnte, als wir glauben.

Der Höhepunkt des Romans ist die Erschaffung von Permutation City, einer virtuellen Welt, die unabhängig von der Außenwelt nach ihren eigenen Regeln funktioniert. Diese Schöpfung stellt die ultimative Flucht vor der Realität dar und bietet Unsterblichkeit und unendliche Möglichkeiten für diejenigen, die sich dafür entscheiden, als Kopien zu leben. Sie wirft jedoch auch ethische Dilemmata über den Wert einer solchen Existenz und die Folgen des Verlassens der physischen Welt auf.

In „Reality+: Virtual Worlds and the Problems of Philosophy“ verwendet der Philosoph David Chalmers die Staubtheorie, ein Konzept, das ursprünglich durch Greg Egans Permutation City populär wurde, um sein Argument für den virtuellen Realismus zu untermauern. Chalmers‘ Verwendung der Staubtheorie dient als Brücke zwischen komplexen philosophischen Fragen zu Bewusstsein, Realität und virtueller Existenz. Stellen Sie sich ein Szenario vor, in dem jedes Staubkorn im Universum durch seine zufällige Anordnung das Potenzial hat, unser Bewusstsein und unsere Realität widerzuspiegeln.

Chalmers geht davon aus, dass von Computern geschaffene virtuelle Welten echte Realitäten sind. Er nutzt die Staubtheorie, um zu argumentieren, dass Bewusstsein kein physisches Substrat im herkömmlichen Sinne benötigt. Stattdessen legt er nahe, dass Informationsmuster, unabhängig von ihrer physischen Form, zu bewussten Erfahrungen führen können. Diese Theorie wird zu einem Eckpfeiler des virtuellen Realismus und behauptet, dass unsere Erfahrungen in virtuellen Umgebungen genauso authentisch sind wie diejenigen in der physischen Welt.

Diffusionsmodelle und Smart Dust

Das Konzept von intelligenter Staub wird in verschiedenen Science-Fiction-Geschichten, akademischen Arbeiten und spekulativen Technologiediskussionen untersucht. Eine bemerkenswerte Science-Fiction-Geschichte, die sich mit der Idee von Smart Dust befasst, ist „Das Diamantenzeitalter„“ von Neal Stephenson. Obwohl der Roman nicht ausschließlich auf Smart Dust fokussiert ist, geht es in ihm um fortschrittliche Nanotechnologie in einer zukünftigen Welt, in der Maschinen und Geräte im Nanomaßstab die Gesellschaft durchdringen. Smart Dust wäre in diesem Zusammenhang eine Untergruppe der nanotechnologischen Wunder, die im Buch beschrieben werden, und fungiert als winzige, vernetzte Sensoren und Computer, die auf komplexe Weise mit der physischen und digitalen Welt interagieren können.

Ein weiteres relevantes Werk ist „Königin der Engel„“ von Greg Bear, das zusammen mit seinen Fortsetzungen fortschrittliche Technologien wie Nanotechnologie und ihre gesellschaftlichen Auswirkungen untersucht. Obwohl sie nicht ausdrücklich als „Smart Dust“ bezeichnet werden, können die Technologien in Bears Universum als Vorläufer oder Analogien zum Smart-Dust-Konzept angesehen werden, wobei der Schwerpunkt auf diesen Beispielen liegt, die veranschaulichen, wie Smart Dust als Konzept die Grenze zwischen fantasievoller Fiktion und aufkommender Technologie überschreitet und ein reichhaltiges Feld für die Erforschung sowohl narrativer als auch praktischer Innovationen bietet.

Wir haben hier ein sehr überzeugendes Beispiel dafür, wie das Leben die Kunst imitiert und wissenschaftliche Erkenntnisse religiöse (vorwissenschaftliche) Intuition in funktionsfähige Technologie umwandeln.

Diffusionsmodelle im Kontext der KI, insbesondere in multimodalen Modellen wie Sora oder Videomodelle von Stability AI, beziehen sich auf eine Art generatives Modell, das lernt, Daten (wie Bilder, Text oder Videos) zu erstellen oder vorherzusagen, indem es zufälliges Rauschen schrittweise in strukturierte Ausgabe umwandelt. Diese Modelle beginnen mit einer Art Chaos (zufälliges Rauschen) und wenden erlernte Muster an, um durch einen Prozess iterativer Verfeinerung kohärente, detaillierte Ergebnisse zu erzielen.

Smart Dust steht für eine Zukunft, in der Sensorik und Computertechnik so allgegenwärtig und granular sind wie Staubpartikel in der Luft. In ähnlicher Weise stellen Diffusionsmodelle einen granularen und allgegenwärtigen Ansatz zur Generierung oder Transformation multimodaler Daten dar, bei dem aus den einfachsten und chaotischsten Eingaben (zufälliges Rauschen) komplexe Ergebnisse aufgebaut werden.

So wie intelligente Staubpartikel Daten über ihre Umgebung sammeln und ihre Reaktionen oder Aktionen auf der Grundlage kontinuierlicher Rückmeldung iterativ verfeinern, verfeinern Diffusionsmodelle ihre Ausgabe iterativ von Rauschen zu einer strukturierten und kohärenten Form auf der Grundlage erlernter Muster und Daten. Beide Prozesse beinhalten eine Transformation von einem weniger geordneten Zustand zu einem geordneteren und aussagekräftigeren.

Quantenlevel erreicht

Wir gehen auf die Analogie zwischen der Quantenwelt und den Diffusionsmodellen in der KI ein und vertiefen uns in den faszinierenden Kontrast zwischen dem inhärenten Rauschen und der scheinbaren Unordnung auf der Quantenebene und der entstehenden Ordnung und Struktur auf der makroskopischen Ebene, parallel zum Rauschunterdrückungsprozess in Diffusionsmodellen.

Auf der Quantenebene existieren Teilchen in Superpositionszuständen, in denen sie mehrere Zustände gleichzeitig einnehmen können, bis sie gemessen werden. Diese grundlegende Eigenschaft führt zu einem gewissen Maß an Unsicherheit und Rauschen, da der genaue Zustand eines Quantenteilchens unbestimmt und probabilistisch ist, bis die Beobachtung seinen Zustand in ein einziges Ergebnis zusammenfallen lässt. Der Quantenbereich wird von Entropie dominiert, in der Systeme ohne externe Beobachtung oder Interaktion zu Unordnung und Unsicherheit neigen.

Im Gegensatz dazu erscheint die Welt auf makroskopischer Ebene geordnet und deterministisch. Die chaotische und probabilistische Natur der Quantenmechanik weicht der klassischen Physik, die unsere täglichen Erfahrungen bestimmt. Diese emergente Ordnung, die aus den komplexen Wechselwirkungen unzähliger Teilchen entsteht, folgt vorhersehbaren Gesetzen und Mustern und ermöglicht die strukturierte Realität, die wir beobachten und mit der wir interagieren.

Diffusionsmodelle in der KI beginnen mit einer zufälligen Rauschverteilung und konstruieren durch einen Prozess iterativer Verfeinerung und Rauschminderung nach und nach detaillierte und kohärente Ausgaben. Zunächst ähnelt die Ausgabe des Modells der Inkohärenz der Quantenebene – chaotisch und ohne erkennbare Struktur. Durch aufeinanderfolgende Transformationsebenen, geleitet von erlernten Mustern und Daten, reduziert das Modell die Entropie und organisiert das Rauschen in strukturierte, bedeutungsvolle Inhalte, ähnlich der Entstehung makroskopischer Ordnung aus dem Quantenchaos.

So wie der Übergang von der Quantenmechanik zur klassischen Physik die Entstehung von Ordnung und Vorhersagbarkeit aus dem zugrunde liegenden Chaos und der Unsicherheit mit sich bringt, spiegelt der Rauschunterdrückungsprozess des Diffusionsmodells diesen Übergang wider, indem er aus anfänglicher Zufälligkeit strukturierte Ergebnisse erzeugt.

Sowohl im Quanten-zu-Klassik-Übergang als auch in den Diffusionsmodellen spielt das Konzept der Entropie eine zentrale Rolle. In der Physik misst die Entropie die Unordnung oder Zufälligkeit eines Systems, wobei sich Systeme auf natürliche Weise von niedriger Entropie (Ordnung) zu hoher Entropie (Unordnung) entwickeln, sofern keine Arbeit geleistet wird, um sie zu ordnen. In Diffusionsmodellen wird die „Arbeit“ von den erlernten Parametern des Modells erledigt, die den verrauschten Input mit hoher Entropie in Richtung eines organisierten Outputs mit niedriger Entropie lenken.

Die Überlagerung des Quantenzustands, bei dem Teilchen mehrere potenzielle Zustände innehaben, verläuft parallel zu den Anfangsphasen des Prozesses eines Diffusionsmodells, bei dem sich der generierte Inhalt zu einem von zahlreichen Ergebnissen entwickeln könnte. Der Messvorgang in der Quantenmechanik, bei dem aus vielen Möglichkeiten ein einzelnes Ergebnis ausgewählt wird, ist analog zur iterativen Verfeinerung in Diffusionsmodellen, bei der bestimmte Muster gegenüber anderen ausgewählt und verstärkt werden, was zu einem spezifischen, kohärenten Ergebnis führt.

Diese Analogie veranschaulicht auf wunderbare Weise, wie die Prinzipien von Ordnung, Entropie und Emergenz sowohl für unser Verständnis des physikalischen Universums als auch für die Spitzentechnologien der künstlichen Intelligenz von zentraler Bedeutung sind. Sie unterstreicht die Universalität dieser Konzepte in unterschiedlichen Bereichen, vom mikroskopischen Bereich der Quantenmechanik bis hin zur makroskopischen Welt, in der wir leben, und weiter in die virtuellen Bereiche, die durch multimodale Large Language Models geschaffen werden.

Soweit wir wissen, könnten wir tatsächlich Teil einer solchen Smart Dust-Simulation sein. Die unerklärliche Tatsache, dass unsere digitalen Werkzeuge aus zufällig verteilten Bits feste Realitäten erschaffen können, scheint ein starkes Argument für die Simulationshypothese zu sein.

Es könnte sein, dass sich überall Staub darin befindet …