Die blaue Stunde der Informatik – serie

Unaufhaltsam erobert die Digitalisierung unser Leben – auch mit Methoden der künstlichen Intelligenz (KI). Die Suchmaschinen-, die sozialen Netzwerk- oder die Versandplattform-Betreiber wissen zunehmend mehr von uns, über unsere Kauf- und Lebensgewohnheiten. Nutzerdaten sind ein wertvolles Wirtschaftsgut geworden. Wir leben und arbeiten mit Computersystemen, die sich intelligent verhalten oder gar intelligent sind. Dabei tauchen immer wieder Fragen auf wie „Können Maschinen intelligent sein?“ oder „Können sie Emotionen oder ein Bewusstsein haben?“. Damit sich Leser zu diesen Fragen ein eigenes Bild machen können, erläutern die Autoren anschaulich einzelne Techniken oder Methoden der KI und bringen diese mit Ansätzen aus Philosophie, Kunst und Neurobiologie in Zusammenhang. Dabei spielen Themen wie logisches Schließen, Wissen und Erinnern genauso eine Rolle wie maschinelles Lernen und künstliche neuronale Netze. Im Vordergrund steht die Frage, was Gedächtnis und Denken ausmacht, welche Rolle unsere Emotionen spielen, wenn wir uns als Menschen im Leben, in der Welt bewegen. Ein Buch, das ungewohnte Perspektiven auf die künstliche Intelligenz bietet.

Ein Buch über die UnendlichkeitWer glaubt, dass sich Rechnen auf trockene Formeln und Zahlen beschränkt, wird mit „Aspekte des Unendlichen – Eine kleine Erzählung für Nichtmathematiker“ sein blaues Wunder erleben. Dieses Buch spricht alle Leser an, die nicht nur die Logik, sondern auch die Poesie der Unendlichkeit erforschen möchten. Anstatt Laien mit kryptischem Akademikerjargon zu verwirren, übersetzt es komplexe Sachverhalte in leicht verständliche Erklärungen. So können auch Einsteiger erfahren, welche Überraschungen die Mengenlehre bereithält. Von nicht abzählbaren Größen und unentscheidbaren FragenDie Wissenschaft der mathematischen Unendlichkeit umfasst zahlreiche Problemstellungen, die ebenso anspruchsvoll wie spannend sind. Dazu gehören unter anderem:·         die Bibliothek von Babel·         diskontinuierliche Kontinua·         Unmengen·         Paradoxien und Antinomien Um solche theoretischen Ansätze in ihren Grundzügen zu begreifen, braucht es keinen Hochschulabschluss. Lutz Prieses Buch über die Mathematik der Unendlichkeit verwandelt abstrakte Konzepte in lebensnahe Zusammenhänge. Der Autor ist promovierter Logiker und hält seit seiner Pensionierung regelmäßig Vorlesungen zu Themen der Mathematik und Informatik. Dank seiner langjährigen Tätigkeit als Hochschuldozent gelingt es ihm, mit einer unterhaltsamen Sprache Anfänger und Experten gleichermaßen zu fesseln. Dabei steht vor allem die Verbindung zwischen mathematischen und philosophischen Problemen im Vordergrund:·         Wie genau können wir mit Zahlen die unendlichen Weiten des Weltalls erfassen?·         Inwiefern spiegeln die Grenzen des Rechnens die Grenzen des menschlichen Daseins wider?·         Wie können wir Unvorstellbares vorstellbar machen? Prieses Buch über die Unendlichkeit in der Mathematik liefert keine endgültigen Antworten auf diese Fragen. Vielmehr regt es Leser dazu an, sich selbst auf die Suche zu machen und eigene Ideen zu entwickeln. Wie es der Titel verspricht, lädt „Aspekte des Unendlichen“ zu einer schier endlosen Reise durch die Gedankenwelt ein.

Jura lernt man von Juristen und Medizin bei Medizinern. Von wem aber haben die beginnenden Informatiker aus den 1960er Jahren gelernt? Grenzüberschreitend natürlich von Pionieren unter Mathematikern, Physikern und Elektroingenieuren, doch auch von gänzlich anderen unerwartet zum Fach gewechselten. Das macht es so spannend, die Anfänge der Informatik zu verfolgen.Dieses Buch präsentiert eine einmalige Sammlung von Dokumenten, Fotos und vielgestaltigen Informationen. Es illustriert damit, wie sich die Münchner Informatik aus dem Nichts heraus entwickeln konnte.

Das Buch führt dem am gesellschaftlichen Leben interessierten Leser allgemein verständlich vor Augen, wie KI funktioniert und wie sie alle Lebensräume dramatisch verändern wird. Von der Geschichte der KI über ihre Techniken und ihre vielfältigen Anwendungsfelder bis zu ihren ethisch-philosophischen Implikationen werden alle relevanten Aspekte ausführlich dargestellt. Der Autor bleibt dabei nicht im Deskriptiven, sondern nimmt auch mit klaren Worten kritisch Stellung zur KI-Entwicklung. Für den Leser sind die Ausführungen als fachliches Stützkorsett angelegt, um gegenüber den KI-Experten als kundiger Counterpart auftreten zu können. Die letzten beiden Kapitel entführen den Leser in die Zukunft des Lebens mit der Super-KI. Mit gewagten Szenarien alarmiert der Autor den Leser auf vergnügliche Weise, welch atemberaubende und gesellschaftlich hochexplosive Perspektiven sich mit der KI verbinden und welche ethischen und philosophischen Fragestellungen sich daraus ergeben.

Der Zufall ist uns unheimlich. Wir dachten, es gäbe ihn nicht, hinter allem stehe Gott oder eine vernünftige Erklärung. Aber wir wissen heute: Es gibt ihn. Wir wissen, dass vieles dessen, was uns umgibt und das wir nicht durchschauen, trotzdem kausal abläuft. Anders als zu Zeiten der Aufklärung gedacht, ist der Zufall um uns eher die Regel als die gesetzmäßige Ordnung. Die Wolken sind Fraktale, die Wellen auf dem Meer sind eine reine Zufallsmaschinerie. Der Philosoph Charles Peirce hat genau in diesem Sinn noch vor Quanten- und Chaostheorie die fundamentale Bedeutung des Zufalls erkannt und der Lehre ihren Namen gegeben: Tychismus.Ohne Zufall gäbe es nichts Neues, kein Leben, keine Kreativität, keine Geschichte.Dieses Buch betrachtet den Zufall aus Sicht der Physik, der Informatik und der Philosophie. Es spannt den Bogen von der Antike zur Quantenphysik und zeigt, dass der Zufall fest in die Welt eingebaut ist und es sieohne Zufall nicht gäbe.

Die sieben Weltwunder wurden bereits in der Antike beschrieben, etwa zur selben Zeit wie die mechanische Rechenhilfe Abacus, ein Zählrahmen mit Holz- oder Glasperlen. Dieses Buch beschreibt und diskutiert die sieben Weltwunder der IT, ohne die unsere digitale Wirtschaft und Gesellschaft kaum überlebensfähig scheint: Computermaus, Datenbanken, Kryptografie, Graphgrammatiken, Internet, Blockchain und Soft Computing. Jedes Weltwunder der IT wird kurz charakterisiert, bevor Anwendungsoptionen für Wirtschaft und Gesellschaft exemplarisch aufgezeigt und gewürdigt werden. Das Werk richtet sich an alle, die sich mit der digitalen Transformation auseinandersetzen. Es soll helfen, digitale Entwicklungen im eigenen Unternehmen, in der Verwaltung oder im öffentlichen wie im privaten Leben zu positionieren und zu reflektieren.

Chance is uncanny to us. We thought it didn't exist, that God or a reasonable explanation was behind everything. But we know today: It exists. We know that much of what surrounds us and which we do not see through, nevertheless runs causally. Unlike what was thought in the days of the Enlightenment, chance is the rule around us rather than lawful order. The clouds are stochastic fractals, the waves on the sea are pure random machinery. The philosopher Charles Peirce recognized the fundamental importance of chance in precisely this sense, even before quantum and chaos theory, and gave the doctrine its name: Tychism.Without chance there would be nothing new, no life, no creativity, no history.This book looks at chance from the perspective of physics, computer science, and philosophy. It spans from antiquity to quantum physics and shows that chance is firmly built into the world and that it would not exist without chance.This book is a translation of the original German 1st edition Der Zufall in Physik, Informatik und Philosophie by Walter Hehl, published by Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, part of Springer Nature in 2021. The translation was done with the help of artificial intelligence (machine translation by the service DeepL.com). A subsequent human revision was done primarily in terms of content, so that the book will read stylistically differently from a conventional translation. Springer Nature works continuously to further the development of tools for the production of books and on the related technologies to support the authors.

Chance is uncanny to us. We thought it didn't exist, that God or a reasonable explanation was behind everything. But we know today: It exists. We know that much of what surrounds us and which we do not see through, nevertheless runs causally. Unlike what was thought in the days of the Enlightenment, chance is the rule around us rather than lawful order. The clouds are stochastic fractals, the waves on the sea are pure random machinery. The philosopher Charles Peirce recognized the fundamental importance of chance in precisely this sense, even before quantum and chaos theory, and gave the doctrine its name: Tychism.Without chance there would be nothing new, no life, no creativity, no history.This book looks at chance from the perspective of physics, computer science, and philosophy. It spans from antiquity to quantum physics and shows that chance is firmly built into the world and that it would not exist without chance.This book is a translation of the original German 1st edition Der Zufall in Physik, Informatik und Philosophie by Walter Hehl, published by Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, part of Springer Nature in 2021. The translation was done with the help of artificial intelligence (machine translation by the service DeepL.com). A subsequent human revision was done primarily in terms of content, so that the book will read stylistically differently from a conventional translation. Springer Nature works continuously to further the development of tools for the production of books and on the related technologies to support the authors.

Obwohl es längst zu einem Allgemeinplatz geworden ist, dass der Computer die Wissenschaften revolutioniert hat, ist dieser für die Entwicklung von Wissenschaft und Technik grundlegende Prozess wissenschaftshistorisch bisher kaum untersucht worden. In diesem Buch wird anhand von Fallstudien analysiert, welchen Unterschied der Einsatz von Computern für die Wissenschaftspraxis und das Agenda-Setting in unterschiedlichen Disziplinen machte und wie der Einsatz von algorithmischen Methoden das wissenschaftliche und technische Handeln veränderte. Dass (soziale) Netzwerke zwischen WissenschaftlerInnen, ihren Untersuchungsobjekten, Computern, Software und dem „Computer-Personal" eine herausragende Bedeutung für die „Algorithmisierung" der Wissenschaft besaßen, ist die grundlegende These. Die Fallstudien zeigen, wie unterschiedlich dieser Prozess in verschiedenen Wissenschaften und Ländern verlief und dass die Computer-Revolution keineswegs überall ein und dieselbe war.

Seit Beginn dessen, was man Philosophie nennt – also dem Zeitalter der Vorsokratiker – haben große Geister sich bemüht, den Dualismus Geist-Materie zu überwinden und Erkenntnis auf eine einzige, eindeutige Quelle zurück zu führen – dem Ding-an-sich. Diese Entwicklung wird in diesem Buch nachverfolgt – bis hin zu den modernen Instrumenten der Datenhaltung und der künstlichen Intelligenz. Im Internet of Things schließlich werden Informationen und Objekte wieder zu einer einzigen Entität verschmolzen. Liegt da vielleicht die Lösung nach der Suche des Ding-an-sich?

Technologische Entwicklungen beeinflussen öffentliches Leben in Politik und Wirtschaft, aber auch unser eigenes, privates Dasein. Gewollt oder ungewollt kommen wir täglich – und sogar des Nachts, wenn wir schlafen – mit Technologien in Berührung, die wir selbst nur bedingt kontrollieren können oder wollen. Es gibt keine Lebenslage, in denen eine Berührung mit elektronischen Systemen nicht gegeben ist. Insofern hat die Menschheit ihre informatorische Unschuld für immer verloren, bis hin zum Missbrauch persönlichen Identitäten in sozialen Netzen, in denen ein Leben in Scheinidentitäten stattzufinden scheint. Information und Kommunikation sind Wirtschaftsfaktoren geworden, die am Ende des Industriezeitalters und am Beginn des Wissenszeitalters zu stehen scheinen. Das technisch Hergestellte wird dem Organischen immer ähnlicher. Natur und Maschinen verschmelzen und entziehen sich unserer Kontrolle. Man tut, was dem System nutzt. Das Leben wird zu einer Risiko- und Wahrscheinlichkeitsrechnung, und das Ich nur noch zu einem Interface.

Beim Umgang mit persönlichem Wissen stellt sich die Frage, wie Gedanken und persönliche Zusammenhänge mit Hilfe von Medien langfristig abgelegt, wiederverwendet, kommuniziert und maschinell weiterverarbeitet werden können. Dabei zeigt sich ein ambivalentes Spannungsfeld zwischen intuitiver Arbeit mit persönlichen Gedanken auf der einen Seite und strukturierter Ordnung zur Wiederverwendung und maschinellen Verarbeitung auf der anderen Seite.In diesem Buch wird das Spannungsfeld beleuchtet und ein Anforderungskatalog für Lösungen präsentiert, die sich dem zu stellen versuchen, sogenannte Personal Knowledge Graphen (PKGs). Außerdem werden komplexe, persönliche Use Cases vorgestellt, die mit Hilfe eines vom Autor entwickelten Personal Knowledge Graph praktisch umgesetzt wurden. Sie stellen einige innovative Ansätze im Umgang mit dem Spannungsfeld vor. Zusätzlich wird eine Technologie-unabhängige Perspektive präsentiert, da vorhandene Lösungen noch in den Kinderschuhen stecken.

Mit ChatGPT haben Digitale Neuronale Netze ihren kommerziellen Durchbruch in verschiedenen Märkten gestartet. Die dabei genutzte Technologie basiert auf einer langen Tradition mit ihren Erkenntnissen aus der Erforschung von biologischen Gehirnen und ihren technischen digitalen Abbildungen. Der hier vorgestellte Ansatz basiert auf einer besonderen Sichtweise/Verständnis auf der Abbildung von Information in biologischen Systemen und ihrer Verarbeitung. Daraus ergeben sich spannende Konsequenzen in der technischen Realisierung, wie der Entwicklung dynamisch wachsender, schichtloser und aktiver Strukturen, die mit ihrem Informationsgehalt anwachsen. Als Folge dieses Ansatzes entstehen digitale "Individuen", deren digitale "Gehirne" sich mit der individuell inhaltlich und zeitlich aufgenommenen Information bilden und damit in ihren Strukturen nicht miteinander vergleichbar sind. Es entstehen individuelle neuronale Netze. Werden verschiedene Strukturen dieser dynamischen digitalen Netze verbunden, entsteht ein Übergang von einer Bezeichnung hin zu einer Bedeutungen, die in Verbindung mit einer simulierten "Emotion" zu vollkommen neuen Ansätzen in der Entwicklung künstlicher Intelligenz führen kann.

Der Autor behandelt den Entwurfsprozess der Gotik unter dem Aspekt von Entwurfs- und Entwicklungsprozessen der Informatik und Ingenieurwissenschaften. Er abstrahiert aus der Klassifikation gotischer Kirchen den virtuellen Entwurfsprozess der Gotik. Das Buch liefert interessante Einsichten in die Beziehung zwischen der Softwarearchitektur und deren Entwurfsprozess und einem gotischen Entwurf. Die parametrischen Elemente, also die Widerverwendungseinheiten, werden ausführlich erläutert. Die Strukturierung und Verwendung einer Parameter-Bibliothek schließen die Thematik ab.

Das Buch beschreibt Datenschutz erstmals als Offenheit (Transparenz) statt Datensparsamkeit. Der Autor beschreibt als Voraussetzung dazu einen Besitztitel auf Daten. Die Umsetzung erfolgt über Big Data, deren Techniken so ausgelegt sind, dass Daten zur „handelbaren“ Ware werden können, indem dokumentierbar wird, wie von wem wozu Daten verwendet worden sind. Transparente Verwendung auch in Hinsicht auf den Nutzen oder die Notwendigkeit statt Verbergen wird als neues Privatheitsmodell vorgeschlagen. Die Synchronisation der Entwicklung von Technik und Gesellschaft steht dabei im Vordergrund. Zahlreiche Fallstudien erhöhen den praktischen Nutzen des Buches.