Supermacht Wissenschaft E-Book

Lars Jaeger

• Herausgeber: Gütersloher Verlagshaus
• Kategorie: Geisteswissenschaft
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2017

Seitenzahl: 426

Beschreibung

»Zukunft? Wir sind mittendrin – wir wissen es nur noch nicht.« (Lars Jaeger)

Fleisch aus 3D-Druckern, Roboter so klein wie Viren, künstlich hergestelltes Leben – bislang formte der Mensch die Natur nach seinem Willen. Doch die modernen Technologien können den Spieß auch umdrehen: Sie formen den Menschen. Algorithmen, die über Leben und Tod entscheiden, Eingriffe in die Genetik und künstliche Intelligenz definieren menschliches Leben neu. Unser Alltag, unsere menschliche Existenz ändern sich radikal. Die Frage ist: Wollen wir diesen Epochenwandel?
Nur, wenn wir verstehen, was gerade um uns herum und mit uns passiert, bleiben wir mündig! Ein aufrüttelndes Buch, das aufklärt und Orientierung gibt.

• Hightech – Fluch oder Segen?
• Wenn Labore und Thinktanks die Macht übernehmen
• Wie wir Technik nutzen und dabei Menschen bleiben können
• Eine bedeutende Erweiterung und Ergänzung zum Bestseller »Homo Deus« von Yuval Noah Harari

Leseprobe

Lars Jaeger

Supermacht Wissenschaft

Unsere Zukunft zwischen

Himmel und Hölle

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek

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Copyright © 2017 Gütersloher Verlagshaus, Gütersloh,

in der Verlagsgruppe Random House GmbH,

Neumarkter Str. 28, 81673 München

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Umsetzung eBook: Greiner & Reichel, Köln

Text- und Konzeptberatung: Dr. Bettina Burchardt

Umschlaggestaltung: Gute Botschafter GmbH, Haltern am See

Umschlagmotive: © Jackie Niam – Fotolia.com; Hintergrund oben: © Golden Shrimp – Fotolia.com

ISBN 978-3-641-21629-0V001

www.gtvh.de

Meinen Kindern

Anika, Kira und Talia

INHALT

Vorwort

TEIL I

1 – Technomania

Wir sind mittendrin

Wenn Zeit zusammenschnurrt

Auf breiter Front

Schlüsseltechnologie 1:

Quantentechnologien 2.0 – Feynmans Visionen

Schlüsseltechnologie 2:

Nanotechnologie – Erschaffung von Gegenständen aus dem ›Nichts‹

Schlüsseltechnologie 3:

Gentechnologie – Designerbabys und der Sieg über den Krebs

Schlüsseltechnologie 4:

Künstliche Intelligenz – Die Kontrolle über unser Leben

Schlüsseltechnologie 5:

Industrie 4.0 – Schlaue Fabriken und das ›Internet der Dinge‹

Schlüsseltechnologie 6:

Neuro-Enhancement – Vom Verstehen zum Verbessern unseres Geistes

Schlüsseltechnologie 7:

Bewusstseinstechnologien – Virtuelle Welten

Schlüsseltechnologie 8:

Biosensoren – Von Apotheker-Fröschen zu Nano-Robotern im Körper

Schlüsseltechnologie 9:

Stammzellen – Die Alleskönner in unserem Körper

Schlüsseltechnologie 10:

Lebensverlängerung und ewiges Leben – Wie wir dem Tod ein Schnippchen schlagen

Schlüsseltechnologie 11:

Lebensmitteltechnologie – Wie ernähren wir 10 Milliarden Menschen?

Schlüsseltechnologie 12:

Energietechnologie – 50 Jahre Geduld

Schlüsseltechnologie 13:

Big Data – Lebensprofile

Schlüsseltechnologie 14:

Synthetisches Leben – Wenn der Mensch Gott spielt

Zauberlehrlinge am Werk

Jetzt kommt es darauf an

2 – Wunderwelten

Der Sieg der menschlichen Kreativität

Knochensäge und Schlafschwamm

Leben in Schloss Sanssouci

Die Ausrottung des Krebses

Stammzellen – Allround-Künstler in unserem Körper

Ein Helfer namens Watson

Chirurgen aus Stahl

Nano-Roboter in unserem Körper

Der Mensch als genetischer Baukasten

Von der Schrotflinte zum Präzisionsgewehr

Sieg über den Tod

Die Leber aus Petrischale und 3D-Drucker

Innere Schönheit und höchste Erfüllung

Herren über die Zeit

3 – »Nach unten hin gibt es noch viel Platz«

Die Gefahren ungesteuerten Fortschritts

Moderne Dystopien und Wissenschaftsskepsis

1. Thema: Reich und Arm – ein Vorstandsmitglied aus Nullen und Einsen

2. Thema: Kriege der Zukunft – Mausklick statt Atombombe

3. Thema: Künstliche Intelligenz – Death by Algorithm

4. Thema: Versorgung mit Energie – Der unersättliche Hunger

Uns geht der Sprit aus

5. Thema: Natura facit saltus – Der Klimawandel

Auf Messers Schneide

4 – Die Menschenmacher

Was wollen wir sein: molekulargenetischer Bioapparat, neuro-optimierte Denkmaschine oder autonomes Individuum?

Gedankenkontrolle

Twittern von Hirn zu Hirn

Vernetzte Superintelligenzen

Hirndoping

Hardware und Wetware

Legokasten der Gene

Eine Frage der Ethik

Jetzt wird es ernst

Leben aus dem Reagenzglas

Bewusstseinstechnologien: Wenn ich nicht mehr ich bin

Ein Manifest

TEIL II

5 – In 80 Sekunden um die Welt

Der gläserne Mensch zwischen Big Data und digitaler Demenz

Affenspaß und Emobrille

Großer Lauschangriff im Wohnzimmer

Alles mit allem verbunden

Im Maßanzug

Big Brother is watching you

Nur ein kleiner Stups

Der Schwarm als Meute

Digitale Transparenz und die offene Gesellschaft

Taxi downunder

Soziale Bots und andere Lügen

Digitale Demenz vs. unbegrenzte digitale Möglichkeiten

6 – Black Box

Endstation technologische Singularität

Blindes Vertrauen

Quantenphysik 1.0

Wenn aus Unwägbarkeiten Gewissheiten werden

Quanten-Technologien 2.0

Unendliche Möglichkeiten zwischen 0 und 1

Quanteninternet

Künstliche Intelligenz – Im Wechselbad der Gefühle

Feuern von Schicht zu Schicht

Lernen in der Tiefe

Mein allerbester Freund

KI weiß was, was du nicht weißt

Dressur des demokratischen Willens

Außer Kontrolle

Auf dem Weg zur Superintelligenz

Irren ist menschlich – aber nicht ›maschinlich‹

Intellektuelle Überforderung des Menschen

7 – Schleudertrauma

Der ethische Burn-out

Dünger und Maschinen

Die zwei Gesichter des Fortschritts

Durstige Baumwolle

Knollenfäule und blinde Kinder

›Natürliche‹ Gentechnologie

Finale Lösungen

Fressen so viel wir wollen

Wissenschaft, Technologie und Kapitalismus

Von Small zu Big Science

Hackordnung auf dem Hühnerhof

Ethischer Burn-out

8 – Die Suche nach der Wohlfühlzone

Zwischen grenzenlosen Möglichkeiten und Alternativlosigkeit

Was VR mit uns macht

Schmetterling oder Philosoph?

Der virtuelle Mensch

»Oh nein! Stell mich wieder auf den Boden!«

Virtuelle Einflüsterungen

Ich und mein Avatar

0,015 Prozent Erfolg

Die Würde der Maschinen

Virtuelle Wohlfühlzonen

Yes, we can

TEIL III

9 – Der unbestechliche Blick

Warum intellektuelle Integrität der Anfang ist

Dogmen, Faulheit und Korruption

Permanent im Reparaturmodus

Rasiermesserscharf

So einfach ist es aber nun auch wieder nicht

10 – Der Mythos von der unsichtbaren Hand

Warum wir Entscheidungen nicht dem Markt überlassen dürfen

Die sichtbare unsichtbare Hand

Von den Scharlatanen zur Finanzkrise

Der ›Silicon Valley Dream‹

The Winner takes it all

Teilen statt Wettbewerb

Der Vierte im Bunde

Blockchain und Bitcoin

Ideen statt Ideologien

11 – Big Talk

Wie wir uns gemeinsam um unsere Zukunft kümmern werden

Der runde Tisch

Ziel: Unbekannt

›Big Talk‹ anstatt Smalltalk – Wir müssen reden!

Ein jeder hat etwas zu sagen

Jenseits des Humanismus

Weißer Hut, schwarzer Hut

Die spirituelle Dimension

Auslaufmodell Egoismus

Konkurrenzlos glücklich

12 – Manifest

1. Mitspracherecht und -pflicht für Alle

2. Gemeinschaftliche Werte und Sinngebungen

3. Klarheit im Denken und Handeln

Literatur

Register

VORWORT

Wir befinden uns in der Mitte des 22. Jahrhunderts, auf der Erde herrscht eine körperlose Netz-Intelligenz, die Internet und Datenströme kontrolliert. Die Menschheit hat sich in drei Arten aufgespalten:

• Eine genetisch und neurotechnologisch optimierte Menschenart, der eine unendliche Lebensdauer vergönnt ist und deren Fähigkeiten den natürlichen Möglichkeiten eines Menschen vielfach überlegen sind.• Ebenfalls unsterbliche und niemals kranke Cyborgs – teils Mensch, teils Maschine – deren Gehirne direkt mit Quantencomputern verbunden und mit künstlicher Intelligenz im frühen 21. Jahrhundert noch unvorstellbaren Ausmaßes aufgepeppt sind.• Und dann sind da noch die Menschen, die weder genetisch noch technologisch aufgerüstet wurden. Sie führen im Vergleich zu den Cyborgs und Supermenschen ein rechtloses Leben – so wie heute die Affen.

Klingt allzu unrealistisch? Nun, im Jahr 2100, so behauptet der Physiker und Erfolgsautor Michio Kaku1, haben wir Menschen mittels Bio- und Neurotechnologie unsere Körper perfektioniert, die Fähigkeiten unseres Geistes potenziert und unsere Lebensspanne bedeutend verlängert − vielleicht sogar auf unbegrenzte Dauer. Mit Hilfe neuer Nanotechnologien wandeln wir Materialien ineinander um oder lassen sie wie aus dem Nichts entstehen. Wir könnten sogar Objekte rein mit der Kraft unserer Gedanken bewegen und manipulieren. Von einer Welt, in der dies alles möglich ist, wäre es bis zum im obigen Szenario beschriebenen Untergang der menschlichen Rasse, wie wir sie heute kennen, nicht mehr weit.

Auch wenn Kakus Thesen und seine Szenarien umstritten sind, ist eines unbestreitbar: So wie die wissenschaftlichen Grundlagen für den gegenwärtigen Auto- und Flugverkehr im 18. und 19. Jahrhundert geschaffen wurden, so wird die Basis für die Wundertechnologien des 21. und 22. Jahrhunderts heute kreiert. Aber anders als früher sind wissenschaftliche und technologische Durchbrüche nicht mehr Sache von Jahrzehnten, sie finden heute im monatlichen Takt statt. Gewaltige gesellschaftliche, soziale und kulturelle Veränderungen stehen uns daher nicht erst in fernen Zeiten bevor.

Das Ziel dieses Buches ist es, die Leserinnen und Leser auf eine aufregende Reise mitzunehmen, die uns in die Welt der Möglichkeiten unserer eigenen Zukunft führt. Diese Exkursion ist in drei Etappen unterteilt. Im ersten Teil des Buches werden wir uns in der Welt der Wissenschaft und Technologie umschauen und dabei eine Art Safari-Gefühl genießen. Die großartigen Entwicklungen und Erfindungen der Ingenieure und Wissenschaftler werden uns wie exotische Tiere vorkommen, die wir voller Aufregung und Erstaunen vom sicheren Safaribus aus anschauen.

Im zweiten Teil des Buches werden wir entdecken, dass nicht nur wir die wilden Tiere beobachten, sondern auch sie uns. Ein Gänsehaut-Gefühl wird uns am Rücken entlangstreichen, wenn wir bemerken, dass wir in großer Gefahr sind, gefressen zu werden. Denn über den Safaribus, der uns am Anfang unserer Reise als sicheres Gefährt erschien, haben wir die Kontrolle verloren, ohne dass wir es gemerkt haben. Während wir amüsiert den Ausblick genossen haben, haben wir völlig übersehen, dass niemand am Steuer des Safaribusses sitzt. Und wir müssen uns vorsehen, dass die schöne Landpartie nicht im nächsten Wasserloch oder am nächsten meterhohen, betonharten Termitenhügel endet.

Im dritten Teil des Buches wird es darum gehen, wie wir so weit wie möglich die Kontrolle über unsere Zukunft gewinnen können. Denn nur so wären wir in der Lage, Dystopien, in der normale Menschen zu hilf- und rechtlosen Wesen degradiert werden, zu vermeiden. Wenn wir es schaffen, das Steuer des Wagens zu besetzen und gemeinsam zu entscheiden, wohin wir fahren wollen (und wohin nicht!), dann hat die Zukunft tatsächlich wunderbare Möglichkeiten für uns bereit, in der wir Menschen weniger Krankheit, weniger Arbeit, mehr Glück und mehr Sinn erfahren.

………

Zahlreiche Personen haben diesen Text gelesen und dabei wertvolle Verbesserungsvorschläge gemacht. Zuallererst möchte ich Bettina Burchardt danken, ohne die das Buch in dieser Form nicht möglich geworden wäre. In vielen Stunden hat sie sich dem Text und seinen Inhalten gewidmet und dieses Buch in die Form gebracht, die es nun hat. Dann möchte ich meiner Partnerin Yuka Nakamura danken für die emotionale und inhaltliche Unterstützung über die vielen Wochen des Schreibens. Herzlich danken möchte auch Diedrich Steen für seine hervorragende Lektoratsarbeit sowie für sein ausgezeichnetes Projektmanagement und die Begleitung während der Entstehung dieses Buches. Danken möchte ich auch meiner Agentin, Beate Riess, für all ihre Unterstützung und Ermutigung nicht nur für dieses Buch sowie desgleichen German Neundorfer.

Trotz all dieser Hilfe haben sich sicher der ein oder andere Fehler und zahlreiche Auslassungen nicht vermeiden lassen. Ich bitte den Leser um Entschuldigung und übernehme selbstverständlich die volle Verantwortung dafür. Doch nun kann es losgehen mit der aufregenden Reise in eine Zukunft, die längst begonnen hat.

Baar, im Juni 2017

1 M. Kaku, Die Physik der Zukunft, Rowohlt (2012)

TEIL I

1 – TECHNOMANIA

WIR SIND MITTENDRIN

Angenommen, ein Zeitreisender aus der Welt vor hundert Jahren träfe in unserer heutigen Zeit ein. Er sähe überall auf asphaltierten Straßen Autos und am Himmel Düsenflugzeuge. Die Nächte erschienen ihm unglaublich hell erleuchtet. Er würde Fernseher, Computer, Mobiltelefone, MP3-Player und andere elektronische Massenkonsumgüter kennenlernen und sich über die Kunststoffe wundern, aus denen viele Gegenstände bestehen. Antibiotika und Atomenergie, Laser und Internet, Organtransplantationen, Genmanipulationen und bildgebende medizinische Verfahren – alles wäre neu für ihn. Der britische Physiker Arthur Charles Clarke sagte einmal: »Jede hinreichend fortschrittliche Technologie ist von Magie nicht zu unterscheiden.« Und wie Zauberei würde es dem Besucher aus der Vergangenheit auch vorkommen, wenn er erführe, dass der Mensch auf den Mond geflogen ist, Sonden auf vorbeiziehende Kometen schickt und entfernteste Galaxien mit Hilfe von Weltraumteleskopen untersucht.

Die Sache mit dem Zeitreisenden ist ein altbekanntes Gedankenspiel. Es lässt die vorangegangenen Generationen ein wenig lächerlich erscheinen. Je mehr wir uns vorstellen dürfen, wie sie sich über unsere Errungenschaften wundern, desto überlegener fühlen wir uns.

Was aber, wenn wir es sind, die in die Zukunft reisen? Wenn uns der Boden unter den Füßen weggezogen wird, weil das, was uns vertraut ist, längst überholt ist und von Neuem ersetzt wurde? Dann sind wir es, die mit offenem Mund sehen, wie sich Objekte (z.B. mit Hilfe von Nanomaschinen) wie aus dem Nichts erschaffen lassen, mit 120-Jährigen sprechen, die aussehen wie 40-Jährige, und in Wohnungen stehen, die sich wie von Zauberhand selber putzen, und in denen der Blick aus den Fenstern unterschiedliche Szenen zeigt – ganz nach unserer Stimmung einen friedlich plätschernden Bergbach oder eine Caféhausumgebung.

Wenn Zeit zusammenschnurrt

Als die Anhänger der US-Fernsehserie Star Trek in den 1960er-Jahren über tragbare Computer und Mobiltelefone, virtuelle Realitäten, Touchscreens, Roboter und andere Dinge staunten, wurden ihnen diese noch als wundersame Technologien des 23. Jahrhunderts vorgestellt. Weniger als ein Menschenleben später sind viele dieser ›Wunder-Technologien‹ längst Realität geworden – nur das Beamen und der Warp-Antrieb lassen noch auf sich warten.

Fakt ist, dass der Wandel der Welt viel schneller abläuft, als wir es vermuten. 1993 war das Leben nicht so viel anders als 1970 – aber was hat die Gegenwart im Jahr 2017 noch mit 1993 gemein? Es müssen keine hundert Jahre mehr vergehen, bis sich der Alltag so verändert hat, dass er kaum mehr wiederzuerkennen ist. Wenn wir heute von der Zukunft sprechen, dann ist in den Medien von den Jahren 2030 oder 2050 die Rede. Die Zeitspanne, die wir im Blick haben, wenn wir von »Zukunft« sprechen, ist von hundert Jahren auf einen Bruchteil davon geschrumpft. Wer glaubt, wir leben in einer Zeit, in der sich technologischer Wandel in der gewohnten Geschwindigkeit vollzieht, hat nicht verstanden, was zurzeit wirklich passiert.

Dramatisch sind nicht nur die Veränderungen selbst, sondern vor allem die wachsende Geschwindigkeit des Wandels.

Die wesentlichen Motoren dieses Wandels sind die Naturwissenschaften. Ihre Erkenntnisse haben seit dem 19. Jahrhundert das menschliche Leben stärker verändert als jegliche politische, wirtschaftliche, soziale und geistige Entwicklungen in den 10.000 Jahren davor. Selbst während des vor technologischem Optimismus nur so strotzenden 18. (Aufklärungs-)Jahrhunderts hätte sich niemand die Geschwindigkeit vorstellen können, mit der Wissenschaft unsere heutige Welt verwandelt. Diese formt sie stärker als alle Naturgewalten.

Denn aus dem Wunsch der Wissenschaftler, die Welt zu verstehen, ist längst auch ein Wille zur Gestaltung geworden. Immer neue Innovationen führen uns in immer neue Dimensionen der Naturbeherrschung und Lebensgestaltung, die uns nur wenige Jahre zuvor noch unvorstellbar erschienen. Enkelkinder erklären heute ihren Großeltern die Feinheiten des Smartphones und wie sie jederzeit mit WhatsApp und Facebook in Kontakt mit ihnen treten können. Wer weiß, was sie sich einmal von ihren eigenen Kindern oder gar jüngeren Geschwistern erklären lassen müssen. Die rasante, immer schneller werdende Fahrt führt uns in eine zunehmend durch völlig neue Technologien geprägte Zukunft.

Ich gehe sogar einen Schritt weiter: Der Fortschritt ist so rasend schnell geworden, dass wir die Zukunft bereits eingeholt haben. Um uns herum machen Wissenschaftler unglaublichste Technologien möglich, doch wir befinden uns wie in einer Blase, in der wir noch der alten Zeit verhaftet sind und Mühe haben, die Neuerungen überhaupt wahrzunehmen, geschweige denn zu verstehen, was sie bedeuten und wie sie unsere Gesellschaften verändern werden.

Die Zukunft liegt nicht vor uns, sondern wir befinden uns bereits mitten in ihr. Was uns von dieser Zukunft trennt, ist nicht eine Spanne Zeit, sondern allein die Tatsache, dass wir uns der Veränderungen noch nicht bewusst geworden sind.

Auf breiter Front

In früheren Jahrhunderten gab es mehr oder weniger abgegrenzte Fortschrittsbereiche, eine Disziplin war die jeweilige Königin der Naturwissenschaften. Grob gesagt: Nach von der Mechanik bestimmten Jahrhunderten, die von der Erfindung der Dampfkraft gekrönt wurden, kam die Zeit der Elektrizität, dann die der Chemie, dann die der Atom- und Quantenphysik. Doch dann wurde aus einzelnen Vorstößen in verschiedensten naturwissenschaftlichen Fachgebieten ein lawinenartiges Anwachsen von Wissen, das mit ganz neu erschaffenen Schlüsseltechnologien – von der Quantenphysik bis zur Algorithmik, von der Nanochemie bis zur Reproduktionsgenetik, von der künstlichen Intelligenz bis zur Robotik – alte Gewissheiten auf den Kopf stellt und Türen in unvorstellbare Möglichkeitsräume öffnet. Und viele dieser Technologien sind heute eng miteinander verzahnt und treten miteinander in Wechselwirkung.

Doch nur in Ausnahmefällen werden die Fortschritte von der Öffentlichkeit direkt oder auch nur zeitnah wahrgenommen. So weiß kaum jemand, dass bereits heute …

… die Medizintechnik Querschnittsgelähmte wieder gehen lässt.… allein mit Hilfe unserer Gedanken Roboter gesteuert werden. … Menschen sich mit Hilfe von Neuro- und Bewusstseinstechnologien in Maschinen verkörpern können (und dabei das Gefühl haben, sie seien selbst die Maschine). … im Tierversuch Gehirne zusammengeschaltet werden, so dass sie wie ein einziges Gehirn agieren.… Erinnerungen in tierische Gehirne transferiert werden. … neue gentechnologische Methoden wie ›CRISPR/Cas9‹ bereits gezielt Augenfarbe, Körpergröße oder Intelligenz von Tieren manipulieren.… Bakterien zu 100 Prozent künstlich hergestellt werden.… so genannte Quantencomputer gebaut werden, welche Geheimdienste und die Arzneientwicklung ebenso revolutionieren könnten wie das Finanzwesen.… der aus Douglas Adams’ Roman Per Anhalter durch die Galaxis bekannte ›Babelfisch‹, der simultan fremde Sprachen in die Sprache des Trägers übersetzt, in ersten Einsätzen erfolgreich erprobt wird.… Nanobots, Roboter so groß wie Viren, in lebenden Organismen eingesetzt werden, um dort beispielsweise Krebszellen zu bekämpfen.… Fleisch und funktionsfähige Organe in 3D-Druckern ausgedruckt werden.

In den nächsten Jahren werden wir noch bedeutend tiefer in die Geheimnisse der Natur eindringen und immer besser erkennen, ›was die Welt im Innersten zusammenhält‹. Und noch bevor wir überhaupt verstanden haben, welchen Umwälzungen wir heute schon ausgesetzt sind, wird der wissenschaftliche und technologische Fortschritt der nächsten Jahre und Jahrzehnte alle vermeintlichen Gewissheiten noch einmal dramatisch umformen – über die Welt und das Universum, über Raum und Zeit, über Materie und Substanz, über Mensch und Natur und nicht zuletzt über uns selbst und unseren Geist.

Die Liste der Schlüsseltechnologien, die unser Leben massiv beeinflussen werden, ist länger, faszinierender und oft auch beängstigender als je zuvor.

Auf den folgenden Seiten gebe ich einen kurzen Überblick über einige dieser Schlüsseltechnologien und ihre Bedeutung und was wir für die menschliche Zivilisation aber auch für den einzelnen Menschen erwarten dürfen2.

Schlüsseltechnologie 1:

Quantentechnologien 2.0 – Feynmans Visionen

Die einflussreichste physikalische Theorie des 20. Jahrhunderts ist ohne Zweifel die Quantentheorie. Sie erst machte Halbleiter- und Lasertechnologien möglich, ohne die es keine Mikrochips, keine Computer, keine Handys, keine Satelliten-Navigation, keine Mikrowellengeräte, keine Nukleartechnologie, keine bildgebenden Verfahren in der Medizin usw. geben würde. Nach verschiedenen Schätzungen beruht heute zwischen einem Viertel und der Hälfte des Bruttosozialprodukts der Industrienationen direkt oder mittelbar auf Erfindungen mit quantentheoretischer Grundlage.

Trotz ihrer bisherigen Erfolge und Errungenschaften hat die Quantenphysik ihr technologisches Potential bei weitem noch nicht ausgereizt. Der renommierte Quantenphysiker Rainer Blatt sagt für das 21. Jahrhundert ein weiteres »Jahrhundert der Quantentechnologie« voraus, das sowohl die Wirtschaft als auch die Gesellschaft noch einmal fundamental verändern werde: »Wir beginnen gerade erst zu verstehen, was uns durch diese Revolution an Möglichkeiten erwächst.«3

Doch die Quantentheorie ist aber nicht nur die bedeutsamste physikalische Theorie der letzten 100 Jahre, sie ist auch die geheimnisvollste. Viele ihrer Aussagen stehen unserer Erfahrungswelt diametral entgegen. So kann sich gemäß der Quantentheorie ein Objekt an mehreren Stellen zugleich befinden, eine Katze kann tot sein und gleichzeitig quicklebendig (zumindest im Gedankenexperiment, wenn man quantenphysikalischen Prinzipen auf die Makrowelt anwendet), Teilchen können wie aus dem Nichts entstehen oder über beliebige Distanzen hinweg in spukhafter Wechselwirkung miteinander stehen.

Der berühmte Quantenphysiker Richard Feynman hielt in den 1950er- bzw. 1980er-Jahren zwei bis heute vielzitierte Vorträge, die als Vision und Programm möglicher Quantentechnologien des 21. Jahrhunderts betrachtet werden können. Unter dem Titel There’s Plenty of Room at the Bottom (»Nach unten ist eine Menge Platz«) beschrieb er 1959, wie zukünftige Technologien auf mikro- und nanoskopischer Ebene funktionieren könnten. Die Ideen seines Vortags wurden zur Grundlage der Nanotechnologie (siehe den folgenden Abschnitt dieses Kapitels).

In seiner zweiten visionären Rede im Jahr 1981 entwickelte Feynman den Gedanken eines Quantencomputers. Ein solcher Computer beruht, anders als heutige Computer, für Datenspeicherung und -verarbeitung in seinem Kern bereits direkt auf den bizarren Eigenschaften von Quantenteilchen. Anstatt wie klassische Computer Bit für Bit zu verarbeiten, rechnet ein Quantencomputer parallel auf zahlreichen Quantenzuständen, so genannten Quantenbits, zugleich. Dies ermöglicht eine im Vergleich zu gängigen Computern unvorstellbar höhere Rechengeschwindigkeit. Mehr über dieses Thema findet sich in Kapitel 6.

Mit Quantencomputern werden den Menschen schier unermessliche Möglichkeiten der Informationsverarbeitung zur Verfügung stehen.

Schlüsseltechnologie 2:

Nanotechnologie – Erschaffung von Gegenständen aus dem ›Nichts‹

Zahlreiche der Ideen Feynmans sind bereits Realität geworden, darunter mikroskopische Datenspeicher, das Elektronenmikroskop sowie mikroskopisch große Datenspeicher und integrierte Schaltkreise mit Elementen, die nur 10 bis 100 Atome groß sind. Seine bahnbrechendste Vision allerdings war die Konstruktion ultrakleiner Maschinen, die Arbeiten auf allerkleinsten Längenskalen durchführen können. Er beschrieb, wie Nanomaschinen Materie auf der Ebene von Atomen manipulieren und damit jede chemisch mögliche (d.h. energetisch stabile) Verbindung synthetisch herstellen könnten.

Solchen Nanomaschinen wird es möglich sein, sich selbst zu replizieren, sagte Feynman voraus. Diesen Gedanken nahm der Schriftsteller Andreas Eschbach in seinem Roman »Der Herr aller Dinge« (2011) auf. In seinem Zukunftszenario manipulieren Nanomaschinen einzelne Atome und Moleküle, setzen sie auf nahezu beliebige Art und Weise zusammen, vervielfältigen sich selbst und breiten sich so exponentiell schnell aus. Dank ihrer Fähigkeiten sind diese Nanomaschinen in der Lage, wie aus dem Nichts (d.h. aus den jeweiligen in Luft oder Boden allgegenwärtigen Atomen) Dinge und Wirkungen zu erzeugen. Der Protagonist des Romans lernt sie zu befehligen und jegliche Dinge zu bauen, die er gerade braucht (Autos, Flugzeuge bis hin zu einem Raumschiff). Er schafft dies zuletzt alleine durch seine Gedanken. Ihm wächst so eine unvorstellbare Macht zu.

Sind solche Nanomaschinen möglich? Kein Naturgesetz spricht gegen ihre Herstellung. Tatsächlich nähern sich Forscher immer weiter der Vision Feynmans. In einigen Fällen ist es bereits gelungen, gezielt Strukturen von der Größe einzelner Atome zu manipulieren. Die Vergabe des Nobelpreises 2016 an die Chemiker Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart und Bernard Feringa, die Maschinen in Molekülgröße entworfen und hergestellt haben, zeigt, für wie wichtig die Forschergemeinschaft die Arbeiten an Nanomaschinen hält.

In der Medizin werden Nanomaschinen eine große Zukunft vorausgesagt. Schon Feynman deutete an, dass sie in den menschlichen Körper eingeschleust werden könnten, zum Beispiel mit der Aufgabe, sich eigenständig auf die Suche nach Krebszellen zu machen. Zurzeit arbeitet eine amerikanische Institution an der Entwicklung einer Klasse von Nanopartikeln, die Krankheiten, Verletzungen und Infektionen aus dem Körperinneren erfassen und behandeln oder Schmerzsignale im Gehirn unterdrücken können. Das hört sich gut an. Doch bei dieser Institution handelt es sich um die US-amerikanische Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), eine Behörde, die vom Verteidigungsministerium der USA mit Forschungsprojekten für die Streitkräfte beauftragt wird. Ist es überkritisch zu unterstellen, dass derjenige, der Schmerz durch Nanomaschinen verschwinden lassen kann, ihn auch hervorrufen kann. Mehr hierzu in Kapitel 2.

Mit Hilfe von Nanomaschinen lassen sich aus atomarem Rohmaterial beliebige Produkte herstellen, indem diese einfach die ›richtigen Atome‹ zusammensetzen. Der Schritt zur Selbstreplikation solcher Maschinen und ihrer exponentiellen Verbreitung ist nicht weit.

Schlüsseltechnologie 3:

Gentechnologie – Designerbabys und der Sieg über den Krebs

Ende 2015 gelang Ärzten eines Londoner Krankenhauses die Heilung eines an einer aggressiven Leukämie erkrankten 14 Wochen alten Mädchens. Das Baby Layla hatte zuvor sowohl eine Chemotherapie als auch eine Knochenmarkstransplantation über sich ergehen lassen müssen. Doch keine dieser konventionellen Behandlungsmethoden hatte angeschlagen, der Krebs war zurückgekehrt und die Überlebenschancen des Kindes gingen gegen Null. Dann versuchten die Mediziner etwas ganz Neues: Sie schrieben die Gene der Immunzellen eines gesunden Spenders derart um, dass diese den Blutkrebs des Mädchens bekämpfen konnten, ohne von ihrem Immunsystem abgestoßen zu werden. Es funktionierte tatsächlich! Schon einige Wochen nach der Injektion der genetisch veränderten Immunzellen konnten die Ärzte Laylas Eltern erste Erfolge melden. Die Designerzellen hatten die Krebszellen zerstört.

Erst drei Jahre zuvor, im Jahr 2012, war eine neue mächtige Technik, die Eingriffe wie diese stark erleichtert, entdeckt worden. Sie erlaubt Gentechnologen den direkten Zugriff auf einzelne Gene und deren gezielte Manipulation (genome editing wird dieses Verfahren genannt). In nur wenigen Jahren hat diese Methode sich zu einem der wichtigsten Werkzeuge der Gentechniker entwickelt. Ihre abkürzende Bezeichnung wird in einigen Jahren nicht weniger bekannt sein als DNA oder Aids: Es handelt sich um ›CRISPR‹ (genauer: ›CRISPR/Cas9‹)4.

CRISPR ermöglicht einen sehr viel präziseren und auch wesentlich schnelleren und billigeren Eingriff in das Erbgut von Lebewesen als jede vorhergehende Methode. Bei der Veränderung des Erbgutes von Pflanzen wird die Technologie längst angewendet. So konnten die Biologen mit Hilfe von CRISPR beispielsweise die Gene eines Zuchtchampignons derart verändern, dass Druckstellen nicht so schnell braun werden. Der haltbare Pilz war das erste CRISPR-Produkt, dessen Vermarktung die Zulassungsbehörden der USA erlaubten (Frühjahr 2016).

Bei Tieren und Menschen steht die Gentechnologie noch am Anfang. Dabei verspricht sie nahezu Unglaubliches, unter anderem:

• Heilung von Aids• Behandlung von bisher als unheilbar geltenden Krankheiten, die durch Gendefekte hervorgerufen werden• Schutz vor Krebs, Diabetes und anderen altersbedingten Krankheiten

Für den Einzelnen ist das ein großer Segen. Indem CRISPR das Genom ›kaputter‹ Zellen repariert, ist diese Methode in der Lage, viel Leid zu verhindern. Doch was passiert, wenn diese Technologie auf embryonale Zellen, Ei- oder Spermazellen angewendet wird? Dann ist nicht nur das Individuum manipuliert, sondern alle seine Nachkommen sind es ebenfalls.

Die CRISPR-Methode sorgt dafür, dass Designer-Babys keine Utopie bleiben. Mit ihrer Hilfe werden sich Eltern die Eigenschaften ihrer Kinder – Augenfarbe, Größe, Intelligenz, Körperstärke und vieles mehr – beliebig zusammenstellen können (was die gegenwärtige ethische Diskussion über Präimplantationsdiagnostik wie ein Vorgeplänkel aussehen lässt). Auch könnten gentechnisch optimierte Menschen schon bald ›normalen Menschen‹ kognitiv und körperlich deutlich überlegen sein. Und was passiert, wenn CRISPR in das Arsenal der biologischen Kriegsführung aufgenommen wird? Schon haben die US-Geheimdienste Geneditiermethoden mit ihren Möglichkeiten einzelne Gene auch missbräuchlich zu verändern, auf die Liste möglicher Bedrohungen durch Massenvernichtungswaffen aufgenommen5. Und Forschung für militärische Zwecke lässt sich, anders als zivile Wissenschaft, kaum (öffentlich) kontrollieren.

Selten zuvor sind die Fragen, die eine neue Technologie aufwirft, derart schnell in der öffentlichen Diskussion angekommen. Welche Folgen wird CRISPR für eine Gesellschaft haben? Sind wir schon bereit, die moralischen Konsequenzen von Eingriffen in das Erbgut zu überblicken, geschweige denn durch eine Gesetzgebung in den Griff zu bekommen? Kapitel 4 nähert sich den Antworten auf diese Fragen.

CRISPR ist der wichtigste medizinische Durchbruch dieses Jahrhunderts. Seine unvergleichbare Potenz lässt bereits Philosophen, Theologen und Ethiker über die Macht der neuen Methode diskutieren.

Schlüsseltechnologie 4:

Künstliche Intelligenz – Die Kontrolle über unser Leben

Das alte fernöstliche Spiel Go kennt nur wenige Regeln, ist aber in seinen strategischen Feinheiten um Größenordnungen komplexer als das Schachspiel. Ein Spieler kann ein ganzes Leben lang darauf verwenden, seine Fähigkeiten auszubauen und neue Strategien zu erfinden. Dagegen lässt sich das Schachspiel eher als ein kombinatorisches Problem betrachten. Die Spieler rechnen die möglichen Varianten von Zügen bis zur rechentechnisch maximal möglichen Tiefe durch. Entsprechend sind Schachcomputer dem Menschen schon länger weit überlegen. Bereits 1997 schlug der IBM-Computer Deep Blue den damaligen Weltmeister Garri Kasparow.

Beim Go-Spiel ist das anders. Hier spielen Intuition und Kreativität eine weitaus größere Rolle für den Erfolg als stures Rechnen. Die Maschine muss genauso wie der Mensch, lernen, wie man am besten spielt. Der überraschende Sieg des Computers ›AlphaGo‹ über den Go-Weltmeister Lee Sedol im März 2016 zeigte einer breiten Öffentlichkeit, wie weit die Lernalgorithmen der Künstlichen Intelligenz (KI) bereits sind. Denn AlphaGo ist nicht nur ein schneller Rechner. Er besteht zum größten Teil aus lernenden – man ist versucht zu sagen: lebendigen – neuronalen Netzen, die Lern- und Denkprozesse des menschlichen Gehirns nachahmen.

Die der heutigen KI zugrunde liegenden Lern- und Optimierungsverfahren (das so genannte deep learning) ermöglichen eine maschinelle Intelligenzsteigerung in die Breite. Zukünftige Computer werden nicht mehr nur ausschließlich den bestimmten Zweck bewältigen, für den sie konstruiert wurden (beispielsweise Schachspielen oder schnell rechnen), sondern auf einem sehr viel ausgedehnteren Gebiet einsatzfähig sein. Die Forschung auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz feiert große Durchbrüche auf dem Weg, ihren Traum wahr werden zu lassen, die menschliche Intelligenz nachzubilden und gar darüber hinauszugelangen. Kapitel 6 wird sich damit näher beschäftigen.

Doch wie viel soll und darf ein Computer lernen? Eine solche dem Menschen überlegene künstliche Intelligenz, eine so genannte ›Superintelligenz‹, könnte wiederum die Wissenschaft noch schneller vorantreiben, den technischen Fortschritt noch massiver beschleunigen und ihrerseits weitere künstliche Systeme schaffen, die dann noch intelligenter sind. Solch eine Rückkopplung sorgt dafür, dass Menschen mit dem rasanten technischen Fortschritt intellektuell nicht mehr mithalten könnten (siehe auch Kapitel 3).

Im Jahre 1993 veröffentlichte der Mathematiker und Computerpionier Vernor Vinge die Prognose, dass wir »innerhalb von 30 Jahren über die technologischen Mittel verfügen werden, um übermenschliche Intelligenz zu schaffen.« Das wäre das Jahr 2023. Wir sind auf dem besten Wege, diese Voraussage zu erfüllen.

Sorge sollte uns der gleich anschließende Satz Vinges machen: »Wenig später ist die Ära der Menschen beendet.«

Einige Wissenschaftler gehen davon aus, dass wir in den nächsten Jahrzehnten oder gar nur Jahren eine Superintelligenz realisieren werden, die die Kontrolle über unser Leben und unsere Zukunft übernimmt.

Schlüsseltechnologie 5:

Industrie 4.0 – Schlaue Fabriken und das ›Internet der Dinge‹

Wir haben uns bereits an zahlreiche digitale Alltagshelfer gewöhnt, von der App, die uns in Echtzeit über Zugverspätungen informiert, über die elektronische Erfassung der Schritte, die wir gelaufen sind, bis zu Tinder, die paarungsbereite Zeitgenossen in der unmittelbaren Umgebung anzeigt. Doch wie wäre es mit …

… einem Regenschirm, der zuhause blinkt, wenn es regnen wird? … einer App, die automatisch mit einem individuellen Klingelton anzeigt, wenn die Kinder oder der Ehepartner auf dem Nachhauseweg sind? … einem Portemonnaie, das sich immer schwerer öffnen lässt, je geringer das Guthaben auf der Kreditkarte ist? … Besteck, das registriert, was und wie schnell jemand isst. Wird zu schnell, zu viel oder das Falsche gegessen, piepst die Gabel?

Auch unsere Autos werden intelligenter. Der Hersteller Tesla beispielsweise sammelt von jedem verkauften Fahrzeug über eingebaute Sensoren eine ganze Menge Daten. So konnten die Ingenieure der Firma feststellen, dass Schweizer Kunden insbesondere bei Schnee Schwierigkeiten beim Anfahren am Berg haben (durch starkes Zurückrollen). Tesla entwickelte ein Software-Update, testete dieses kurz und überspielte es dann über Nacht auf alle Tesla-Fahrzeuge weltweit. Am nächsten Morgen hatten die Tesla-Fahrer einen neuen Knopf auf ihrem digitalen Armaturenbrett, der höheres Standgas gibt oder ein automatisches Anfahren ermöglicht.

Die Objekte unseres alltäglichen Lebens werden immer intelligenter.

Kühne Visionen, gepaart mit hohen Erwartungen, beflügeln die Fantasie vieler Industriebranchen: Schlagworte wie

• industrielle Revolution 4.06• intelligente Fabriken• Verschmelzung von Industrie und Informatik• industrie-technologische Evolution• Internet der Dinge

prägen die Diskussion darüber, wie zukünftig Service-Industrie und Güterproduktion digital bestimmt werden. Dabei beschreiben diese Worte nicht nur eine Zukunft, sondern zugleich eine bereits stattfindende Entwicklung: Kommunikation erfolgt in Form von direkter Maschine-zu-Maschine-Verständigung, wodurch z.B. Transportprozesse in Echtzeit gesteuert werden. Fertigungstechnik, Warenproduktion und Logistik sind automatisiert, Maschinen und Werkstücke im Produktionsprozess über das Internet vernetzt und selbstlernende Software optimiert immer komplexere Abläufe.

Mit steigender Rechenkapazität, schnellerer Vernetzung und immer intelligenterer Datenverarbeitung wird sich diese Entwicklung rasant fortsetzen. Der Einfluss der industriellen Revolution 4.0 auf wirtschaftliche, soziale und gesellschaftliche Prozesse ist bereits deutlich sichtbar. Zum Beispiel kann ein Autokäufer sein Wunsch­exemplar aus zigtausenden Varianten ganz nach seinem Geschmack zusammenstellen lassen. Und genauso, wie einige Berufsbilder neu entstehen, verschwinden andere völlig in der Versenkung, wie in den Kapiteln 3 und 5 ausgeführt wird.

Industrielle Revolution 4.0 bedeutet, dass sich Maschinen und Produkte untereinander vernetzen und organisieren, ohne dass Menschen oder zentrale Computer eine koordinierende Rolle übernehmen.

Schlüsseltechnologie 6:

Neuro-Enhancement – Vom Verstehen zum Verbessern unseres Geistes

Mit Hilfe von Aufputschmitteln wie Modafinil und Methylphenidat (Ritalin) versuchen bereits Millionen von Menschen, ihre kognitive Leistungsfähigkeit künstlich zu verbessern (allerdings mit umstrittenen Ergebnissen). Dahinter steht der Wunsch, fitter, intelligenter und schneller im Denken zu sein. Man muss nur eine Pille schlucken und schon verbessern sich Konzentrations- und Erinnerungsvermögen. Je nach Präparat – teils illegal erworben, teils auf Rezept besorgt – baut so mancher auch darauf, glücklicher und emotional ausgeglichener zu sein.

›Hirn-Doping‹ durch Psychostimulanzien ist bereits heute an der Tagesordnung.

In den letzten zwanzig Jahren hat sich das Wissen über Struktur und Dynamik unseres Gehirns vervielfacht. Je mehr wir seine Funktionsweise erfassen, desto zielgenauer können wir unser Fühlen, Denken und Erleben beeinflussen. Wissenschaftler arbeiten sogar an Mikrochips, die sich ins Gehirn pflanzen lassen und unsere Gemütsverfassung permanent verbessern, das Wohlempfinden anheben, unsere Intelligenz, unser Erinnerungsvermögen und unsere Konzentrationsfähigkeit steigern oder gar dauerhafte Glückseligkeit vermitteln.

In seiner Romantrilogie »Black Out«, »Hide Out« und »Time Out« (2010-2012) beschreibt der Schriftsteller Andreas Eschbach ein unheimliches Zukunfts­szenario: eine Welt voller Menschen, die mit Hilfe von implantierten Chips direkt über ihre Gehirne kommunizieren können. Sie müssen also nicht mehr miteinander sprechen, sie können miteinander denken. Als Folge existieren sie als Teil einer einzigen mentalen Entität mit einem zentralen Hyper-Bewusstsein (der so genannten ›Kohärenz‹), die zugleich alle Gedanken der Menschen kontrolliert.

Tatsächlich beginnen die technologischen Grundlagen des Eschbach’schen Szenarios heute Realität zu werden. Hirnforscher lassen heute schon Gehirne und Maschinen miteinander interagieren. Mit Hilfe von Hirn-Computer-Schnittstellen (so genannter brain computer interfaces, BCIs) können zum Beispiel Inhalte aus dem Gehirn eines Menschen auf eine Maschine übertragen werden (siehe auch Kapitel 4).

Der direkte Zugriff auf die neuronalen Strukturen in unserem Gehirn macht nicht nur die direkte Veränderung unserer emotionalen und intellektuellen Eigenschaften möglich, sondern auch die Verbindung von Mensch und Maschine.

Schlüsseltechnologie 7:

Bewusstseinstechnologien – Virtuelle Welten

Sie sind gelähmt, nur Ihren Kopf können Sie noch bewegen. Eine Pflegerin in einer Schwesterntracht der 1940er-Jahre schiebt Sie im Rollstuhl durch einen finsteren Raum. Dann jagt Ihnen ein Arzt mit verrücktem Blick eine Spritze in Ihren gefühllosen linken Arm. Vor Ihnen liegt ein fleischiger, nackter Mensch, seine Hand an den Genitalien. Eine wahre Kakophonie des Terrors in einem Irrenhaus.

Sie erleben diese Fantasie sehr real als Schockerlebnis, entsprechend sind Ihre physiologischen Reaktionen (Angstschweiß, schneller Atem und Herzschlag). Das beschriebene Szenario ist aber nicht real, sondern virtuelle Realität, in diesem Fall in dem Virtual-Reality-Film ›Catatonic‹ der Firma VRSE.

Die neurowissenschaftlichen Erkenntnisse darüber, wie und in welchen Regionen in unserem zentralen Denk­organ Wahrnehmungen, Reaktionen und Gefühle verarbeitet werden, haben gezeigt, dass sich die damit verbundenen hirnphysiologischen Vorgänge manipulieren lassen, und dies teils sogar verhältnismäßig leicht, entweder durch Vorspielen einer virtuellen Realität oder sogar durch direkte Reizung der entsprechenden Stellen in unserem Gehirn.

Die Bewusstseinstechnologie kann natürlich auch den Eindruck erwecken, den Mount Everest zu besteigen, mitsamt dem »realen und emotional atemberaubenden Gefühl bei der Herausforderung, den höchsten Berg der Erde zu erklimmen«, wie der isländische Hersteller des Spiels ›Everest VR‹ wirbt. Wenn die Sinneseindrücke nicht mehr nur die Optik betreffen, sondern auch noch Wind, Kälte und Erschöpfung buchstäblich mit ins Spiel bringen, wird das Game-Erlebnis von der ›echten‹ Realität nicht mehr zu unterscheiden sein.

Bisher hingen unsere Wahrnehmung und wie wir uns selbst sehen (unser ›Selbstmodell‹, wie es Philosophen nennen) allein von unserer Verbindung mit der uns umgebenden Realität ab. Was wir und wie wir uns selbst erlebten war unmittelbar durch die Stimuli der äußeren Welt gegeben. Mit den neuen Bewusstseinstechnologien gerät der Bezug zu dieser Realität ins Schwanken. Indem unserem Gehirn neue Realitäten vorgespielt werden, lassen sich unsere Wahrnehmung und unser Selbstmodell nahezu beliebig verändern. VR-Technologien beeinflussen also zunehmend nicht nur unsere äußere Lebenswelt, sondern auch unseren subjektiven ›Innenraum‹. Kapitel 8 beschäftigt sich mit den sich daraus ergebenden Folgen.

Virtuelle Realitätstechnologie ermöglicht faszinierende Anwendungen, aber auch furchterregende Manipulationen unseres Selbstmodells.

Schlüsseltechnologie 8:

Biosensoren – Von Apotheker-Fröschen zu Nano-Robotern im Körper

Bis in die Sechzigerjahre hatte jede Apotheke ein Aquarium mit warmem Wasser, in dem südafrikanische Krallenfrösche gehalten wurden. Der Grund: Sie wurden als Indikatoren für eine Schwangerschaft beim Menschen benötigt. Der Morgenurin der Frau, bei der eine Schwangerschaft vermutet wurde, wurde einem weiblichen Frosch injiziert. Laichte dieser innerhalb von 18 Stunden, hatte der Urin ein bestimmtes Hormon enthalten – der Beweis für die Schwangerschaft der Frau.

Heute gelingt der Nachweis deutlich schneller und weniger aufwendig. Biomarker rufen in extrem kleinen Flüssigkeitsmengen durch chemische Vorgänge Farbreaktionen hervor. Jeder Schwangerschaftstest und jedes Alkoholröhrchen, in das ein Autofahrer pusten muss, ist so ein Mini-Labor. Seit September 2016 werden von der Polizei auch Teststreifen erprobt, mit denen Speichelproben gleich am Straßenrand auf Cannabis und andere Drogen untersucht werden können7.

Große Analysegeräte in Laboratorien sind unterdessen zu winzigen Systemen geschrumpft.

Biosensoren auf Mikro- und Nano-Ebene können auch auf elektronischem Wege mit Hilfe von Mikroprozessor-Chips funktionieren. Ein ›Lab-on-a-Chip‹ kann in wenigen Minuten eine Diagnose für zahlreiche Krankheitssymptome ermitteln.

Schon werden Nano-Partikel dazu verwendet, Medikation gezielt in krankes Gewebe zu transportieren, so dass Krankheitserreger oder mutierte Zellen direkt mit Wirkstoffen attackiert werden können. Man spricht in diesem Zusammenhang von ›medizinischen Wunderkugeln‹.

Die Zukunftsversprechen der Medizin sind allerdings noch aufregender. Sie reichen von ultrakleinen Nano-Robotern (so genannte ›Nanobots‹), die sich permanent durch unseren Körper bewegen und nach Krankheitserregern suchen, automatischen, allmorgendlichen Nano-Checks beim Zähneputzen durch Biomarker, die schwere Krankheiten bereits in ihrem Frühstadium anzeigen, bis dahin, dass defekte Körperteile durch Implantate aus entsprechenden Nano-Teilchen ausgetauscht werden (siehe Kapitel 2).

Molekulare Maschinen ersetzen die Chirurgie. Sie bewegen sich durch den Blutstrom zu erkrankten Organen und setzen dort Medikamente frei oder führen mikroskopische operative Eingriffe durch.

Schlüsseltechnologie 9:

Stammzellen – Die Alleskönner in unserem Körper

Am 25. Juli 1978 kam Louise Brown zur Welt, der erste Mensch, der nicht durch einen Geschlechtsakt der Eltern gezeugt wurde. Trotz des Horrors, den viele Menschen damals empfanden, haben bis heute weltweit ca. sechs Millionen gesunde Kinder durch IVF (In-vitro-Fertilisation) das Licht der Welt erblickt.

Im September 2016 wurde das erste Kind mit drei Eltern geboren: Der kleine Junge aus Jordanien hat einen genetischen Vater, eine genetische Mutter (die die schwere Erbkrankheit des Leigh-Syndroms an ihre Kinder vererbt) und stammt ein wenig auch von einer weiteren Frau ab. Denn für seine Zeugung wurde der Zellkern, nicht aber die Mitochondrien, aus einer Eizelle der Mutter entnommen und der Spenderzelle der anderen Frau eingesetzt, aus der zuvor ebenfalls der Zellkern entfernt worden war. Anschließend befruchteten die Mediziner die kombinierte Eizelle mit Spermien des Ehemanns. Die Mediziner hatten also die Erbinformation des Elternpaares mit dem Ei-Plasma und den darin enthaltenen Mitochondrien einer Spenderin kombiniert.

Und die nächste Revolution in der Fortpflanzungsmedizin steht schon an. Es ist denkbar, dass in Zukunft aus elterlichen Zellen Hunderte von Embryonen in der Petrischale gezeugt werden können. Nachdem DNA-Analysen detailliert die Veranlagungen jedes einzelnen Embryos bestimmt haben, können sich die Eltern für ihr Wunschkind entscheiden. Vielleicht lässt sich sogar aus der Hautzelle eines Mannes eine Eizelle herstellen, so dass homosexuelle Paare Kinder mit ihren eigenen Genen haben können. Oder ein Mensch ist gar biologischer Vater und biologische Mutter zugleich.

Möglich wird all dies durch die Verwendung von Stammzellen. Dies sind Zellen, die sich noch nicht in spezielle Zelltypen wie zum Beispiel Muskel-, Haut- oder Fettzellen ausdifferenziert haben. Lange galt es als sicher, dass sich einmal festgelegte Zellen nicht wieder in Stammzellen zurückentwickeln können. Doch 2006 zeigte der spätere Nobelpreisträger Shinya Yamanaka, dass sich Stammzellen aus dem Körpergewebe eines Menschen künstlich erstellen lassen (so genannte ›induzierte pluripotente Stammzellen‹).

Als zelluläre Alleskönner sind Stammzellen besonders geeignet für genetisches Engineering. Sie sind in der Lage, geschädigte Zellen zu erneuern und unterstützen so zum Beispiel massiv die Regeneration von Knorpel und Knochen. Zur Behandlung von Leukämien und anderen Krebsarten werden Stammzellen schon seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt. 2011 gelang es sogar, menschliches Herzgewebe aus Stammzellen wachsen zu lassen. Im selben Jahr wurden in den USA bei Patienten, die an einer Netzhauterkrankung leiden, mit Stammzellentherapien signifikante Sehverbesserungen erzielt. Selbst die Heilung schwerer Krankheiten wie Parkinson, Diabetes oder Querschnittslähmung rückt mit Stammzellen in greifbare Nähe. Darauf wird in Kapitel 2 näher eingegangen.

Stammzellen sind der große Hoffnungsträger der Medizin. Indem sie krankes und altes Gewebe ersetzen, könnten sie schon bald die Behandlung heute noch unheilbarer Krankheiten ermöglichen.

Schlüsseltechnologie 10:

Lebensverlängerung und ewiges Leben – Wie wir dem Tod ein Schnippchen schlagen

Höher als 64 Jahre und 9 Monate kann die Lebenserwartung des Menschen niemals werden – dies hatte der US-amerikanische Demograf und Statistiker der Versicherungsgesellschaft Metropolitan Life, Louis Dublin, Ende der 1920er-Jahre berechnet. Doch entgegen Dublins Vorhersage ist die durchschnittliche Lebensdauer in den meisten hoch entwickelten Ländern auf mehr als 80 Jahre angestiegen. Und mit 2,5 Jahren pro Jahrzehnt steigt sie munter weiter8. Ihre Verdopplung in den letzten 150 Jahren ist nahezu ausschließlich auf Fortschritte unseres medizinisch-naturwissenschaftlichen Wissens zurückzuführen, worunter auch bessere Hygienestandards, angemessenere Ernährung und umfassendere medizinische Notversorgung zu zählen sind.

Doch warum werden wir überhaupt älter – und sterben irgendwann? Eine genaue Antwort auf diese Frage kann die Wissenschaft noch immer nicht geben. Keine der verschiedenen Theorien des Alterns ist allgemein anerkannt. Vereinfacht ließe sich sagen, dass mit der Zeit unsere Zellen und Organe einfach ihre Funktionsfähigkeit verlieren.

Die meisten Genforscher gehen heute davon aus, dass sich dieser Prozess aufhalten oder gar umkehren lässt. So könnte zum Beispiel durch genetische Manipulationen ein menschlicher Ur-Traum in Erfüllung gehen: der Jungbrunnen ewigen Lebens.

Tierische Zellen, zum Beispiel die des Fadenwurms Caenorhabditis elegans (ein beliebter Modellorganismus in der Biologie und Genetik), lassen sich heute schon durch das gezielte Editieren, d.h. das Verändern, Umschreiben oder Löschen einzelner Nukleotide im DNA-Strang, komplett umprogrammieren. So lebte der manipulierte Wurm, nachdem ein bestimmtes Gen, das ein Enzym namens ›SGK-1‹ bildet, ausgeschaltet wurde, 60 Prozent länger als seine unbehandelten Artgenossen. Warum sollte das mit menschlichen Zellen nicht möglich sein?

Ein anderer Ansatz, um zur Unsterblichkeit zu gelangen, ist es, mit Hilfe von Stammzellen ganze Organe außerhalb des Körpers zu züchten. Sobald bestehende Organe ihre Funktionsfähigkeit verlieren, könnten die Ersatzorgane in den jeweiligen Körper implantiert werden. Mit der Frage, welche Auswirkungen eine deutlich verlängerte Lebenserwartung von Menschen hätte, beschäftigt sich ebenfalls Kapitel 2.

Wenn wir die Gene, die das Altern der Zellen steuern, gezielt programmieren und im Labor Ersatzorgane züchten, so erscheint der Traum von einer Lebensverlängerung oder gar Unsterblichkeit des Menschen gar nicht mehr so utopisch.

Schlüsseltechnologie 11:

Lebensmitteltechnologie – Wie ernähren wir 10 Milliarden Menschen?

Wie wir gesehen haben, ist das 20. Jahrhundert reich an bedeutenden technologischen Errungenschaften und prägenden Technologien. Müsste man allerdings die für die Menschheit bedeutendste technische Erfindung des letzten Jahrhunderts benennen, so fiele die Wahl wohl auf das Haber-Bosch-Verfahren von 1908, das die groß-industrielle Herstellung von Ammoniak aus Wasserstoff und atmosphärischem Stickstoff ermöglichte.

Bereits im späten 19. Jahrhundert war bekannt, dass Stickstoffzufuhr eine Grundlage für das Wachstum von Pflanzen ist. Der große Bedarf an Stickstoffdünger für Nutzpflanzen bei steigender Weltbevölkerung war schon bald nicht mehr durch natürliche Vorkommen gedeckt. So wurde die Ammoniaksynthese Fitz Habers und Carl Boschs auch unter dem Schlagwort »Brot aus Luft« bekannt. Denn Ammoniak lässt sich in Salpetersäure und Ammoniumnitrat umwandeln, das Grundlage zur Herstellung von Kunstdünger ist. Nach dem Ersten Weltkrieg entstanden schnell zahlreiche Haber-Bosch-Anlagen in aller Welt.

Ohne das Haber-Bosch-Verfahren wäre es unmöglich, auch nur die Hälfte der heutigen Weltbevölkerung zu ernähren.

Um 1900 bestand die Weltbevölkerung lediglich aus 1,65 Milliarden Menschen. In den folgenden Jahrzehnten war es mit Hilfe des Haber-Bosch-Verfahrens trotz steigender Weltbevölkerung prinzipiell möglich, alle Menschen auf der Welt zu ernähren. Hungersnöte hatten ihren Grund in lokalen Kriegen, Naturkatastrophen und Verteilungsproblemen.

Heute liegt die Zahl der Menschen auf der Erde nahezu fünf Mal so hoch wie zu Zeiten der letzten Jahrhundertwende. Selbst Kunstdünger und moderne Agrartechnologie können die Aufgabe, diese immer weiter wachsende Anzahl zu nähren, nicht bewältigen. Wieder stellt sich die Frage: Wie kann die wachsende Weltbevölkerung mit Nahrung versorgt werden?

Die Anbauflächen lassen sich weltweit nur noch zum Preis von massiven Umweltschäden vergrößern; auch wird Wasser zunehmend knapper. Dazu kommt, dass immer mehr Menschen Fleisch essen wollen, was die Situation noch einmal verschärft, weil zur Fleischproduktion große Anbauflächen nicht mit Nahrung für den Menschen, sondern mit Futtermitteln bestellt werden.

Neben dem (umstrittenen) Einsatz von Gentechnik, die die Erträge von Reis, Mais und Co. erhöht, müssen zwangsläufig mehr Nahrungsmittel industriell produziert werden. Mit anderen Worten: Schokolade aus dem Drucker und Kunstfleisch werden wohl zur Normalität. Für die zukünftige Nahrungsmittelindustrie zeichnen sich die folgenden Trends ab (mehr hierzu in Kapitel 7):

• Essen aus dem Drucker: Es existieren erste Maschinen, die ähnlich wie industrielle Rapid-Prototyping-Maschinen (3D-Drucker) arbeiten. Die Zutaten werden schichtweise aufgetragen. Die Produkte können sogar gekocht werden. • Pflanzlicher Ersatz für tierisches Eiweiß: Es gibt bereits rein pflanzlich hergestellten Ei-Ersatz, der für Mayonnaisen und andere eierbasierte Speisen verwendet wird. • Fleisch aus dem Labor: Wissenschaftler der Universität Maastricht stellten 2013 erstmals eine künstliche Frikadelle her. Dafür entnahmen sie Muskelstammzellen von Rindern, vermehrten diese im Labor und ließen aus ihnen mehrere Zentimeter lange Muskelstränge wachsen. Rund 20.000 dieser Stränge waren für eine 140-Gramm-Frikadelle nötig. »Fast wie Fleisch, nicht ganz so saftig, aber die Konsistenz ist perfekt«, meinten Testesser dazu9. • Vieles, was heute im Kühlschrank liegt, wird weggeschmissen – eine ungeheure Verschwendung. Technologische Steuerung unserer Essgewohnheiten wird das verändern: Apps steuern und optimieren unsere Essgewohnheiten, und dies auch unter Berücksichtigung der Haltbarkeit der Esswaren. • Vermehrter Einsatz ›grüner Gentechnologie‹: Neuere gentechnische Anwendungen dienen u.a. der Erzeugung von Pflanzen mit höherem Nährstoffgehalt. Das bekannteste Beispiel ist der ›Goldene Reis‹: eine gentechnisch entwickelte Reissorte mit zusätzlichem Beta-Carotin. Mit CRISPR steht den Gentechnologen seit kurzem ein neues, mächtiges Tool für die Pflanzenzüchtung zur Verfügung.

Um die Ernährung der wachsenden Weltbevölkerung sicherzustellen, werden wir unser Essen selbst ausdrucken, künstliches Fleisch essen, zahlreiche tierische Proteine durch pflanzliche Stoffe ersetzen, gentechnisch nährstoffreichere Pflanzen herstellen und unsere Einkaufs- und Essgewohnheiten per App steuern.

Schlüsseltechnologie 12:

Energietechnologie – 50 Jahre Geduld

Ein Heilsversprechen der Physiker für unsere zukünftige Energieversorgung ist die Kernfusion. Anders als bei herkömmlichen Kernkraftwerken, bei der schwere Atomkerne gespalten werden (und entsprechender radio­aktiver Abfall übrigbleibt), fusionieren hier zwei leichte Atomkerne (was weit weniger radioaktiven Abfall mit sich bringt). Kernfusion ist die bedeutendste Form der Energieerzeugung in unserem Universum10. Auch unsere Sonne nutzt sie, um ihre schier unendliche Energieleistung zu erzeugen.

Tatsächlich versprechen Plasmaphysiker seit sechs Jahrzehnten, dass »schon in 50 Jahren« mittels der gleichen Prozesse wie im Inneren der Sonne nahezu beliebig viel billige, saubere und umweltschonende Energie auf der Erde zur Verfügung stehen wird. Jahrzehnt um Jahrzehnt vergeht, aber seit Mitte des letzten Jahrhunderts bis heute bleibt der Zeitraum, in dem unsere Geduld gefragt ist, konstant bei 50 Jahren.

Doch die Physiker hoffen weiter. So soll der von einem internationalen Konsortium gebaute Versuchsreaktor ›Iter‹ im französischen Cadarache ab 2030 mit ersten Ergebnissen aufwarten. Mit einem nennenswerten Netto-Strom-Output wird allerdings frühestens 2040 gerechnet.

Bei den Versprechungen der herkömmlichen (kernspaltenden) Atomindustrie zu zukünftigen super-sicheren und super-sauberen Kernkrafttechnologien sticht ein Konzept besonders hervor: das des ›Liquid-Fluoride-Thorium-Flüssigsalzreaktors‹ (LFTR). Es handelt sich dabei um einen Kernreaktor, bei dem der Kernbrennstoff in geschmolzenem Salz (Fluoride) gelöst ist und dieses zugleich als Wärmeübertragungsmittel dient. Ein solcher Reaktor könnte auch als Brutreaktor funktionieren: Einmal mit einer geringen Menge Spaltmaterial wie Uran-235 oder Plutonium-239 in Gang gesetzt, könnte er dann ausschließlich mit nicht spaltbaren Atomkernen, beispielsweise Thorium-232, gespeist werden. LFTR bringen in der Theorie einige Vorteile mit sich, beispielsweise besteht keine Möglichkeit der Kernschmelze, da der Brennstoff bereits flüssig ist und selbst im Störfall (z.B. Ausfall der Kühlung) keine Druckerhöhung stattfindet. Auch ist der thermodynamische Wirkungsgrad von LFTR höher. Wir werden im dritten Kapitel allerdings sehen, dass es in der Praxis auch einige Probleme mit dem LFTR-Konzept gibt, die die Kritik von Atomkraftgegnern auf sich ziehen.

Und all die anderen sauberen Möglichkeiten einer langfristig sicheren Energieversorgung? Die Techniken, aus Sonne, Wasser, Wind, Biomasse und Erdwärme Energie zu gewinnen, haben allesamt enorme Fortschritte bei Wirkungsgrad und Effizienz gemacht – und versprechen weitere. So arbeiten Tausende von Wissenschaftlern und Ingenieuren daran, den Wirkungsgrad von Solarzellen zu erhöhen. Ein weiterer Fokus liegt auf der Solarthermie, die in den geplanten Solarkraftwerken wie beispielsweise des DESERTEC-Projektes in Wüstenregionen zum Einsatz kommen soll11. Aber auch noch futuristischere Ideen existieren bereits: So denken Ingenieure beispielsweise darüber nach, Solarenergie per Satellit einzufangen und auf die Erde zu leiten.

Strom aus der afrikanischen Wüstensonne oder direkt aus dem Weltall oder vielleicht doch noch der direkte Nachbau der Prozesse im Zentrum der Sonne? Gelten die »50 Jahre« auch für die überlebensnotwendige Anforderung, endlich den Klimawandel aufzuhalten? Damit beschäftigen wir uns in Kapitel 3.

Technologische Innovationen in der Energieproduktion müssen eines der brennendsten Probleme der heutigen Zeit lösen: den Zugang zu sauberer und klimaneutraler Energie zu schaffen.

Schlüsseltechnologie 13:

Big Data – Lebensprofile

Tag für Tag, Stunde für Stunde kommen massenhaft Daten in die Welt. Sie stammen von Sensoren in Maschinen, von öffentlichen Videoaufnahmen, aus Mobilfunk- und Internetverkehr, von Informationen aus Barcodes und Funketiketten, von menschlichen Eingaben in sozialen Netzwerken sowie aus vielen weiteren Medien. Allein im Jahr 2015 produzierten Menschen und Maschinen so viele – verfügbare und zugängliche – Daten wie in der gesamten Menschheitsgeschichte zuvor.

Die Daten, die wir überall hinterlassen (und die wir preiszugeben immer mehr angehalten werden), werden gesammelt, mit immer mächtigeren Algorithmen verarbeitet und für immer mehr Zwecke verwendet. So führten Datenexperten bereits vor, wie ein Computerprogramm anhand öffentlich verfügbarer Daten wie Twitter- oder Facebook-Meldungen schließen kann, mit welcher Wahrscheinlichkeit eine bestimmte Person in Zukunft an einer bestimmten Krankheit leiden wird.

Die Datenspuren, die wir erzeugen, machen es möglich, dass Entscheidungen über uns getroffen werden, bei denen wir nicht mitreden können.

Die eine Person erhält keine Krankenversicherung mehr, weil sie zu wenig Sport treibt, eine andere bekommt keinen Kredit, weil sie zu viel Geld für Videospiele ausgibt. Schlimmstenfalls bestrafen Staaten ihre Bürger, wenn diese auf »den falschen Websites« waren oder auf Facebook »die falschen Freunde« haben (was in China bereits passiert).

Soziale Medien beeinflussen bereits demokratische Wahlen und Twitter-Roboter (so genannte ›Social Bots‹) manipulieren direkt die öffentliche Meinung. Google engt die Meinungsbildung ein, indem Internetsuchfilter dafür sorgen, dass die Nutzer nur in ihrer eigenen Informations- und Gedankenwelt-Blase unterwegs sind (siehe Kapitel 3 und Kapitel 5).

Mit entsprechender Software für Gesichts- und Bilderkennung und einem dichten Netz von Kameras (wie beispielsweise in London) ist auch die Erstellung von Bewegungsprofilen einzelner Menschen in Echtzeit kein Problem mehr. Dass wir auf diese Weise ›sichtbar‹ werden, kann sogar tödlich sein: Die amerikanische Behörde NSA hat in Pakistan viele Millionen Menschen aufgrund gesammelter Daten danach beurteilt, wie wahrscheinlich es ist, dass sie einen Terroranschlag planen. Allein auf Basis dieser Daten wurden in den letzten Jahren gemäß Schätzungen einige Tausend Menschen als Terroristen eingeschätzt und möglicherweise getötet.

Die Daten, die wir überall hinterlassen, erfassen uns immer umfänglicher. Mit ihnen lassen sich unsere Verhaltensweisen und Meinungen vorhersagen – und zukünftig vielleicht sogar steuern.

Schlüsseltechnologie 14:

Synthetisches Leben – Wenn der Mensch Gott spielt

Neben Genoptimierung, Lebensverlängerung, Nutzpflanzenzüchtung und Stammzellentherapie eröffnet die Gentechnologie noch eine weitere aufregende Möglichkeit des Eingriffs des Menschen in die Schöpfung: die Erschaffung komplett künstlichen, auf bestimmte Zwecke maßgeschneiderten Lebens. Life from scratch (Leben aus dem Nichts) nennen die Genforscher dieses neue Forschungsfeld der Biologie.

Einen ersten Durchbruch gab der Genpionier Craig Venter im Frühjahr 2010 bekannt: Es war seinem Team gelungen, ein künstliches Genom im Labor zu bauen. Dieses hatten sie in ein zuvor von der natürlichen DNA befreites Bakterium namens Mycoplasma capricolum implantiert. Ihr künstliches Bakterium war ein sich reproduzierendes Lebewesen mit einer neuen, komplett künstlich hergestellten DNA. Die Pläne der Bioforscher-Zunft gehen weiter: So soll schon bald das komplette Genom der um ein Vielfaches komplexeren Hefe synthetisiert werden, um sie dann in entsprechende Zellen einzubauen12.

Craig Venter spricht bereits von einer neuen Ära in der Biologie, in der synthetische Lebensformen für bestimmte, zum Beispiel industrielle Zwecke hergestellt werden. So könnten künstlich hergestellte Bakterien Ölteppiche auf den Weltmeeren abbauen und Plastik zersetzen und CO2-›fressende‹ Mikroben aus dem Labor sogar den Klimawandel stoppen.

Die neue Disziplin der synthetischen Biologie schafft Lebensformen, die es auf unserem Planeten nie zuvor gab.

Zauberlehrlinge am Werk

Goethe schrieb 1797 die Ballade vom Zauberlehrling, der einen Besen Wasser schleppen lässt. Zuerst freut er sich, dass er einen Knecht geschaffen hat, der ihm eine unliebsame Arbeit abnimmt. Bald aber ist das ganze Haus unter Wasser gesetzt, denn der Zauberlehrling kann das, was er begonnen hat, nicht mehr stoppen.

Wir haben es nicht nur mit einem technologischen Zauberlehrling zu tun, sondern gleich mit einer ganzen Reihe von ihnen. Wissenschaft und Technologie weisen eine derart rasante und komplexe Dynamik auf, dass ihre Auswirkungen sich zunehmend nicht nur dem geistigen, sondern auch dem ethischen Radar der meisten Menschen und auch dem der politischen Entscheidungsträger entziehen.

Sind wir bereit, die Konflikte auszutragen, die eine genetische oder neurobiologische Neukonstruktion des Menschen, wie sie von prominenten Bio- und Hirnforschern bereits erwartet wird, mit sich bringt? Was bedeuten die zukünftigen Möglichkeiten künstlicher Intelligenz oder die Möglichkeiten einer vollständigen elektronischen Datenüberwachung für unser Selbst- und Gesellschaftsbild? Sollen wir selbstreplizierende Nanobots bauen? Was würde es bedeuten, wenn Quantencomputer viele denkbare Probleme um ein Vielfaches schneller lösen könnten als die heutigen Computer? Lässt sich demnächst unser Geist neurologisch manipulieren? Welche Auswirkungen auf unser ›Selbst‹ hat ein Leben in zunehmender Virtualisierung? Und was würde es bedeuten, wenn wir alle nur erdenklichen Krankheiten heilen könnten und die Menschen mehrere hundert Jahre alt würden?

Auf keine dieser Fragen haben wir eine befriedigende Antwort. Ja mehr noch, viele Menschen wissen gar nicht um diese Fragen! Dazu kommt, dass sie bei aller Geschwindigkeit des technologischen Fortschritts einen zeitlichen Horizont von ggfs. einigen Legislaturperioden betreffen, weshalb sie nur schwer in den konventionellen Willensbildungsprozessen unserer heutigen Demokratien zu verankern sind (was ja auch die Fragen um den globalen Klimawandel politisch derart schwer erfassbar macht).