Informatik als Hybridwissenschaft

Selbstverständnis, Ausbildung, Ethik, Theorie

Arbeitsgruppe zur Tagung "Wozu Informatik?", Bad Hersfeld 2002

Dirk Siefkes, Technische Universität Berlin, Fakultät für Elektrotechnik und Informatik

In einem Interdisziplinären Forschungsprojekt "Sozialgeschichte der Informatik" der TU Berlin haben wir unsere wissenschaftlich-technische Disziplin, insbesondere die Programmierung, als kulturelle Entwicklung untersucht (SGI97-99, Eul99, Sta01, Sie01). Von Anfang an ist das Problem beim Programmieren gewesen, die gegensätzlichen Welten von Mensch und Maschine zusammenzubringen (Brö97). Zunächst schienen beide kaum getrennt, da es nur um numerische Berechnungen ging. Mit den Formularen der Rechenbüros waren die mathematischen Verfahren leicht in Maschinenbefehle zu "kodieren", Computer wurden als direkte Nachbauten menschlicher Rechner an der Tafel oder an der Tischrechenmaschine gesehen (Zuse 1936, von Neumann 1945, Walther 1953). (Kritisch reflektiert wurde die Analogie zwischen Neuronen und Schaltelementen, also zwischen Gehirn und Maschine (Wiener 1948, von Neumann 1948). Turings theoretische Maschinen (1936) beeinflussten den Rechnerbau nicht, produzierten aber bei von Neumann (1948) und ihm selbst (1950) die ersten Phantasien von selbstreproduzierenden Automaten bzw. denkenden Maschinen.) Bald wurde mehr Formalismus nötig, um die tiefer werdende Kluft zu überbrücken: Flußdiagramme und indirekte Adressierung erlaubten, komplexere Algorithmen effizienter auszuführen (Goldstine, von Neumann 1947/8). Kodierung wurde zur Geheimwissenschaft derer, die mit den Problemen mathematischer Optimierung und den Tücken der Maschine gleich gut umgehen konnten. Mit "automatischer Kodierung" wurde mehr und mehr von dieser Kunst der Maschine übertragen. Mit der Entwicklung der ersten "Programmiersprachen" wurde schließlich ein eigener Formalismus eingeführt, den die Mathematiker lesen und schreiben und die Maschinen selber in ausführbaren Kode transformieren konnten (Fortran 1957). Schon Algol (1960) war als "rechnerunabhängig" konzipiert, es sollte vor allem die Kommunikation der Mathematiker über "rechnerausführbare" Verfahren erleichtern. Damit wurde die Sprach- von der Rechnerentwicklung getrennt, zunehmend wurden Formalismen aus Mathematik und Logik zur Programmierung und ihrer Unterstützung benutzt. Der Computer wird aus einer Maschine, die zu bedienen ist, zu einem Werkzeug, das man handhabt, um Anwendungen zu gestalten. Gleichzeitig treten Bilder neben Wörter als Mittel der "Mensch-Maschine-Kommunikation". So wie der Rechner (als Mensch und als Maschine) bei Turing Symbole (und nichts sonst) manipuliert, manipuliert er jetzt icons auf dem Bildschirm, um Aktionen auszulösen und zu steuern. Daß im Hintergrund eine Maschine läuft, ist kaum noch bewußt. Visuelle und motorische Schemata werden direkt angeregt, ohne Umweg über das Kognitive; und regen direkt zum Handeln an.<>

Auf der sprachlichen Seite treffen sich die beiden Entwicklungen in der objektorientierten Programmierung. Der Anwendungsbereich wird durch interagierende Objekte auf dem Bildschirm dargestellt, die mathematisch beschreibbar sind, aber wie reale Objekte erscheinen. Die Hybridisierung ist so weit getrieben, daß nicht nur menschliche und maschinelle Realität aus dem Blick verschwinden, sondern auch die sie verbindende der abstrakten Datenstrukturen. - Auf der bildlichen Seite kulminieren die beiden Entwicklungen im Internet. Der Cyberspace kennt nur eine Realität, die virtuelle, so wirkmächtig wie scheinbar. Der Computer wird dabei aus der Maschine zum Medium (Sch97); aber was gibt es in einer einheitlich hybridisierten Welt zu mediatisieren?

Aus Zeichen, die Menschen verstehen und die sie zum Handeln anregen, werden im Computer Signale, die Aktionen auslösen. Aus Kommunikation wird Datenübertragung, aus Denken Datenverarbeitung, aus Rechenautomaten werden Datenverarbeitungsanlagen oder gar Elektronengehirne. Und wie das menschliche Gehirn souverän den menschlichen Körper und seine Aktivitäten zu beherrschen scheint, können Computer beliebige Maschinen steuern. Im Computer übertragen wir also scheinbar beliebige menschliche Aktivitäten auf die Maschine, indem wir ihnen eine "Zeichenhaut" überziehen (Nake in Coy92, Nak93). Wer Computer entwerfen, programmieren oder benutzen will, muß menschliche Aktivitäten, insbesondere geistige, in Maschinenläufe umzeichnen und umgekehrt. Im Umgang mit dem Computer hybridisieren wir die gegensätzlichen Welten von Menschen und Maschinen mit Hilfe formaler Ausdrücke.

Denken und arbeiten, lernen und Erfahrungen machen können wir nur in der menschlichen Welt. Beim Umgang mit Computern übertragen wir unsere Vorstellungen in Zustände und Abläufe von Maschinen und umgekehrt maschinelles Vorgehen in unsere Erfahrungswelt. Der Weg geht durch die Zwischenwelt der Zeichen: Algorithmen und gewisse allgemeinere formale Anweisungen sind von Maschinen ausführbar; gleichzeitig sind formale Beschreibungen von Menschen nachvollziehbar. Wir benutzen also formale Ausdrücke, um Maschinen in Gang zu setzen und um Maschinenvorgänge zu verstehen; eins geht nicht ohne das andere. Als Informatiker beschäftigen wir uns meist mit der Symbolwelt, die Maschinen- und die Menschenwelt geraten in den Hintergrund (Flo92, Nau92). Es gibt aber auch andere Vorlieben und Blindheiten; wie das Bild ausfällt, hängt von unserer Beziehung zu den drei Welten ab. Sicher sind sie nicht gleichberechtigt: Wir produzieren Maschinen und Formalismen zu unserem Nutzen, nicht als Selbstzweck. Aber gelingen kann die Hybridisierung nur, wenn wir alle drei Welten im Blick und miteinander in Beziehung halten. Beim Umgang mit dem Computer müssen wir mit den Maschinen und Formalismen auch uns selber entwickeln.

Hybridisierung ist also kein Fluch, der auf der Informatik lastet, und keine Zauberkunst, die sie auszeichnet, sondern eine Aufgabe, der sie sich zu stellen hat. Daher ist die Informatik auf besondere Weise auf interdisziplinäre Arbeit angewiesen. Wie im Umgang mit dem Computer gegensätzliche Welten, müssen in der wissenschaftlichen Arbeit unterschiedliche Disziplinen hybridisiert werden, insbesondere geistes- und sozialwissenschaftliche mit ingenieur- und naturwissenschaftlichen. Nicht nur in der Softwaretechnik verlangt das gleichzeitig Offenheit, Bescheidenheit und kritische Distanz aller beteiligten Disziplinen. Das übliche Abschotten aus Arroganz oder Resignation oder Zeitmangel kann nicht einfach durch unbedenklichen Import und Export von Wissen oder durch das Einrichten von Brückenköpfen in sonst als feindlich behandelten Bereichen ersetzt werden. Die Hybridisierung gelingt nur in der gemeinsamen Arbeit. Wenn die Wissenschaftler dabei lernen, die Erfahrungen der anderen für sich nutzbar zu machen, können sich die unterschiedlichen Menschen und ihre Welten gemeinsam entwickeln. Sicher wird es dann weniger große Projekte geben, die die Welt ändern und unsere Karriere und die Disziplin voran bringen. Aber wir können kleinere durchführen, die wirklich helfen.

Wir werden die Ausbildung ändern müssen. Neben Technik und Mathematik brauchen wir Kenntnisse und Fähigkeiten aus den Geistes- und Sozialwissenschaften, nicht als Schmuck, sondern als drittes Standbein. Dafür müssen wir - Studenten wie Dozenten - keine Universalgenies werden. Wenn Dozenten herausfinden wollen, welche Rolle ihr Spezialgebiet im Prozeß der Hybridisierung spielt, müssen und können sie die engen Grenzen der Informatik überschreiten und lernen, fremde Wege zu gehen, und das den Studenten beibringen. Das ist nicht schwerer oder leichter, als im eigenen Gebiet immer tiefer zu bohren, erfordert aber ein Umdenken - auch derjenigen, die Wissenschaft weiter wie bisher betreiben. Unsere Curricula sind mit der Disziplin gewachsen und haben zu viel Material angesammelt, das nur historischen Wert hat. Es reicht aus, wenn Studenten Programmieren als Hybridisierungsaufgabe lernen; dabei lernen sie alles, was sie wissen müssen. Informatikgeschichte ist dabei nicht zusätzlicher lästiger Stoff, sondern liefert einen alternativen Zugang zur Informatik (Sch01). Der Grund, den wir jetzt im Grundstudium legen, behindert eine wissenschaftliche Ausbildung. Ein Studiengang ist kein Tempel, der auf Betonfundamenten steht; Wissen wächst nur auf offenem Boden (Sie93).

Wir werden das Verhältnis zu unserer Arbeit ändern müssen. Wir sind gewohnt, Verantwortung für unser Tun abzulehnen, weil Programme für alles benutzt werden können: Die beste Idee kann zur schlimmsten Anwendung führen, weil wir ihre Folgen nicht absehen. Das ist aber kein Grund, sich verantwortungslos zu verhalten. Wenn wir jederzeit - zu unseren Mitarbeitern, Freunden und Familien - über unsere Arbeit reden und wohin sie führen könnte, verstehen wir besser, was wir wirklich wollen, was wir durch Hybridisierung bezwecken und verstecken wollen. Wir lernen, Verantwortung als Herausforderung und nicht als Bürde zu betrachten (Rol98, Sie92, Siefkes in Coy 92).

Wir werden eine breitere Theorie der Informatik entwickeln müssen (Coy92, Siefkes in Fre97, Hep01). Die aus der Mathematik übernommene Theoretische Informatik hilft Programme und andere formale Werkzeuge zu verstehen. Um Hybridisierung zu verstehen, müssen wir nicht nur in der Lage sein, menschliche Aktivitäten in unterschiedlichen Bereichen zu formalisieren und zu maschinisieren und die automatisierten Systeme so in menschliche Umgebungen zurück zu bringen, daß sie funktionieren. Beide Unterfangen - verharmlosend De- und Rekontextualisierung genannt - verändern die Umgebungen, insbesondere die beteiligten Menschen. Eine soziale Umgebung ist kein Text, den man mit "cut and paste" editieren kann. Auch die Theorien der Nachbardisziplinen genügen nicht für eine theoretische Grundlegung der Informatik; wir müssen auf beiden Seiten des Grabens stehen. Eine Theorie der Informatik muß die Disziplin mit anderen verknüpfen und so Informatik als Hybridwissenschaft erweisen.

Literatur

[Brö97] Brödner, Peter 1997: Der überlistete Odysseus. Über das zerrüttete Verhältnis von Menschen und Maschinen. Berlin: edition sigma.

[Coy92] Coy, Wolfgang et al. (Hrsg.) 1992: Sichtweisen der Informatik. Vieweg.

[Eul99] Eulenhöfer, Peter 1999: Die formale Orientierung der Informatik. Zur mathematischen Tradition der Disziplin in der Bundesrepublik Deutschland. Diss., FB Informatik, TU Berlin.

[Flo92] Floyd, Christiane et al. (eds.) 1992: Software Development and Reality Construction. Springer.

[Fre97] Freksa, Christian et al. (eds.) 1997: Foundations of Computer Science - Potential, Theory, Cognition. Springer.

[Hep01] Nake, Frieder, Arno Rolf, Dirk Siefkes (Hrsg.) 2001: Informatik - Aufregung zu einer Disziplin. Reader, Tagung Heppenheim.

[Nak93] Nake, Frieder (Hrsg.) 1993: Die erträgliche Leichtigkeit der Zeichen. Ästhetik Semiotik Informatik. Agis.

[Nau92] Naur, Peter 1992: Computing - a Human Activity. ACM Press, Addison-Wesley.

[Rol98] Rolf, Arno 1998: Grundlagen der Organisations- und Wirtschaftsinformatik. Springer.

[Sch97] Schelhowe, Heidi 1997: Das Medium aus der Maschine. Zur Metamorphose des Computers. Campus.

[Sch01] Schmidt-Brücken, Katharina et al. 2001: Geschichte als Zugang zur Informatik. Studienreformprojekt, TU Berlin, FB Informatik.

[SGI97] Eulenhöfer, Peter, et al. 1997: Die Konstruktion von Hybridobjekten als Orientierungsmuster in der Informatik. TU Berlin, FB Informatik, Bericht 97-23.

[SGI98] Siefkes, Dirk, et al. (Hg.) 1998: Sozialgeschichte der Informatik. Kulturelle Praktiken und Orientierungen. Deutscher Universitätsverlag.

[SGI99] Siefkes, Dirk et al. (Hg.) 1999: Pioniere der Informatik. Ihre Lebensgeschichte im Interview. Interviews mit Bauer, Floyd, Weizenbaum, Wirth, Zemanek. Springer.

[Sie92] Siefkes, Dirk 1992: Formale Methoden und kleine Systeme. Lernen, leben und arbeiten in formalen Umgebungen. Vieweg.

[Sie93] - " - 1993: Evolutionäre Modelle in der Informatik. TU Berlin, FB Informatik, Bericht 93-15.

[Sie01] - " - 2001: Informatikobjekte entstehen durch Hybridisierung. In Kurt Bauknecht et al. (Hg.): Informatik 2001. GI/OCG-Jahrestagung Wien. Österr. Comp. Ges., S. 798-803.

[Sta01] Stach, Heike 2001: Zwischen Organismus und Notation. Zur kulturellen Konstruktion des Computer-Programms. Deutscher Universitätsverlag.

19.12.2001