Prinzipielle Grenzen der Machbarkeit

[Alex74]

Hallo allerseits,

wir haben derzeit immer wieder das Thema "erdähnliche Exoplaneten" und das nach den Folgen eines Kontakts oder zumindest der sicheren Feststellung der Lebensfreundlichkeit ferner Sternsysteme.

Darüberhinaus gab es ja unter den astronomisch Interessierten schon immer die Seite der Utopisten aus dem Science-Fiction-Lager einerseits und der eher wissenschaftlich argumentierenden andererseits. Die einen würden am liebsten eher jetzt als später Generationenraumschiffe bauen (oder sind sich sicher daß man das irgendwann tun wird), die anderen weisen zurecht auf die immensen Probleme hin.

Ich würde in diesem Thread ganz gerne einfach mal darüber disktutieren wollen, was der Menschheit prinzipiell unmöglich und was prinzipiell möglich ist, aber unter welchen Bedingungen.

Ich fange mal mit einfachen Beispielen an:

Wurmlöcher, Raum/Zeit-Sprünge zur Erreichung ferner Ziele per Fingerschnippen:
Da es keinerlei Hinweis gibt, daß sich irgendwelche "Tore" öffnen wenn man irgendetwas bestimmtes tut und Wurmlöcher ein bislang rein theoretisches Konstrukt sind, schmeiße ich das mal in die Kiste "Reine Fantasie".

Kolonisierung von großen Asteroiden zwecks Rohstoffabbau;
Ist eng mit de Frage verknüpft, ob dies wirtschaftlich sein kann. Technisch sicher möglich und würde sicher einen Schub für die Entwicklung arbeitsfähiger Raumfahrtzeuge geben.

Kolonisierung (Nicht Terraforming!) des Mars durch ständige Stationen;
Dies würde ja hauptsächlich durch Forschung und wohl weniger durch Bergbau motiviert sein - was bedeutet daß die Motivation hier weitaus geringer ist. Derzeit ist ein solches Projekt wohl sicher kaum zu stemmen, da vor allem auch die Grundlagen fehlen (die man sich weit besser durch Asteroidenbergbau aneignen könnte).
Sind die Grundlagen über das Wie aber geschaffen und tut sich hier die Menschheit zusammen - man stelle sich Europa, USA, China, Indien und Rußland in einem Boot vor - wäre dies sicher auch wirtschaftlich zu meistern.

Oort-Wolken-Sonden;
Also Sonden, die in die äußersten Bereiche des Sonnensystems vordringen sollen: Sedna, die Oort-Wolke oder ein Gravitationslinsenteleskop könnten Ziele sein. Technisch machbar: sicher ja, aber die Motivation ist durch die lange Dauer einer solchen Mission sehr klein, zumal man wohl Grundlagenforschung hinsichtlich der Haltbarkeit solcher Sonden braucht.

Interstellare Sonden;
Mal von der sehr geringen Motivation abgesehen (denn jeder der so ein Ding finanziert will auch zu Lebzeiten noch Ergebnisse sehen), ist so eine Sonde überhaupt realisierbar?
Elektronik die Jahrhunderte durchhält und all die Zeit auch mit Energie versorgt wird?
Ein Antrieb der ebenfalls mindestens Jahrzehnte Schub liefert? Im besten Fall sogar nach Hälfte der Strecke bremst um am Zielsystem nicht nur vorbeizusausen?
Und ist die Flugstrecke zu einem anderen Stern auch gut genug zu berechnen oder gibt es da Unsicherheiten - nicht daß die Sonde das Ziel verfehlt weil man übersah daß sich der Stern in seiner Eigenbewegung nicht so verhält wie gedacht...

Interstellare Raumschiffe;
Je mehr ich mich damit beschäftige, desto mehr scheint mir, daß dies sogar machbarer sein könnte als eine unbemannte Sonde - da hier Menschen mitfliegen. Das Antriebsproblem scheint auch eher in den Konventionen der Menschheit beschränkt zu sein als rein technisch; mit dem Atombombentriebwerk (Projekt Orion oder wie das hieß) sind - zumindest auf dem Papier - ja gute Beschleunigungsraten drin.
Das Projekt wäre sicher gigantomanisch und erst dann komplett zu stemmen, wenn die Menschheit einmal kein Energieproblem mehr haben sollte und trotz sagen wir 10 Milliarden Bevölkerung es der Gesamtwirtschaft sehr gut geht - und man keinen Einwand mehr gegen die Verwendung von Atombomben als Antrieb hat.
Führt die generelle Größe eines solchen Projekts dazu, daß man es als "prinzipiell unmöglich" abstempeln kann, oder gibt es hier doch technisch-/wirtschaftliche Probleme, die auch eine leistungsfähigere Menschheit als wir sie heute haben nicht meistern kann?

Bin mal auf die Argumente zu den einzelnen Dingen gespannt.

Gruß Alex

[jonas]

Hi Alex74

Du hast eigentlich schon alles Wesentliche herausgearbeitet was für die Frage wichtig ist. Die Prinzipielle Grenze der Machbarkeit ist zum Einen die Physik und zum Anderen die maximal zur Verfügung stehenden Ressourcen. Letzteres verstehe ich als die Gesamtheit der Energie der Sonne sowie die Masse der bergbaulich erschließbaren Materie im Sonnensystem.

Dies sind harte Grenzen, die prinzipiell nicht überschritten werden können, zumindest nicht in den nächsten 1000 Jahren, was die Ressourcen betrifft. Alles andere bestimmt der menschliche Wille und seine Präferenzen.

Und da des Menschen Wille sein Himmelreich ist, sind die individuellen Grenzen des Machbaren über ein ebenso großes Spektrum gespannt. Bynaus und ich hatten mal eine längere Diskussion über das Fermi Paradoxon, wobei er eine sehr visionäre, von Neugier und Entdeckergeist vollständig beherrschte Kultur im Auge hatte, und ich dagegen eine konservative und eher egoistisch handelnde Gesellschaft menschlicher Prägung für wahrscheinlicher und überlebensfähiger hielt.

Zur Lösung des Fermi-Paradoxons hat die Diskussion leider nicht geführt, da Bynaus sich darauf zurückiehen konnte, daß eine einzige Zivilisation seiner Prägung genügen würde um das Paradoxon auszulösen und es mir nicht gelang zu beweisen, daß das Verhalten seiner Zivilisation evolutionär inferior ist und sie deshalb untergehen muß bzw. erst gar nicht entsteht.

Deine Frage zielt jetzt aber auf die prinzipielle Machbarkeit aus Sicht der Menschheit ab. Und hier gibt es gute Erfahrungswerte, was die Bereitschaft angeht in Dinge zu investieren, die keinen oder nur geringen unmittelbaren Nutzen abwerfen. Und diese Bereitschaft lässt sich in Geld bzw. Anteil am Nationaleinkommen ausdrücken. In gewissen Grenzen fluktuiert diese Bereitschaft, gibt aber dennoch eine recht genaue Vorstellung dessen an, was heute und in absehbarer Zukunft prinzipiell jenseits der Grenze des Machbaren liegt. Dazu gehört z.B. ein Generationen-Raumschiff.

Rohstoff-Abbau jenseits der Marsbahn ist meiner Einschätzung nach ebenfalls noch weit außerhalb der Machbarkeitsgrenze. Wohingegen Rohstoffabbau auf dem Mond oder Wassergewinnung auf dem Mars zwecks Versorgung einer Marsmission bereits ernsthaft diskutiert wird. Interstellare Sonden haben wir schon auf den Weg geschickt, obwohl wir wissen, daß sie wahrscheinlich nie auf irgendeine andere Welt treffen werden.

Im Rahmen unserer technischen Möglichkeiten betreiben wir unsere Raumfahrt schon an der Obergrenze dessen, was technisch (und wissenschaftlich!) sinnvoll ist. Die wirtschaftliche Grenze ist als Barriere bis heute nicht unbedingt als Bremsklotz aufgetreten, sondern ist (noch) sinnvoller Filter für die Konkurrenz der besten Ideen.

[Bynaus]

Ich wäre vorsichtig mit "prinzipiell unmöglich", da hat man sich in der Geschichte immer mal wieder in die Nesseln gesetzt. Ich hatte noch vor ein paar Monaten einem Kollegen gegenüber behauptet, 3D-Fernsehen ohne Brille (und grossem Sichtwinkel) sei prinzipiell unmöglich, und musste vor kurzem feststellen, dass ich mich geirrt habe.

Wie jonas schon erwähnt hat: Die wirklichen Grenzen sind die Naturgesetze und die zur Verfügung stehenden Ressourcen, möglicherweise müsste man hier noch die Vorstellungs- und Innovationskraft unseres Gehirns (oder der KIs, die wir dereinst bauen werden?) hinzunehmen.

"Wirtschaftlichkeit" scheint mir keine objektive Grenze des grundsätzlich Möglichen zu sein, denn diese Frage ist mit dem Preis verbunden, den man zu zahlen bereit ist, was völlig subjektiv sein kann. Während sich viele Menschen mit 30 Mio Dollar ein schönes Leben machen / Hilfsprojekte unterstützen würden, gibt es eben auch solche, die sich damit einen Flug zur ISS leisten. Alles eine Frage der Prioritäten. Die Rohstoffe (Rohmaterialien, Energie) des Sonnensystems werden die Menschen der mittelfristigen Zukunft unglaublich viel "reicher" machen, als wir es heute sind. Genauso, wie es heute ISS-Touristen gibt, wird es dannzumal Leute geben, die Gravitationslinsenteleskope, interstellare Replikatorsonden oder bemannte interstellare Raumflüge finanzieren. Dafür reichen die Rohstoffe des Sonnensystems locker aus.

Ich denke ja, dass die Anzahl Menschen eines Tages nahezu stagnieren wird, weil dann alle Menschen mehr oder weniger unsterblich sind und kaum mehr weitere Menschen geboren werden (der einzige Ausweg aus dem Doomsday-Argument, der ohne Doomsday auskommt). Eine interessante Frage ist, ob in einer solchen Gesellschaft auch der Reichtum und Wohlstand irgendwann stagnieren würde oder ob die Individuen einfach "immer reicher" werden würden. Stagniert der Reichtum nämlich irgendwann, dann wird es Dinge geben, die zwar prinzipiell machbar sind, aber nie genügend finanziell potente Anhänger finden, wie nötig wäre, um sie zu realisieren. Wie jonas sagte:

Und diese Bereitschaft lässt sich in Geld bzw. Anteil am Nationaleinkommen ausdrücken.

Sagen wir, die Bereitschaft für ein bestimmtes Projekt wäre 0.01% des Globalen Einkommens. Wenn das Projekt mehr kostet als 0.01% des stagnierten globalen Einkommens, dann wird es wohl nie realisiert. Das wäre eine weitere, wenn auch etwas weichere Form von "prinzipiell unmöglich".

Anderseits könnte es natürlich auch sein, dass der Reichtum ständig steigt und somit die Realisation jedes Projektes letztlich nur "eine Frage der Zeit" ist, ausser bei jenen Projekten, die die verfügbaren Ressourcen des Sonnensystems ohnehin übersteigen.

[frosch411]

Ich denke ja, dass die Anzahl Menschen eines Tages nahezu stagnieren wird, weil dann alle Menschen mehr oder weniger unsterblich sind und kaum mehr weitere Menschen geboren werden

Nun, sollte es tatsächlich dazu kommen, dass Menschen (nahezu) unsterblich werden, dann sind interstellare bemannte (oder auch unbemannte) Reisen doch durchaus möglich und sinnvoll. Wenn man ein paar Jahrhunderte unser Sonnensystem angeschaut hat und eine Weltreise langsam langweilig wird, kann es durchaus reizvoll sein, sich genug Unterhaltung mitzunehmen und zu anderen Sternen zu reisen. Oder eine Sonde hinzuschicken und ein paar Jahrhunderte später dann die Bilder von Proxima Centauri oder Glise 582 anzuschauen...

o_o

[galileo2609]

Hallo Bynaus,

Ich denke ja, dass die Anzahl Menschen eines Tages nahezu stagnieren wird, weil dann alle Menschen mehr oder weniger unsterblich sind und kaum mehr weitere Menschen geboren werden [...]. Eine interessante Frage ist, ob in einer solchen Gesellschaft auch der Reichtum und Wohlstand irgendwann stagnieren würde oder ob die Individuen einfach "immer reicher" werden würden. Stagniert der Reichtum nämlich irgendwann, dann wird es Dinge geben, die zwar prinzipiell machbar sind, aber nie genügend finanziell potente Anhänger finden, wie nötig wäre, um sie zu realisieren.

ich lass mal deine SciFi-These von den "unsterblichen Menschen" einfach aussen vor. Das ist eine unnötige Zusatzbedingung. Was du aus meiner Sicht vernachlässigst ist die Zunahme der Produktivität. Auch eine stagnierende Bevölkerung oder eine, die abnimmt (ein realistisches Szenario -> Bevölkerungsprognosen bis 2050) können ökonomisches Wachstum produzieren. Im Grunde befinden sich die entwickelten Gesellschaften bereits ab ca. 2020 auf einem Pfad, den man als 'Anti-Malthus' etikettieren könnte. Solange wir ein offenes System haben, sprich Zufuhr von Gütern oder Halbfertigprodukten aus der globalisierten Ökonomie und ggf. sogar von ausserhalb unserer Erde, stehen wir nur dem leidigen Allokationsproblem gegenüber. Für die Verwirklichung von 'startups' in der hier eingeführten Form stellt sich daher nur die Frage ob marktkonforme Mechanismen wie die Mobilisierung von 'venture capital' ausreichend ist. Die Geschichte der Volkswirtschaft oder auch aktuelle Ereignisse zeigen, dass es auch andere Mechanismen gibt. jonas kann da bestimmt kompetent was dazu sagen.

Grüsse galileo2609

[Frankie]

Was die Frage der nutzbaren maximalen Energie angeht rechne ich schon damit daß wir bei der Kernfusion Fortschritte machen werden und dann mit den Gasriesen als Tankstellen nahezu unerschöpfliche Beschleunigungs- und Energiereserven für eine bemannte oder unbemannte Reise haben werden... womit wir auch zu (in Bordzeit) erträglichen oder zumindestens machbaren Zeiten kommen.

Der Gedanke bevorzugt natürlich bemannte "Fahrten" und Raumfahrer, denen es egal ist ob sie "zurückkommen", denn das werden sie nicht oder nur als 1.) Steinzeitmenschen zu einer extrem entwickelten terrestrischen Zivilisation oder 2.) als Götter zu einer zurückgefallenen Steinzeitzivilisation oder 3.) als Besucher zur "Resterde".

Grüße,
Frankie

[Alex74]

Interessante Antworten bislang

Bynaus hat da noch das Thema der Unsterblichkeit eingeworfen, das natürlich auch Teil des Themas ist: ist so etwas prinzipiell machbar?

Dazu ist notwendig daß man die Mechanismen des Alterns komplett versteht.

Angesichts dessen daß man nichtmal versteht wie seit Jahrzehnten mit großem Forschungsetat untersuchte Krankheiten wie MS oder Alzheimer funktionieren, geschweige denn man diese heilen könnte und man auch gegen Krebs bis heute kein wirkliches Mittel hat (und man größtenteils nichtmal versteht wie es möglich ist daß durch "zufällige spontane Mutationen" nicht nur randalierende Zellen entstehen, sondern auch noch welche die an dieses Randalentum äußert hervorragend angepaßt sind und sich im Tumor spezialisieren ist weitgehend unverstanden.

Die Fortschritte in der Medizin der letzten 50 Jahre fanden vor allem in der Chirurgie statt. So gesehen wird es eher möglich sein, einen Kopf auf einen jüngeren Körper zu transplantieren und ihm damit das Leben zu verlägern...das dürfte so lange gut gehen bis der Kopf irgendwann einen Hirntumor bekommt...

Oft erwähnt wird auch das "Übertragen des Bewußtseins auf eine Elektronik". Angesichts dessen daß man nichtmal weiß was Bewußtsein ist oder wie es funktioniert halte ich das für Utopischer als die Nutzbarmachung von Wurmlöchern für interstellare Flüge.

Der Mensch ist Ergebnis der Evolution, die seit hunderten von Millionen Jahren den Weg geht, daß Organismen sich fortpflanzen sollen um dann zu sterben; unser ganzer Körper ist Ergebnis dieses Entwicklungsweges, weil er erfolgreicher war als das Modell, einen Organismus beliebig lange lebendig zu halten. Den Menschen unsterblich zu machen gleicht daher dem Problem, aus einer Einwegflasche einen Allzweckbehälter mit lebenslanger Garantie zu formen.

Unsterblichkeit ist daher in meinen Augen sicher prinzipiell so möglich wie das absolut zuverlässige Berechnen des Wetters auf einen Monat hinaus. Möglich sicherlich. Aber die Komplexität des Problems dürfte fast unüberwindbar sein.

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Kommen wir nochmal zum interstellaren Flug:
Mich würde einmal interessieren, wieviel Wasserstoff ein solches Raumschiff mitnehmen müßte, alleine um über Jahrhunderte die Energieversorgung aufrecht zu halten (und noch massive Reserven zu haben!).
Und was man (und wieviel davon) als Rohstoff mitnehmen müßte, um über Jahrhunderte eine Art Warenproduktion der wichtigsten Güter aufrecht halten zu können (selbst wenn man das meiste irgendwie recyclen könnte).

Gruß Alex

[Bynaus]

Den Menschen unsterblich zu machen gleicht daher dem Problem, aus einer Einwegflasche einen Allzweckbehälter mit lebenslanger Garantie zu formen.

Ja, so sehe ich das auch. Wobei man sich natürlich auch - wie du das getan hast - Alternativen denken kann, wie den regelmässigen Ersatz der Einwegflasche, den Umbau der Einwegflasch oder die Entwicklung einer ganz neuen Art Flasche. Ich denke aber natürlich nicht, dass eines Tages ein Forscher "Heureka!" eine Unsterblichkeitstinktur entwickeln wird. Es wird vielmehr so sein, dass man den menschlichen Körper immer besser kennen, heilen und dessen Alterung immer länger und erfolgreicher verzögern kann, so lange, bis radikalere Massnahmen und Möglichkeiten zur Verfügung stehen.

Eine interessante Rechnung besagt, dass die menschliche Lebenserwartung im 20 Jahrhundert um 30 Jahre gestiegen ist. Heute liegt sie in den höchstentwickelten Ländern bei etwa 85 (Frauen). Wenn nun also jedes Jahrhundert weitere 30 Jahre hinzukommen, gibt das folgende Tabelle:

2100: 115. Die Menschen, die dieses Alter erreichen, sind 1985 geboren.
2200: 145. ...2065 geboren.
2300: 175. ...2125 geboren.

Nimmt man aber einen exponentiellen Fortschritt bei der Lebenserwartung an, kommt man sehr schnell auf noch interessantere Werte. Bisher steigt die Lebenserwartung linear um 0.3 Jahre pro Jahr. Erhöht man diesen Wert auch nur um 1% pro Jahr (ab 2000), dann gibt es viele Menschen, die heute bereits leben, aber "Fluchtgeschwindigkeit" erreichen, das heisst, sie leben immer genügend lange, damit der Fortschritt ihr Leben immer wieder weiter hinausstrecken kann. Bei 1% Wachstum pro Jahr sind das ungefähr alle Menschen, die nach 1965 (Frauen. Männer: 1975) geboren wurden. Bei 0.5% alle nach 2015 (2025), und bei 2% jährlichem Wachstum alle nach 1940 (1949).

[jonas]

Eine interessante Rechnung besagt, dass die menschliche Lebenserwartung im 20 Jahrhundert um 30 Jahre gestiegen ist.

Also diese Rechnung würde ich wirklich gerne mal sehen. Meine Großeltern, alle um 1900 geboren, lebten alle deutlich länger als 55 Jahre. Es ist ein sehr verbreitetes Missverständnis über den Begriff "Lebenserwartung", wenn man glaubt, daß bei steigender Lebenserwartung die Menschen tatsächlich ein immer höheres Alter erreichen. Dem ist nämlich nicht so, denn die Steigerung der Lebenserwartung durch medizinischen Fortschritt bedeutet in der Hauptsache, daß weniger Menschen bereits mit 40 durch Krankheit aus dem Leben scheiden.

Mit anderen Worten: Höhere Lebenserwartung bedeutet, daß ein immer höherer Prozentsatz eines Jahrgangs das 80. Lebensjahr erreicht. Für die Lebenserwartung, wie Du, Bynaus, sie interpretierst, sind die sogenannten Sterbetafeln relevant. Diese geben die Überlebenswahrscheinlichkeit bei einem bestimmten erreichten Lebensjahr an. Das heißt z.B. wie wahrscheinlich es ist, daß ein 80-jähriger Mann seinen 81. Geburtstag erleben wird. Und diese Wahrscheinlichkeiten haben sich in den letzten 100 Jahren weit weniger positiv entwickelt.

Es erreichen also immer mehr Menschen das 100. Lebensjahr, aber die ältesten Menschen sind nach wie vor maximal 120 Jahre alt und daran hat sich nichts geändert.

[jonas]

Für die Verwirklichung von 'startups' in der hier eingeführten Form stellt sich daher nur die Frage ob marktkonforme Mechanismen wie die Mobilisierung von 'venture capital' ausreichend ist. Die Geschichte der Volkswirtschaft oder auch aktuelle Ereignisse zeigen, dass es auch andere Mechanismen gibt. jonas kann da bestimmt kompetent was dazu sagen.

Die Frage, ob für startups in Zukunft noch genügend Mittel zur Verfügung gestellt werden, ist in der Tat ein Problem, an dem die VWL bislang schwer knabbert. Es gibt den Spruch, daß die Marktwirtschaft in sich den Keim ihrer eigenen Zerstörung trägt. Durch Wachstum der Wirtschaft werden die nötigen Anfangsinvestitionen immer größer, bis sie schliesslich die Wirkung einer Marktzutrittsbarriere entwickeln. Durch Konzentration der etablierten Marktteilnehmer entwickelt sich der Markt von einer polypolistischen Konkurrenz immer mehr zu einem Oligopol und zuletzt zu einem Monopol.

Sehr schön beobachten kann man dies am Beispiel Einzelhandel. Aber auch die Auto- oder Pharmaindustrie sind Beispiele.

Zu den Bedenken von Bynaus, ob eine statische (oder schrumpfende) Bevölkerung überhaupt noch Wohlstandswachstum erreichen kann: eindeutig ja. Wenn dem nicht so wäre, so könnte es über die Zeiten ja keinen individuellen Wohlstandszuwachs per capita geben.

Ein Parameter des Wachstums einer Volkswirtschaft ist sicherlich sein Bevölkerungswachstum. Aber es gibt noch unzählige andere Parameter, die eine abgeschlossene Wachstumstheorie praktisch unmöglich machen, sie also eher im Bereich der Chaostheorie anzusiedeln ist. Standardparameter sind z.B. Kapitalakkumulation und technologischer Fortschritt. Aber auch der Grad der Arbeitsteilung (national wie international) bestimmt das Wachstum, genauso wie Produktzyklen und Produktinnovation, Erwartungen der Wirtschaftsteilnehmer über künftige Entwicklungen (z.B. Inflationserwartung, Zinserwartungen), etc.

Über die Grenzen des Wachstums wird schon seit Beginn der VWL als Wissenschft diskutiert. Zu einem sauberen Ergebnis ist man zu keinem Zeitpunkt gekommen. Weder der Investitionsstreik von Marx hat stattgefunden, noch die düsteren Voraussagen des Club of Rome. Und dies eben unter anderem deswegen, weil Wachstumstheorie eigentlich eine Chaostheorie ist, bei der man nicht nur die Wahrscheinlichkeiten nicht kennt, sondern noch nichtmal deren Verteilung.