Das Perceptron

Teil I

Einführung

1958 veröffentliche der US-amerikanische Psychologe und Informatiker Frank Rosenblatt einen Bericht mit dem Titel The Perceptron. A Theory Of Statistical Separability In Cognitive Systems. Rosenblatt entwickelte im Rahmen seiner Forschungen zum Thema Perceiving and recognition automata (PARA) grundlegende Ideen zur Funktion neuronaler Netze, hier am Beispiel einer optischen Informationsverarbeitung (Rosenblatt spricht hier auch von einem Photo-Perceptron). Sein Schema (Fig.1: Organization of a simple Perceptron) zeigt einen Wahrnehmungsprozess. Licht erreicht die input oder sensory units, wird zu den hidden oder association units weitergeleitet und erreicht schliesslich die output oder response units. Damit wird beschrieben, wie lebendige Systeme mittels miteinander verbundener Neuronen (Kanten) Informationen aus der Umwelt (bzw. von anderen Neuronen) aufnehmen und in modifizierter Form weiterleiten.

Es handelt sich dabei um eine Art Schaltungstechnik von Neuronen. Üblicherweise registriert man dabei mehrere Eingänge und einen Ausgang. Überschreitet die Summe der Eingangssignale einen Schwellenwert, feuert das Neuron (Excitatory Impulses) entlang der Erregungsleitungen. Die Signale können anderen, benachbarten Zellen weitervermittelt werden (Erregungsübertragung). Die unterschiedliche Stärke der Verbindungen zwischen einzelnen Neuronen wird in Gewicht ausgedrückt. Rosenblatt entwickelte zur Erklärung folgende schematische Darstellung.

The Perceptron
Fig.1: Organization of a simple Perceptron

Die Lernfähigkeit eines Systems zeigt sich daran, dass bestimmte Eingaben (über die sensory units) mit bestimmten Ausgaben (über die response untis) assoziiert sind. Das Lernen ist daher zu verstehen als ein Prozess der Ausbildung und Gewichtung neuronaler Verbindungen. Daher lautet ein zentraler Lehrsatz: Das Wissen eines neuronalen Netzes ist in seinen Gewichten gespeichert. Das Denkorgan kann daher als eine Art assoziativer Speicher verstanden werden, in dem z.B. das Erinnern durch Verbindung von Neuronen erklärt wird.

Natur und / oder Technik

Mein Projekt behandelt nicht das Thema der künstlichen neuronalen Netze. Was mich an dem oben kurz geschilderten Prinzip  interessiert, ist die grundlegendere Frage zum Verhältnis von Natur und Technik. Das Perceptron wird von Rosenblatt persönlich als Blaupause zum Verstehen von Wahrnehmung als lebendigem, aber eben auch technischem Vorgang beschrieben. In seinem gleichnamigen Fachbeitrag im Psychological Review (Vol. 65, No. 6, 1958) verbindet der Autor das natürliche und technische Verstehen. Er schreibt: „By the study of systems such as the perceptron, it is hoped that those fundamental laws of organization which are common to all information handling systems, machines and men included, may eventually be understood.“ Tatsächlich finden sich in der Fachliteratur bis heute unterschiedliche Ansichten darüber, ob bzw. in welchem Umfang dieses biologische Modell auch als eine technische Vorlage verstanden werden kann, die hinter der Entwicklung intelligenter d.h. letztendlich verstehender Technik stehen kann. Das Problem dabei ist, dass unsere Suche nach einer verstehenden Technik, als Abbild des Lebens (imitatio), ursächlich als Effekt unserer Selbstreflexion zu verstehen ist.
Psyche bedeutet, dass sich die Existenz ihrer selbst bewusst wird, dass wir uns als existent verstehen können und von einem Du, als dem Anderen, unterscheiden. Unserer Psyche stehen keine eigenen sensorischen Anlagen zur Verfügung. Das Bewusstsein unserer eigenen Existenz können wir vielmehr als den Effekt komplexer Rückkoppelungs- oder Feedbackmechanismen verstehen, der Teil unserer somatischen Existenz ist, der mit unserer Umwelt interagiert (s. Alva Noë). Wichtig für die Kybernetik ist es, der ‚Psyche‘ ein technisches Verständnis zu verleihen. W. Ross Ashby beschrieb 1952 in seinem Buch Design for a brain die Arbeitshypothese der Kybernetik. Demnach soll in all unseren Spekulationen solange kein psychologischer Begriff Verwendung finden „[…] unless it can be shown in objective form in non-living systems;“ Die technische Objektivierung lebendiger Prinzipien bleibt dennoch das Ergebnis eines subjektiven und sich selbst bewussten Geistes. In seinem 1963 erschienenen Buch Das Bewusstsein der Maschinen bemerkte Gotthard Günther:“Wenn nun aber der progressive Subjektivierungsprozeß eines mechanical brain, der immer geistähnlicher wird, und die Objektivsetzung eines Bewusstseins, das aus immer größeren Tiefen heraus konstruierbar wird, in einer inversen Bewegung unendlich aufeinander zulaufen können, ohne einander je zu treffen, dann enthüllen sie zwischen sich ein „mittleres Jenseits“. In anderen Worten: der Reflexionsprozeß, resp.die Information, verfügt über eine arteigene Transzendenz. Eine Transzendenz besitzen aber heißt einen unerreichbaren Grund haben.“ (a.O. S. 37)

Meta-Assoziation

Noch mehr als diese Diskussion interessiert mich die freie, künstlerische Interpretation dieses Prinzips des Wahrnehmens, Erinnerns und Schlussfolgerns sowie die Frage, was die von mir zusammengetragenen wissenschaftlichen und künstlerischen Schemata leisten können, wenn wir die Möglichkeit ihrer freien Anordnung als einen Assoziationsmechanismus beschreiben. Folgende „Verunsicherungsmethoden“ leiten meine Arbeit:

Bilderatlas Mnemosyne, Aby Warburg
In den 20er Jahren des 20. Jahrhunderts entwickelte der Hamburger Kunstwissenschaftler Aby Warburg (1866-1929) sein eigenes Instrument zur Vorstellung und Deutung von Kunstwerken. Sie trug den sehr ausführlich geratenen Titel: „Mnemosyne, Bilderreihe zur Untersuchung der Funktion vorgeprägter antiker Ausdruckswerte bei der Darstellung bewegten Lebens in der Kunst der europäischen Renaissance.“ Das Instrument bestand ganz einfach aus grossen Tafeln, die Warburg mit Bildern der betreffenden Werke bestückte und durch weitere Objekte ergänzte (Plakate, Briefmarken, Zeitungsausschnitte, Pressefotografien und andere zeitgeschichtliche Dokumente). Damit schuf er erstmalig einen grösseren Interpretations- oder eben Assoziationsraum, der in der kunstwissenschaftlichen Arbeit bis dahin nicht bekannt war. Wie sollte man auch die im Titel der Arbeit angelegte Frage beantworten, wenn es nicht gelang, die Zeit mit all ihren hinweisenden Informationen und Versatzstücken der Zeitgeschichte mitzuliefern. Die Frage an sich konnte nur beantwortet werden, indem die Nachwirkung (oder der Nachhall) antiker Ausdruckswerte durch die Herstellung von Zeitbezügen untersucht wurde. Warburg hat damit die kunstwissenschaftliche Arbeit neu erfunden. Bezieht sich nicht auch dieses Instrument auf die Funktionsweise unseres Perceptrons? Ist nicht jedes Element aus Warburgs Atlanten eine Art Neuron, mit dem sich der Betrachter seinen eigenen Zusammenhang, seine eigene Erinnerung konstruiert? W. Ross Ashby sprach von personal awareness und meinte damit das Selbstbewusstsein des wahrnehmenden Lebens, des Technikers, als Grundannahme jeden Versuches, erinnernde Maschinen zu denken resp. zu konstruieren.

Bisoziation, Arthur Koestler
Der Begriff der Bisoziation, wie er 1964 von dem österreichisch-ungarischen Autor Arthur Köstler (1905 – 1983) in seinem Buch The Act of Creation entwickelt wurde, handelt ebenfalls von diesem Durchbrechen geistiger Routinen und der Verbindung des Unverbundenen.

Bedeutungsfreie Information, Thomas Görnitz
Der Mathematiker, Physiker und Philosoph Thomas Görnitz hat den Begriff der bedeutungsfreien Information als Grundlage allen Seins eingeführt. Dies meint nichts anderes, als dass wir es stets (nur) mit der Möglichkeit zur Information zu tun haben.

Abduktion, Charles Sanders Peirce
Nach Charles Sanders Peirce (1965-1966) sind abduktive Schlüsse ein grundlegendes Prinzip des bewussten erkennenden Lebens. Demnach kommt das Erkennen von Neuem spontan über den Betrachter. Die konkrete Anwendung und das dahinter stehende Prinzip (Gesetz) werden gleichzeitig erkannt. Die Voraussetzung für das abduktive Schliessen (Schlussfolgern, Entscheiden) ist unsere Bereitschaft, unbefangen auf Daten zu blicken. Die Abduktion ist in meinem Zusammenhang eine zentrale Forschungsstrategie.

„Weil ein Vers dir gelingt
in einer gebildeten Sprache,
Die für dich dichtet und denkt,
glaubst du schon Dichter zu seyn?“

Daneben interessieren mich solche Figuren wie der Projektemacher (siehe: Defoe, D. (1890). Über Projektemacherei. Leipzig bzw. Krajewski, M. (). Projektemacher. Zur Produktion von Wissen in der Vorform des Scheiterns. Berlin: Kadmos.) und die Figur des Dilettanten (siehe Strowick, E. (2007). Poetik des Dilettantismus. In: Poetica. 39. Band 2007 Heft 3-4. bzw. Über den Dilettantismus. In: Karl Richter (Hrsg.): Johann Wolfgang von Goethe – Sämtliche Werke nach Epochen seines Schaffens. Band 6.2. Hanser, München 1988)

Teil II

Teil 2 meines Projektes ist dem Versuch gewidmet. Ich möchte mit den Schemata in einer Weise experimentieren, wie oben beschrieben. Hierzu fertige ich Gedankenskizzen an, die jeweils von einem Sachverhalt aus den 100 Schemata ausgehen. Diese verbinde ich dann und entwickle spontane Schlussfolgerungen. Alle Bilder entstehen in einem Gang, sie werden nicht nachgearbeitet, sie unterliegen nur ein paar wenigen Gestaltungsvorgaben (z.B. die immer gleiche Schrift). Ihre äusserliche Unordnung steht daher für die Unmittelbarkeit der intellektuellen Erregung. Im Rahmen des zweiten Teilprojektes sind 100 solcher Automaten in unterschiedlichen Ausführungen geplant.

Hermetische Automaten

Meine Skizzen bezeichne ich als hermetische Automaten, da sie sich auf der semantischen (und damit funktionalen) Ebene jedem Verständnis entziehen. Die hermetischen Automaten führen Gedanken- und Begriffssysteme zusammen und verwischen die Grenzen zwischen Genres und Theorien sowie deren Logiken, Notations- und Schreibweisen. Die Darstellungen ermöglichen, ja sie erfordern unmögliche Verbindungen.

Chiffre

Die erlaubten und unerlaubten Anschlüsse gelingen durch spontanes assoziatives und bisoziatives Schlussfolgern. Wörter verbinden sich über elektrische Schaltungselemente, Linien stabilisieren das nicht haltbare Gedankengefüge. Durch Modifizierungen, Verschiebungen und Ebenenwechsel verstricken sich Gebrauchsweisen von Sprache, Bild und Logik zu immer neuen fragmentarischen Fügungen. Die daraus resultierende undurchsichtige Semantik eröffnet neue Bedeutungsebenen – Chiffren. Ein Auszug aus dem Gedicht Satzbau von Gottfried Benn:

Überwältigend unbeantwortbar!
Honoraraussicht ist es nicht,
viele hungern darüber. Nein,
es ist ein Antrieb in der Hand,
ferngesteuert, eine Gehirnanlage,
vielleicht ein verspäteter Heilbringer oder Totemtier,
auf Kosten des Inhalts ein formaler Priapismus,
er wird vorübergehen,
aber heute ist der Satzbau
das Primäre.