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Was ist Leben?

Was Leben bzw. ein Lebewesen ist, wird - in der modernen Biologie wie schon bei Aristoteles - nicht über einzelne Eigenschaften, einen bestimmten Zustand oder eine spezifische Stofflichkeit definiert, sondern über eine Menge von Aktivitäten, die zusammengenommen für Leben bzw. Lebewesen charakteristisch und spezifisch sind. Als diese Aktivitäten werden üblicherweise genannt:

  • Energie- und Stoffwechsel und damit Wechselwirkung mit ihrer Umwelt.
  • Organisiertheit und Selbstregulation (Homöostase).
  • Reiz, das heißt sie sind fähig, auf chemische oder physikalische Änderungen in ihrer Umwelt zu reagieren.
  • Fortpflanzung, das heißt, sie sind zur Reproduktion fähig.
  • Vererbung, das heißt, sie können Informationen (Erbgut) an ihre Nachkommen übermitteln.
  • Wachstum und damit die Fähigkeit zur Entwicklung.

[Wikipedia 2017]

Mit der Wikipedia-Definition von Leben dürften die meisten Menschen etwas anfangen können. Es gibt jedoch Kunde von einigen sehr intelligenten Herren, die ganz anderer Auffassung waren:

Ein und dasselbe ist Lebendiges und Totes und Wachendes und Schlafendes und Junges und Altes; denn dies schlägt um und ist jenes, und jenes wieder schlägt um und ist dies.
[Heraklit-F]

Im Gebiet der kleinsten Organismen kann ja auch die Frage, ob ein bestimmtes Gebilde ein „lebendes Wesen“ oder ein Stück „toter Materie“ sei, nur durch willkürliche Definitionen beantwortet werden.
[Heisenberg-O]

Bei diesen kleinsten Lebewesen aber wird die Frage, ob sie aus lebendiger oder toter Materie bestehen, unentscheidbar. Man kann dies so ausdrücken, daß es überhaupt nur lebendige Materie gebe; ...
[Heisenberg-O]

Gehört die eben aufgenommene Nahrung, die Luft, die eingeatmet wurde, mit zum Körper, oder nicht? Von welchem Zeitpunkt ab sollen sie als Teile des Körpers bezeichnet werden? Gehört das Schneckenhaus mit zum Organismus der Schnecke, das Netz mit zu dem der Spinne? Müsste nicht bis zu einem gewissen Grad auch das Erdreich, in dem die Pflanze wurzelt, mit zu ihrem lebendigen Zusammenhang gerechnet werden?
[Heisenberg-O]

Eigentlich gibt es gar nichts Unlebendiges!
[Dürr-M II.]

Dass ein Tisch im Grunde auch lebendig ist, bemerken wir nicht, weil wir ihn nur vergröbert betrachten und damit vereinfacht sehen.
[Dürr-GKP S.108]

Energie- und Stoffwechsel und damit Wechselwirkung mit ihrer Umwelt?

Erst mal muss man ein Lebenwesen abgrenzen können, sonst könnte man es schließlich nicht vom Nichtlebendigen außeinander halten. Kann man das? Ja: man nehme einen Unterraum des gesamten Hilbertraums! Wie verhält es sich mit den Energie- und Teilchenzahlerwartungswerten dieses Unterraums? Wenn es Wechselwirkungs-Hamiltonians zwischen diesem Unterraum und dem Rest gibt, dann werden diese nicht konstant sein. Bereits bei einer Verschränkung der Räume ohne Wechselwirkung werden die Erwartungswerte nicht konstant sein und es gibt "Energie- und Stoffwechsel". Gibt es keine Wechselwirkung, so ist der Unterraum vom Rest aus gesehen schlicht: nicht Bestandteil dieser Welt. Oder: dieses Kriterium wird von jedem Teil der Welt erfüllt.

Organisiertheit und Selbstregulation (Homöostase)?

noch zu erledigen...

Reiz, das heißt sie sind fähig, auf chemische oder physikalische Änderungen in ihrer Umwelt zu reagieren?

Dahinter steckt eine Kausalmodell (actio & reactio), das sich zwar im menschlichen Verstand, in der modernen Physik aber nicht finden lässt. Stets ist es eine gemeinsame Entwicklung (s.o. Energie- und Stoffwechsel) von Unterraum und Rest. Actio und Reactio sind ein vergröbertes Modell des Geschehens, wie es vom mikroskopischen Modell auf andere Weise genauer erfasst wird. Nur die Ausblendung der allermeisten Veränderung und die Beschränkung auf die aus menschlicher Sicht „interessanten“ Veränderungen lässt ein Ursache-Wirkungsmodell zu, wodurch letzteres beliebig wird. Wer entscheidet, was ausgeblendet wird und was nicht? Das mikroskopische Modell wird stets sagen: jeglicher Unterraum entwickelt sich gemeinsam mit dem Rest. Es kann keine Unterscheidung zwischen lebendigen und unlebendigen Unterräumen oder Dichteoperatoren vorgenommen werden. Oder: es entwickelt sich jeder Teil der Welt stets zusammen mit dem Rest.

Fortpflanzung, das heißt, sie sind zur Reproduktion fähig?

Es gibt keine 2 gleichen Dichteoperatoren, die auf verschiedenen vieldimensionalen Hilberträumen wirken, sondern es ist bei vielen Dimensionen (im Kontinuum sogar mehrfach unendlich vielen Dimensionen) die Wahrscheinlichkeit für Gleichheit zweier \( |\psi><\psi| \) praktisch 0. Ohne Gleichheit keine Reproduktion, das hieße dieses Kriterium wäre niemals erfüllt.

Es ist möglich, die Forderung nach exakter Gleichheit abzuschwächen. Sofort stellt sich die Frage, wer entscheiden soll, wie stark diese Aufweichung sein darf, damit Reproduktion vorliegt. Wenn ein Pferd einen Esel gebiert, hat es sich dann reproduziert? Nach Aufweichung der Gleichheitsbedingung stellen sich weitere Fragen: ein Wassertropfen kann sich reproduzieren, indem er eine übersättigte Wolke findet und die Kondensation weiterer Tropfen auslöst. Ein Elektron kann sich in einem Sekundärelektronenverfielfacher reproduzieren. Zwei schwarze Löcher können sich reproduzieren, indem sie durch Aussenden von Gravitationswellen weitere Sternbildung auslösen. Eine Automobil kann sich parasitär reproduzieren, indem es durch seine Erscheinung in Menschen den Wunsch erzeugt, weitere ähnliche Automobile in die Welt zu setzen. Wird dieses Kriterium durch Aufweichung der Gleichheitsbedingung erfüllbar gemacht, dann automatisch auch für das, was gemeinhin als tot angesehen wird.

Vererbung, das heißt, sie können Informationen (Erbgut) an ihre Nachkommen übermitteln?

Der Information ist aufgrund ihrer überragenden Bedeutung in der Physik ein eigenes Kapitel gewidmet. Bedeutet jeder Dichteoperator für einen Unterraum für den Rest Information? Ja! Bedeutet jeder Dichteoperator für einen Unterraum (Vorfahre) für jeden beliebigen Unterraum des Rests (d.h. auch alle Nachkommen) Information? Ja! Dieses Kriterium ist immer erfüllt und kann nicht zur Unterscheidung tot/lebendig herangezogen werden.

Wachstum und damit die Fähigkeit zur Entwicklung?

Die Dimension des Unterraums soll sich erhöhen. Ohne allgegenwärtiges Dimensionswachstum des Weltalls kann das nur dadurch geschehen, dass man willkürlich die Betrachtung von einem Unterraum auf einen größeren wechselt. Wieso sollte man irgendeinen Dichteoperator auf dem größeren Unterraum als dasselbe Ding ansehen wie einen Dichteoperator auf dem kleineren Unterraum? Was man hier tun will ist, eine vergröberte Sicht zu wählen, die nur bestimmte wenige makroskopische Aspekte des Dichteoperators enthält. Doch wer entscheidet, welche Aspekte zu betrachten und welche auszublenden sind? Angenommen es gäbe eine solche kulturelle Übereinkunft, die Aspekte könnten sein: Form, Farbe, usw. Damit stellt sich die Frage so: ist es möglich, von einem kleineren Unterraum auf einen größeren Unterraum überzugehen, so dass bestimmte makroskopische Größen, die sowohl aus dem Dichteoperator auf dem kleinen wie aus dem Dichteoperator auf dem großen Unterraum abgeleitet werden können, genügend ähnlich sind? Die Antwort lautet: ja, es hängt vom Zufall ab, unabhängig davon, ob man es mit Dingen zu tun hat, die gemeinhin als tot oder lebendig bezeichnet werden.

Warum fehlt bei Wikipedia eigentlich das Geistige in der Definition?

Fortsetzzung folge...

free will theorem

Englisches Wikipedia Entropie als Def. Lebendigkeit diskutieren

Heisenberg-Zitat hier versus Görnitz-Sicht (aus kreativem Kosmos zitieren)

http://www.nature.com/articles/srep38427

G. bleibt Definition schuldig. H. kein Problem, folgt logisch aus Dürr Es gibt keine Materie!

Versuchte Definition. Problem Stoffwechsel (ist aber klassisch, qt wechselt sich weniger).
A la Thermodynamik. Gesucht Lebensvariablen, über die Verhaltenskomplexität a la Chaostheorie, Ljapunov, definiert werden kann. Vorher darf man als QT nicht von Leben sprechen. Klar: nur eine künstliche willkürliche Grenze möglich, wenn überhaupt.