Vom Computerzeitalter in der Epoche des Menschen

30. November 2018

In einem White Paper skizzieren Christoph Rosol, Benjamin Steininger, Jürgen Renn und Robert Schlögl die Bedeutung der Digitalisierung im Anthropozän und erläutern Hintergründe und Ziele des neuen Forschungsfeldes der Geo-Anthropologie. Die Wissenschaftler treten an, den globalen Wandel in einem umfassenden interdisziplinären Ansatz von Natur-, Geistes und Technikwissenschaften zu analysieren und so Perspektiven für die Erhaltung des Lebensraums Erde zu entwickeln.

Wir leben in einer Zeit tiefgreifenden Wandels, einer Zeit, in der die beschleunigte Dynamik planetarer Veränderung immer deutlicher wahrnehmbar wird. Industrielle Aktivitäten haben ein Ausmaß und eine Wirkkraft entfaltet, die mit jenen von natürlichen Prozessen im Erdsystem vergleichbar ist und die dauerhafte biophysikalische Auswirkungen von geradezu erdgeschichtlicher Bedeutung haben werden. Ein neues geologisches Zeitalter ist angebrochen: das Anthropozän.

Die mit rasanter Geschwindigkeit ablaufenden Veränderungen in unserer wissensbasierten Hochtechnologiegesellschaft sind unmittelbar mit diesen Entwicklungen verknüpft. Die Veränderungsdynamik, die wir in Wissenschaft und Technik, in den Energiesystemen und auf den Arbeitsmärkten erleben, die dramatischen Verschiebungen in der Weltwirtschaft sowie in der politischen Ökonomie, aber auch die unmittelbaren Auswirkungen durch neue Formen der Regulierung und der internationalen Gesetzgebung werden in zunehmenden Maße die Stoffwechselfunktionen der natürlichen Lebensräume beeinflussen. Nicht selten geschieht dies zugleich auf globaler Ebene wie im Falle des Klimawandels.

Eine sehr gewichtige, jedoch häufig vernachlässigte Komponente in diesem systemweiten Eingriff ist die digitale Transformation. Digitale Technologien stellen nicht nur eine tiefgreifende Veränderung im sozioökonomischen und kulturellen Bereich dar, sondern spielen auch eine entscheidende Rolle hinsichtlich des Übergangs ins Anthropozän. Als Auslöser und Indikator für rasante Veränderungen in der Weltwirtschaft, im Rohstoff-, Material- und Energiefluss und im Management komplexer gesellschaftlicher Anforderungen und Kräfte ist die Digitalisierung ein Schlüsselelement, um die Tiefendimension unseres gegenwärtigen historischen Moments zu verstehen. Sie ist ein Dreh- und Angelpunkt, über den man die Kontrolle über die vor uns liegenden Zukunftspfade entweder gewinnen oder verlieren kann.

Eine neue, integrative Form der Grundlagenwissenschaft sollte hier als Orientierungshilfe innerhalb dieses vielschichtigen Phänomens dienen und darüber hinaus geeignete Instrumente bereitstellen, um gefährliche Auswirkungen dieser Entwicklungen einzudämmen. Dieser integrative Ansatz scheint plausibel, nicht zuletzt, weil sich der digitale Wandel bereits vielfach auf die Art und Weise ausgewirkt hat, wie Wissenschaft betrieben wird (die Wissenschaft ist ihr unterworfen, sie versucht sie zu verstehen und trägt zu deren Formung und Gestaltung bei). Was das heutige Verständnis über den Einfluss der digitalen Transformation betrifft, so sind wir etwa auf dem gleichen Wissensstand, auf dem sich die Klimaforschung vor 30 Jahren befunden hat, also zu Beginn der Erdsystemforschung als das Klima zum Objekt globalpolitischer Auseinandersetzungen wurde.

Um den zunehmenden Lock-in-Effekt zwischen natürlichen Erdsphären und einer mit digitaler Hardware möblierten ‚Technosphäre‘  untersuchen zu können, benötigen wir neue Formen einer gemeinschaftlichen Mensch-Erdsystemforschung, die sich auf die Ko-Evolution und die interne Dynamik der ablaufenden Interaktionen konzentriert. Darüber hinaus sind derartige Forschungsarbeiten nur dann umfassend, wenn sie einen offenen Dialog mit der Gesellschaft beinhalten, in welchem man über die Macht der digitalen Instrumente kollektiv nachdenken und diskutieren sowie diese gemeinsam gestalten kann.

Als Einleitung derartiger Anstrengungen skizziert dieser Beitrag Aspekte, wie digitale Technologien als effektive Mediatoren im Übergang ins Anthropozän fungieren. Gleichzeitig geben wir historische Einblicke, wie die Informationstechnik ihre Schlüsselrolle als eine zwar „versehentliche“, aber hochgradig folgenreiche „Megastruktur“ erlangt hat.

Die historische Tiefenzeit des Wandels

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Keilschrifttafel aus Mesopotamien. Sie zeigt Kalkulations- und Abrechnungsmethoden (ca. 3200-3000 v. Chr.).

Informationen haben eine asymmetrische Wirkung. Buchstaben und Zahlen sind zwar fast schwerelose Medien, aber sie waren und sind ein unerlässliches Mittel, wenn es darum geht, Staaten zu organisieren, Legionen zu bewegen und Volkswirtschaften am Laufen zu halten. Seit dem Frühbeginn der Lese-, Schreib- und Rechenkunst haben Informationen an der Gestaltung der Flächen- und Bodennutzung sowie der Formierung von Urbanisierungsprozessen, Produktionszyklen und des Fernverkehrs mitgewirkt. Angefangen von den Keilschrifttafeln im antiken Mesopotamien, über die Papyrusrollen im Römischen Reich und mittelalterliche Codices bis hin zu modernen Drucklettern, zur Seekabeltelegraphie oder der heutigen, zeitkritischen Dateninfrastruktur bieten Informationsmedien immer kleinteiliger operierende Wege der Nachrichten- und Signalübermittlung bei gleichzeitiger Mobilisierung immer größerer gesellschaftlicher und materieller Systeme.

Der Einfluss der Informationstechnologien auf gesellschaftliche Strukturen und die reale Umwelt ist somit nicht allein auf die Moderne beschränkt. Dennoch wird der gegenwärtige Zustand der Asymmetrie zwischen codierten Informationen und deren physische Auswirkungen geradezu verkörpert durch die Unzahl von Elektronen, die durch digitale Mikroprozessoren laufen und die effektiv Material- und Energieflüsse in einer Technosphäre steuern, die sich von Satellitenorbits in 40.000 Kilometer Höhe bis 10 Kilometer tief in die Lithosphäre erstreckt und gleichsam die gesamte Erde umhüllt.

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Great Acceleration: Sowohl sozioökonomische wie Erdsystem-Indikatoren zeigen einen steilen Anstieg für die Zeit nach 1950.

Eine derart starke Ausbreitung bleibt nicht ohne Auswirkungen. Gleichzeitig mit dem Aufstieg und der Verbreitung der digitalen Technologien kam die sogenannte ‚Große Beschleunigung‘in Gang, das heißt der exponentielle Anstieg vieler sozioökonomischer und erdsystemischer Schlüsselindikatoren seit etwa 1950.  Zwischen 1945 und 1950 fand eine wissenschaftlich-technische Revolution statt, welche die Grundlagen für die spätere Digitalisierung legte. Vier entscheidende Entwicklungen kamen hierbei zusammen: die Informationstheorie Claude Shannons, der logische Entwurf der Computerarchitektur durch John von Neumann, große Fortschritte in der Halbleiterphysik (William B. Shockley und Walter H. Brattain) und die Gründung einer neuen, integrativen Wissenschaft namens Kybernetik, wie sie mit dem Namen Nobert Wiener verbunden ist. Diese Revolution fiel zusammen mit dem wirtschaftlich-technischen Boom der Nachkriegszeit, speziell dem Übergang von der Kriegswirtschaft in eine Konsumgesellschaft. Das Erdöl löst die Kohle als paradigmatischer Hauptenergieträger ab und bietet den polymerchemischen Wunder-Rohstoff für Kunststoffe aller Art. Primärenergieverbrauch, Bruttosozialprodukt, Düngemittelverbrauch und Bevölkerungswachstum erleben vorher ungeahnte Wachstumsschübe.

Die Computer-Revolution fiel so mit dem Sattelpunkt der Großen Beschleunigung um 1950 zusammen, und das heißt mit jenem Zeitpunkt, der zugleich als Beginn des Anthropozäns in Betracht gezogen wird. Die Anthropozän-Arbeitsgruppe  der Internationalen Kommission für Stratigraphie (ICS), die mit der Aufgabe betraut worden ist, geologische Evidenzen für die stratigraphische Existenz des Menschen-Zeitalters zusammenzutragen, schlägt den Beginn des Atomzeitalters und den damit einhergehenden, weltweit messbaren Plutoniumniederschlag als Hauptanwärter für die chronostratigraphische Basis des Anthropozäns vor. Die auffällige Radionuklid-Schicht, die man in Sedimentablagerungen und Eisbohrkernen rund um den Globus nachweisen kann ist das Resultat der zahlreichen oberirdischen Atomtests, die 1945 ihren Anfang nahmen und 1962 ihren Höhepunkt erreichten.

Interessanterweise sind es gerade die ersten Computer, die wiederum der Entwicklung der Atombombe zum Durchbruch verhalfen. Die Wissenschaftler in Los Alamos – jener geheime Ort in New Mexico, an dem während des Zweiten Weltkrieges unter der wissenschaftlichen Leitung von Robert Oppenheimer die Atombombe entwickelt wurde – standen vor der Herausforderung, die Kernspaltungsreaktionen genau zu simulieren. Eine schier unmögliche Aufgabe ohne Rechenhilfe. Zwar wurden für die Berechnung der zahllosen Differenzialgleichungen, die zur Entwicklung der Bombe nötig waren, noch mit Lochkarten operierende Analogrechner eingesetzt. Jedoch gelten die rechnerischen Herausforderungen in Los Alamos als maßgeblicher Wegbereiter für die Entwicklung der elektronischen Digitalcomputer, maßgeblich befördert durch die theoretische Grundlegung durch John von Neumann. Das allererste Problem, welches durch den neu entwickelten, rein elektronischen Universalrechner ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) Ende 1945 bearbeitet wurde, war eine entscheidende Berechnung in der Entwicklung der thermonuklearen Wasserstoffbombe, deren massive Erprobung ab 1952 wiederum Hauptquelle des vorgenannten weltweiten „Plutonomium-Signals“ in den Sedimenten ist. Auch in der weiteren Geschichte des Kalten Krieges ist der Computer einer der Protagonisten. Angesichts der nuklearen Pattsituation zwischen Ost und West waren wahrscheinlichkeitsbasierte Szenarioplanungen, die mit sogenannten Monte-Carlo-Simulationen auf elektronischen Computern durchgeführt wurden ein Mittel erster Wahl. Kurzum: das nukleare Zeitalter, und mithin das wohl herausragendste Merkmal der technologischen Kultur des 20. Jahrhunderts, wenn nicht sogar des Anthropozäns selbst, war unmittelbar mit dem Beginn und dem Aufstieg des digitalen Zeitalters verknüpft. Überspitzt könnte man sagen: Das Antropozän erscheint als materieller Effekt von gesteigerter Rechenleistung.

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Robert Oppenheimer (links) und John von Neumann 1952 bei der Inbetriebnahme des von Neumann konzipierten IAS-Röhrenrechners.

In der aktuellen Geschichtsforschung sind solche chronologischen und materiellen Zusammenhänge noch weitgehend verdeckt. So wird in einem unlängst erschienenen Buch über die Große Beschleunigung die digitale Transformation mit keinem Wort erwähnt.  Aus diesem Grunde muss die künftige Forschung die wechselseitige Durchdringung und Verstärkung der stetig wachsenden Informationstechnologien und die im gleichen Maße wachsenden Raten von Produktion und Konsumption im Auge behalten. Der exponentielle Aufstieg der Telekommunikations-Konnektivität seit den 1950er Jahren, wie in einem der Kurvendiagramme der Großen Beschleunigung anschaulich dargestellt, ist dabei nur einer von vielen Indikatoren. Die ersten digitalen Computer sorgten für eine erhebliche Steigerung menschlicher Wirkkraft. Sie unterstützten den Menschen mit Wissensmanagement sowohl im militärischen als auch im technischen Kontext sowie in der öffentlichen Verwaltung, in der Wirtschaft, bei der Erschließung von Rohstoffen, in der Industrie und – vor allem – in den Natur- und Technikwissenschaften. Auch das Konzept der Künstlichen Intelligenz ist bei Weitem nicht neu. Es wurde schon Mitte der 1950er Jahre mit dem Ziel eingeführt, die Möglichkeiten, welche die maschinelle Darstellung und Verarbeitung von Informationen bot, revolutionär auszubauen. Viele dieser frühen technokratischen Träume von kybernetischen, selbststeuerenden Prozessen innerhalb der Gesellschaft sind nicht realisiert worden. Doch mit dem Aufstieg der Computer-Netzwerke – in besonderem Maße die Entwicklung des Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET) und der grundlegenden Internet-Technologien wie Packet Switching und die TCP/IP-Protokollfamilien – ist eine aktualisierte Form der datenintensiven Netzwerkintelligenz heute Wirklichkeit geworden.

Digitaler Kapitalismus

Informationen, die über digitale Netzwerke weltweit und instantan geteilt werden, haben zu einer dramatischen Ausweitung und Beschleunigung sämtlicher Prozesse innerhalb einer marktbasierten, globalen Ökonomie geführt. Schon immer basierten Märkte auf dem Besitz und dem Austausch von Informationen über Waren und die entsprechenden Kaufkonditionen. Doch mit der Einführung digitaler Technologien und ihrem ubiquitären Status in allen Lebensbereichen haben sich Informationen zu einer Basisgröße in der Weltwirtschaft etabliert.

Darüber hinaus ist diese Wirtschaft heute in zunehmendem Maße gleichbedeutend mit dem Umformen, Speichern, Verarbeiten, Freigeben und Verteilen von Daten, so wie es beim gegenwärtigen Aufstieg des Datenkapitalismus zu beobachten ist. Das Wesen und die Strukturen dieser wirtschaftlichen Transformation und deren direkter Einfluss auf die Kapazität des Erdsystems erfordern einen hochgradig integrativen Forschungsaufwand.

Die digitale Transformation der Weltwirtschaft geht über die offensichtlichen Fälle des Finanzmarktkapitalismus, bspw. den Hochfrequenzhandel mit Aktien und Derivaten und die digitalen Währungstransaktionen, hinaus. Digitale Werkzeuge und Kommunikationsmittel haben tiefgreifende Auswirkungen auf die reale Welt der landwirtschaftlichen und industriellen Güterproduktion, auf die Zirkulation von Biomasse und die Mobilität von Menschen und treiben zugleich die Informationsverarbeitung in der makroökonomischen Planung sowie in der politischen Entscheidungsfindung voran.

Was all diese menschlichen Aktivitäten vereint ist ein unstillbarer Hunger sowohl auf Informationen als auch auf Energie und Ressourcen. Diese Wachstumslogik bewirkt, dass eine hochmoderne digitalisierte Wirtschaft auch stets eine Wirtschaft beschleunigt, die nach wie vor allergrößtenteils auf fossilen Energien basiert. Automatisierte Produktion und Distribution, die Synchronisation von industriellen Abläufen und die Umsetzung der On-Demand/On-Time-Produktion, die Ausgliederung von Arbeitskräften oder die Bildung eines globalen Arbeitsmarktes für digitale Mikroaufgaben  steigern nicht nur einfach die Effizienz, mit der eine bestehende Nachfrage nach Produkten erfüllt wird. Jede in einem Prozess erlangte Leistung hat die Produktion von noch mehr Gütern und Dienstleistungen zur Folge. Dies wiederum überträgt sich direkt auf den Verbrauch von Rohstoffen, Waren und Energie. Immer mehr, immer schneller, höher und weiter – das ist das Versprechen digitaler Netzwerktechnologien.

Ein Großteil dieser Beschleunigung ist autokatalytisch. Durch die Digitalisierung der Realwirtschaft (‚Industrie 4.0‘) wird eine exponentielle Menge neuer Schnittstellen zwischen digitalen und realen Akteuren geschaffen. Diese daraus resultierende Komplexität lässt sich wiederum nur mit dem Einsatz neuer digitaler Instrumente bewältigen. Ein Beispiel für diese Autokatalyse ist das Wachstum der zur Unternehmensverwaltung eingesetzten Infrastruktur. Der Begriff ‚Effektivität‘ wird mit der Analyseeinheit in Beziehung gesetzt; je systemischer die Interpretation von ‚Effektivität‘ ausfällt, desto fragwürdiger ist der Nutzeffekt zugunsten des Systems.

Heute ist klar, dass die kontinuierliche Steigerung des Wirkungsgrades dieser Beschleunigung zu einer signifikanten Veränderung der wirtschaftlichen Wertschöpfung und der Kapitalbildung geführt hat. Zu den größten Unternehmen nach Börsenwert zählen heute Technologieunternehmen wie Apple, Amazon oder Alphabet. Diese wenigen Wirtschaftskapitäne haben smarte Monopole aufgebaut, die in zunehmendem Maße die Vermögensverteilung dominieren. Ihre Innovation ist es, verschiedene Plattformen zu beherrschen, die den Austausch und Besitz aller möglichen Arten von Daten regeln, und die so eine neuartige Wertschöpfungskette in Gang zu setzen, die das bisherige Vokabular der politischen Ökonomie und deren Fokussierung auf menschliche Arbeit oder auf Waren- oder Nutzwert basierende Wertesysteme konterkariert. 

Während der Aufstieg des Plattformkapitalismus eine Symbiose zwischen Online- und Offline-Aktivitäten als Geschäftsmodell geformt hat, gehen die Umsetzung von Netzwerktechnologien wie bspw. Radiofrequenz-Identifikation (RFID) und das Internet der Dinge die Informationsinfrastruktur von der physischen Seite her an. Das Internet der Dinge sieht eine globale Infrastruktur vor, in der physische Objekte mit Rechen- und Kommunikationsleistung gekoppelt werden und somit neue Formen automatischer Interaktion zwischen diesen Objekten möglich wird. Bereits vor 10 Jahren hatten wir einen Punkt erreicht, an dem die Internet-Konnektivität von Maschinen jene der Menschen zahlenmäßig überstieg.  Heute zählen wir etwa 25 Milliarden internetfähige Objekte, ein weiterer Anstieg dieser Zahl ist ihr eingebautes Prinzip.

Die physisch erfahrbare und im zunehmenden Maße von smarten Objekten bevölkerte und durchdrungene Welt entwickelt sich zu einem immens expandierenden Adressraum für computergestützte Netzwerke, und zwar derart, dass, so ließe sich behaupten, wir eine planetarische Skala des Computing erreicht haben. Gemäß den Worten des Medienwissenschaftlers und Designtheoretikers Benjamin H. Bratton ist die Erde mittlerweile nur noch die oberste Schicht in einem ‚digitalen Stapel‘ – einem totalisierenden System einer informationsverarbeitenden Architektur, die sich vom Bit bis hin zum Globus erstreckt.

Keine Informationstechnologie ohne Einsatz von Material und Energie

Digitale Technologien liefern nicht nur die grundlegende Infrastruktur zur Steuerung des industriellen Metabolismus, sie sind auch Ressourcenverbraucher ersten Ranges. Durch die Verflechtung der digitalen, vermeintlich virtuellen Sphäre mit den realen Energie- und Materialzyklen ist die digitale Kommunikation eng mit der gegenwärtigen Dynamik der Ressourcenverknappung verknüpft. Ohne vorausgehende Transformation von Materie wäre keine IT-Infrastruktur möglich, und ohne Energietransformation gäbe es auch keine Information.

Die krasse Asymmetrie von nahezu immateriellem Signal und materiellem Effekt sollte deshalb nicht missverstanden werden. Informationstechnologie ist das Gegenteil einer immateriellen Technologie. Selbst die smartesten Geräte kommen nicht ohne tumbe Metalle aus. Mindestens 40 chemische Elemente sind in jedem Smartphone verbaut. Wir tragen also ein Drittel des chemischen Periodensystems in unseren Hosentaschen herum. Was als immaterielles, nur mit Nullen und Einsen operierendes Geschäft erscheint, verwendet mehr chemische Elemente als jede andere Technologie zuvor. Und an allen diesen konkreten, chemischen Elementen hängen ‚Stoffgeschichten’ die die nur vermeintlich saubere digitale Welt mit dem schmutzigen Geschäft des Abbaus seltener Metalle und Erden und der damit einhergehenden Ausbeutung von Mensch und Natur in Verbindung bringen. Einige dieser technologisch unersetzbaren Metalle werden in scheinbar lächerlich kleinen Mengen produziert: Die Weltjahresproduktion von Germanium liegt laut aktuellen Statistiken bei nur etwa 120 metrischen Tonnen, die von Indium bei 500 metrischen Tonnen. Welcher Aufwand dafür nötig ist, oder auch nur, welche Menge an Roherzen hinter diesen Zahlen steht, geht aus derartigen Statistiken nicht hervor.

Einerseits haben wir damit einen Punkt erreicht, an dem nennenswerte und für das weitere Wachstum fatale Rohstoffengpässe drohen, wenn wir etwa unersetzliche Funktionsmetalle wie Indium weiterhin in großen Mengen einfach verbrauchen. Andererseits fällt eine erschreckend große Menge Elektroschrott an, bei allen Schritten der Konstruktion, der Instandhaltung und der Entsorgung der Komponenten unserer digitalen Infrastruktur. Diese, aufgrund immer kürzerer technologischer Verfallszeiten auch besonders rasch anfallenden, und dazu häufig toxischen Materialreste markieren das Endstadium im Lebenszyklus digitaler Geräte, die zu einer stetig anwachsenden Abfallschicht in der Technosphäre beitragen.

Doch bevor die smarten Geräte ihren Geist aufgeben fristen auch sie ein gefräßiges Konsumentendasein. Der Primärenergieverbrauch der digitalen, expandierenden Wirtschaft steigt offenbar unaufhaltsam: Cloud Computing, das Internet der Dinge, der Betrieb von digitalen Plattformen und neuronalen Netzen – alles stets auf Dauerbetrieb. Des digitalen Golems Gier nach Strom ist unersättlich. Besondere Einsichten bietet der aktuelle Trend wirtschaftliche Transaktionen über Kryptowährungen und Smart Contracts abzuwickeln. Diese Transaktionen erfolgen über Blockchain-Softwarearchitekturen, die einen hochgradig dezentralisierten, unabhängigen Verhandlungsraum zwischen Käufern und Verkäufern bereitstellen. Die Gültigkeit jeder Transaktion wird außerordentlich energieintensive Computerberechnungen gewährleistet.

Eine weitere Illustration für den Energie-Hunger des digitalen Maschinenparks ist der Umstand, dass der gegenwärtige Energieverbrauch des Internets in einer ähnlichen Größenordnung rangiert wie die Menge an Energie, die zur Herstellung von Ammoniak als Ausgangsstoff in der Düngemittelproduktion verbraucht wird. Eine interessante Gegenüberstellung. Ohne Düngemittel müsste die Hälfte der Weltbevölkerung hungern.  Das menschliche Leben und seine grundlegende Stellung im Weltgefüge beziehen sich ja tatsächlich nicht primär auf Informationen und Software, sondern auf die materielle Welt, auf biologische, chemische und physikalische Stoff- und Materialsphären und die Interaktionen mit ihnen. Doch beide Sphären, die Sphäre der Informationen und die Sphäre der physischen Stoffe sind in zunehmendem Maße miteinander verbunden und gleichermaßen abhängig von gewaltigen Energieinfrastrukturen und Marktereignissen. 

Datensphären in Naturwissenschaft und Politik

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Intelligente Landwirtschaft ist nur ein Beispiel für die Verknüpfung natürlicher Prozesse mit digitalen Technologien.

Zugleich ist festzustellen, dass smarte Technologie scheinbar Auswege aus dem Dilemma der Energie- und Rohstoffintensität anbieten. Neue Planungsmittel könnten etwa in der Landwirtschaft einen verminderten Ressourcenverbrauch ermöglichen und damit auch deren Selbstversorung mit erneuerbarer Energie fördern. Der Infrastrukturhistoriker Paul Edwards bemerkt denn auch: „Das gezielte Ineinanderblenden von sozialem ‚Datenabfall‘ mit physikalischen und umweltrelevanten Informationen könnte in einer ökologisch ausgerichteten Logistik Energie und Materialienverschwendung in der Produktion reduzieren, neue Wege der Abfallverwertung oder des Recyclings ermöglichen und neue Konzepte zur Beseitigung von toxischen Nebenprodukten, Treibhausgasen und anderen Metaboliten hervorbringen."10 Sorge dürften allerdings Rebound-Effekte bei der Durchführung derartiger Anstrengungen bereiten. Das bekannte ‚Jevons‘ Paradoxon‘ beschreibt den Effekt, dass eine effizientere Nutzung von Energien paradoxeweise zu einer Steigerung des Verbrauchs führt, maßgeblich aufgrund sinkender Preise. Es bleibt also abzuwarten, ob smarte und flexible Technologien im Hinblick auf dieses Phänomen resistent blieben.

Darüber hinaus liefern die mit digitaler Technologie gespeisten Wissensinfrastrukturen die erforderlichen Daten zur Bewertung von Klimaschutzmaßnahmen, um so wichtige Erfolge bei den internationalen Regelungen zu Umwelt- und Klimaschutz zu erzielen. Sowohl das Montrealer Protokoll zum Schutz der Ozonschicht, wie auch das Pariser Klimaabkommen, das hoffentlich auf lange Sicht durch die Reduzierung von Treibhausgasen einen Beitrag zum Klimaschutz leisten wird, wären ohne das Expertenwissen und das globale, digitale Netzwerk atmosphärischer Daten und Klimamodelle gar nicht denkbar gewesen.

Ohne die durch die Digitaltechnologie bereitgestellten Kapazitäten zur Berechnung meteorologischer Daten wären wir uns höchstwahrscheinlich der globalen Veränderungen gar nicht bewusst oder zumindest nicht in der Lage diese zu quantifizieren. Digitale Technologie bildet also das Rückgrat für die wissenschaftliche Erkenntnis der gegenwärtigen Dynamik des Anthropozäns. Der globale Klimawandel, um nur ein wichtiges Beispiel zu nennen, kann nur dank der Verfügbarkeit riesiger Datenmengen, geeigneter Rechner und ausgefeilter Modelle als Phänomen beobachtet werden.  Im Grunde ist das Zeitalter der planetarischen Kommunikation auch das Zeitalter der planetarischen Beobachtung bzw. der planetarischen Simulation, oder wie es die Medienwissenschaftlerin Jennifer Gabrys zusammenfasst: Wir haben es mehr und mehr damit zu tun, dass „Berechnung zu unserer Umwelt wird“.  Die Rolle von Erdsystem-Modellen, Satelliten und andere Fernerkundungs-Netzwerken, Umweltdatenbanken und Modellen für Ressourcenströme bringen alle zum Ausdruck, dass technische Medien einen geradezu unumgänglichen Umschlagspunkt markieren, um geowissenschaftliches Wissen zu erzeugen, zu analysieren und zu mobilisieren.

Noch weiter gefasst betrifft diese Unumgänglichkeit aber nicht nur die Erfassung und Auswertung explizit wissenschaftlicher Daten, sondern alle Arten des digital aufgehäuften Wissens. Dies reicht von den von sozialen Medien angekurbelten, partizipativen ‚Bürgerwissenschaften‘ bis hin zu dem Imaginationswissen das etwa aus den digitalen Grafiken und Diagrammen des Weltklimarats IPCC (United Nations Intergovernmental Panel on Climate Change) und ihren visuellen Semantiken des Klimawandels entsteht.

Schlussendlich beeinflusst der digital turn auf eine Unzahl von Arten und Weisen wiederum die Arten und Weisen, in denen wir Wissenschaft betreiben. Die Digitalisierung eröffnet gerade der Wissenschaft besondere Möglichkeiten, da sie die Lücke zwischen Beobachtung, Experiment, Modellbildung und Theorie schließt. Aber dieser Übergang in ein neues Medium macht die Wissenschaft nicht nur effektiver, er verändert auch ihre Kriterien, beispielsweise wenn es um Themen wie Reproduzierbarkeit, Zuverlässigkeit und Kausalität geht. Digitalisierung wirft darüber hinaus ganz neue Fragen auf: Welche Aufgaben können intelligente Maschinen besser bewältigen als der Mensch? Wo spielt spezifisch menschliches Urteilsvermögen eine Rolle? Auf welche Weise beeinflusst maschinelles Lernen den Prozess der Entscheidungsfindung? Wo schleichen sich maschinelle Fehldispositionen, also eine Art automatisierte Vorurteile ein? Wie sehen optimale Schnittstellen zwischen menschlicher und künstlicher Intelligenz aus?

Durch die im Internet verfügbaren personenbezogenen Daten ergeben sich gewaltige Möglichkeiten des Datenmissbrauchs und der Manipulation, wie uns der Fall der britischen Datenanalyse-Firma Cambridge Analytica gezeigt hat. Mit dem Ziel, die politische Meinungsbildung zu beeinflussen, hatte das Unternehmen auf unzulässige Weise personenbezogene Daten von mehr als 80 Millionen Facebook-Nutzern gesammelt. Primäres Ziel der ökonomischen Dynamik, die die Digitalisierung gegenwärtig vorantreibt ist eine immer effektivere, intelligente Kontrolle gesellschaftlicher Prozesse. Die Problematik liegt darin, dass sich diese Kontrolle auf wenige Parameter der Aufmerksamkeitsökonomie konzentriert, beispielsweise auf die Zeit, die der Einzelne auf einer Facebook-Seite verbringt. Ziel ist es hier, die Effektivität von Werbung zu maximieren. Nur unzureichend geschützte Datenübermittlung oder das explizite Bemühen, Kunden und Bürger mittels staatlicher Bewertungssysteme vollständig zu vermessen, wie im Fall des in China eingeführten Sozialkreditsystems, stellen eine unmittelbare Bedrohung für freie Gesellschaften dar.

Die weitere Integration der ohnehin allgegenwärtigen Computertechnologie in die Tiefenstruktur unserer Gesellschaften kann sich aber als nützlich erweisen, um den globalen industriellen Metabolismus an die Herausforderungen des Anthropozäns anzupassen. Umgekehrt kann das Gewinnstreben der Unternehmen, die im Besitz unserer Daten oder Netzwerke sind, zu einer Überwachungsgesellschaft von beispiellosem Ausmaß führen. Im Zusammenspiel mit Entwicklungen, in dem die digitale Sphäre zu einer Form sich selbst organisierender Intelligenz mutiert, geriert das Digitale zu einer demokratisch unregulierbaren Kontrollinstanz über menschliches Verhalten – eine mächtige politische Waffe, die zu gefährlichen Missbrauch geradezu einlädt.

Aufbruch zu einer neuen Gesamtperspektive: Geo-Anthropologie

Wir befinden uns in einer mehrfach paradoxen Situation. Digitale Technologien haben die rasante Ausbeutung und Konsumption von Ressourcen angeheizt, produzieren ebenso jede Menge Abfall wie politische Ambivalenz. Dennoch gelten sie noch immer als praktikable Lösungen zur Verbesserung genau dieser Probleme. Der rasante und radikale Wandel, der sich im Erdsystem unter dem Einfluss der globalen Industriegesellschaft vollzogen hat, ging mit den rasanten und radikalen Veränderungen in der Informationstechnologie und in den digitalen Medien entweder einher oder wurde von diesen sogar in Gang gesetzt. Dennoch besteht noch immer die Hoffnung, dass auch die Gegenstrategie zur Bekämpfung unhaltbarer Entwicklungen von ihrem Potenzial und den Effekten ihrer kollaborativen Skalierbarkeit profitieren könnte.

In den kommenden Jahren und Jahrzehnten werden wir mit weiterem, teils dramatischem technologischen Wandel konfrontiert werden und eine Wirtschaftsform erleben, die von rasanten Technologiesprüngen und Innovationen angetrieben sein wird. Machine Learning und neuronale Netze lösen eine exponentielle Steigerung der autonomen Rechnerleistungen aus. Eine veränderte Arbeitswelt, die Entwicklung neuartiger Materialien, die synthetische Biologie, neue Energiesysteme  und neue technische Verfahren zur Kontrolle und Verwaltung der auf unserem Planeten vorhandenen Ressourcen könnten einen nochmals größeren Fußabdruck der industrialisierten Menschheit auf der Erde hinterlassen und die Bewohnbarkeit des Planeten dabei nochmals unsicherer und störungsanfälliger machen.

Während ‚Meatspace‘ und ‚Cyberspace‘ (Begriffe, die der amerikanische Science-Fiction-Autor William Gibson schon vor einigen Jahrzehnten eingeführt hatte) sich heute immer mehr annähern, dürfen wir eine andere Größe nicht aus den Augen verlieren: ‚Earthspace‘. Wir sind darauf angewiesen, die ‚kritische Zone‘, die dünne aber hochkomplexe Schicht, in der auf unserem Planeten Leben möglich ist und die sich von der unteren Atmosphäre bis in die obere Lithosphäre erstreckt, mit Achtsamkeit und Umsicht zu behandeln. Dennoch fehlt uns noch immer eine gemeinsame Vorgehensweise, um die Bedrohung unseres lebenserhaltenden Systems in all ihrer Komplexität und Tiefe begreifen zu können – nicht zuletzt, weil Natur- und Geisteswissenschaftler weiterhin in ihren getrennten Diskurssphären verharren. Ebenso wie das Themenfeld des Anthropozäns bringt aber auch die Digitalisierung ehemals getrennte Kategorien wie „die Erde“, „die Wirtschaft“, „die Kultur“ und „die Gesellschaft“ in einen konkreten neuen Zusammenhang. In den Wissenschaften scheint dieser Umstand bislang allerdings noch nicht angekommen zu sein.

Neuartige Formen einer synoptischen Analyse, neue strukturelle Konzepte, neue Forschungstools und neue Forschungsmethoden werden erforderlich sein, um die laufenden, massiven Veränderungen zu interpretieren, zu moderieren und eine behutsamere Entwicklung zu unterstützen. Was wir brauchen, ist unabhängige Grundlagenforschung in einem Bereich, der stark durch technologische Entwicklungen und angewandte Wissenschaften geformt wird. Aber auch die Beteiligung der Politik und Wirtschaft ist gefragt. Für eine derartige Forschung müssen traditionelle Grenzen überwunden werden – insbesondere jene zwischen den Naturwissenschaften, Sozial- und Geisteswissenschaften. Zahlreiche transversale Verbindungen zwischen den Disziplinen sind erforderlich, um die derzeitige Situation mit all ihren vernetzten Phänomenen und Problemen zu begreifen.

Eine derartige Forschungsperspektive wollen wir ‚Geo-Anthropologie‘ nennen, also die Wissenschaft von den Wechselbeziehungen zwischen Mensch und Erdsystem. Geo-Anthropologie untersucht die verschiedenen Mechanismen, Dynamiken und Entwicklungspfade, die uns in das Zeitalter des Anthropozäns geführt haben. Eine zentrale Herausforderung für den Aufbau dieser neuen Forschungsrichtung wird sein, die zahlreichen und aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Fachrichtungen stammenden Methoden und Maßstäbe aufzunehmen, mit denen einerseits Phänomene aus vielfältigen Mikrosphären und andererseits Zusammenhänge auf der planetarischen Makrosphäre beschrieben werden. Insbesondere geht es hier darum, die Beschreibung verschiedener Temporalitäten in einen produktiven Kontakt zu bringen: Historische Tiefenzeit-Perspektiven ebenso wie Gegenwartsanalyse und Zukunftsszenarien.

Die Herausforderung besteht darin, einerseits die systemischen Eigenschaften der gegenwärtigen, über viele Zeitskalen hinweg ablaufenden Transformation zu verstehen, und andererseits, diese Transformation im Dialog mit Interessenvertretern aus Gesellschaft, Geisteswissenschaften, Planungswesen, Politik und Industrie weiter aktiv zu gestalten. Unabdingbar und kennzeichnend für unsere Lage im Anthropozän ist eine Pluralisierung des Wissens. Ständig entstehen neue, vereinzelte Sichtweisen, und die Komplexität nimmt eher zu als ab. Aus der Geschichte der Wissenschaft und Technik wissen wir, dass genau diese offenen, multiperspektivischen Diskursräume kritische und disruptive Herangehensweisen befördern. Hier und jetzt geht es darum, die kritischen Eigenschaften einer meta-disruptiven Technologie wie der Digitalisierung zu verstehen und möglicherweise gegenzusteuern. Eine neue Max-Planck-Initiative zum Aufbau einer integrativen Wissenschaft namens Geo-Anthropologie will zu dieser notwendigen, neuen Grundlagenforschung beitragen.

1 Nelson, S., Rosol, C., & Renn, J. Perpectives on the Technosphere, The Anthropocene Review 4:1 / 4:2 (2017).

2 Der Begriff „accidental megastructure“ stammt von Bratton, B. H. The Stack: On Software and Sovereignty (MIT Press, 2016).


3 Steffen, W., Broadgate, W., Deutsch, L., Gaffney, O. & Ludwig, C. The Trajectory of the Anthropocene: The Great Acceleration. Anthropocene Rev. 2, 81–98 (2015).

4 McNeill, J.R. & Engelke, P. The Great Acceleration: An Environmental History of the Anthropocene since 1945 (Harvard University Press, 2014).

5 Graham, M. The rise of the planetary labour market – and what it means for the future of work, 2018 https://technosphere-magazine.hkw.de/article1/ae96dcb0-21e5-11e8-9705-b58c8c077a63

6 Srnicek, N. Platform Capitalism (Polity Press, 2017).

7 Evans, D. White Paper: The Internet of Things – How the Next Evolution of the Internet Is Changing Everything. Cisco (2011).

8 Lucero, M. White Paper: IoT platforms: enabling the Internet of Things. IHS Technology (March, 2016).

9 Smil, V. Enriching the Earth: Fritz Haber, Carl Bosch, and the Transformation of World Food Production (MIT Press, 2000).

10 Paul N. Edwards: “Knowledge infrastructures for the Anthropocene”, The Anthropocene Review, 4:1, 2017,

11 Edwards, P. N. A Vast Machine: Computer Models, Climate Data, and the Politics of Global Warming (MIT Press, 2010).

12 Gabrys, J. Program Earth: Environmental Sensing Technology and the Making of a Computational Planet p.4 (MIT Press, 2016).

13 Schneider, B. The future face of the Earth: The visual semantics of the future in the climate change imagery of the IPCC, in Cultures of Prediction in Atmospheric and Climate Science (eds. Heymann, M., Gramelsberger, G. & Mahony, M.) Ch 13 (Routledge, 2017).

14 Renn, J., Schlögl, R., Rosol, C. & Steininger, B. White Paper: A rapid transition of the world’s energy systems. Nature Outlook: Energy Transitions 511 (2017).

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