Mensch und Fahrzeug

Damit hat eine stürmische Entwicklung begonnen, die alle anfänglichen Erwartungen weit übertroffen hat. Die rasante technische Entwicklung muss in die Evolution eingebettet gesehen werden. Nach unserem heutigen Verständnis haben sich Klima und biologische Arten im Wechselspiel zueinander entwickelt. Dabei war die Natur zunächst übermächtig. Aber die Menschen haben nach und nach eine Vormachtstellung gegen allen anderen Arten errungen (wenigstens außerhalb des mikroskopischen Bereichs) und beginnen nun mehr als bisher in die Evolution einzugreifen: die Sphären verändern sich unter ihrem Einfluss anders. Der steigende CO2-Pegel der Atmosphäre ist ein Beispiel, das auch Hydrosphäre und Boden betrifft. Noch erfassen wir gar nicht alle Veränderungen oder können nicht absehen, ob sie für bestimmte biologische Arten wünschenswert sind. Der Wunsch, dass sich nichts verändern möge, ist naiv. Die Welt hat sich seit Anbeginn täglich verändert und wird das weiter tun. Das Leben hat von Anfang an in die Entwicklung eingegriffen (Bild 0-6 und -7). Die Veränderungen sind aber unbewusst verlaufen, gleichsam wie auf einer Bühne ohne Zuschauer. Nun beginnen wir zu verstehen, warum sich alles verändert und dass wir die Verursacher sind. Wir fühlen die Verantwortung für unser Tun und glauben es steuern zu können. Wie weit das ein Trugschluss ist, wird sich in den nächsten Jahrzehnten heraus stellen.

Bild 0-6 Sauerstoffproduktion (Heintz, A.: Chemie und Umwelt, Vieweg 1990).

n(CO2 + H20) = (C H2 O)n + n O2

(Heutige Masse der Atmosphäre 0.513 10^16 t) Würde der gesamte C (aus CaC03, MgCO3, organisch, fossil) als CO2 in Luft abgegeben, dann bestünde die Erdatmosphäre aus 96 % CO2, 3.2 % N2, 0.8 % O2, Druck 40 bar. Photosynthese heute: 120 Mrd. t C/a, 60 veratmet, 60 verwesen.

Schon bald nach der Abkühlung der Erde vor 4 Milliarden Jahren entsteht Leben, das Sauerstoff produziert (etwa sechs mal so viel wie die heutige Luftmasse). Der größte Teil dieses Sauserstoffs oxidiert die Oberflächenmetalle. Erst vor 2 Milliarden Jahren beginnt ein langsamer Anstieg des Sauerstoffpegels in Atmosphäre und Wasser, der sich erst vor 600 Millionen Jahren (im Kambrium) beschleunigt und schließlich zum heutigen Sauerstoffpegel von 21 %

führt. Im linearen Zeitmaßstab drängt sich die Menschheitsgeschichte auf Strichstärke zusammen.

Bild 0-7 Erst in einem logarithmischen Zeitmaßstab entzerren sich die geologischen Prozesse entsprechend unserer Zeitwahrnehmung.

Der Sauerstoffpegel (O2 %) steigt erst allmählich an und tauscht vor etwa 500 Millionen Jahren mit dem Kohlendioxidpegel (CO2%) den Platz. Temperatur und CO2-Pegel sinken bis zum Beginn der regelmäßigen Eiszeiten immer weiter ab. Nach der letzten Eiszeit steigt die durchschnittliche Temperatur von 11 auf 16 °C, der CO2-Pegel von 180 auf 250 ppm. Es müsste sich eine neue Eiszeit anbahnen, wenn nicht der Mensch durch steigende CO2-Emission eingriffe. Der CO2-Pegel ist auf 360 ppm angestiegen, die Temperatur auf über 15°C.

Die biologische Art homo war lange Zeit ebenso wenig erfolgreich wie die anderen Primaten, Bild 0-8. Eine recht kümmerliche Zahl von Individuen hat sich vor 1 Million Jahren über die ganze alte Welt ausgebreitet, ist aber überall wieder ausgestorben. Mühsam haben unsere Vorfahren mit Geiern und Hundeartigen in der Savanne operiert, physisch hoffnungslos schlechter ausgestattet als die Futterkonkurrenten. Mühsam haben sie das Feuer nutzen gelernt, immer bessere Waffen und Werkzeuge anzufertigen. Aber gerade das war die Herausforderung für die intellektuellen Fähigkeiten die entscheidend für ein vor Fressfeinden und Unwetter gesichertes Dasein bei ausreichender Verpflegung war. Erst neue Erfindungen wie die Neolithische Revolution vor 10000 Jahren, die zu geplanter Versorgung und Arbeitsteilung geführt hat oder die Industrielle Revolution, die mit Kraftmaschinen unsere physischen Fähigkeiten überlegen macht, Bild 0-9. Teil dieser Überlegenheit manifestiert sich im Auto, das beileibe nicht nur Transportmittel ist. Es versichert uns nach einem Druck aufs Gaspedal über Energien zu verfügen, die unsere angeborenen um das Hundertfache übersteigen. Das ist die neue Herausforderung. Nicht in Hybris zu verfallen sondern bescheiden auf unserem Platz in der Natur zu bleiben.

Bild 0-8 Evolution der Primaten im logarithmischen Zeitmaßstab.

Die Entwicklungslinien von Mensch und Schimpansen trennen sich vor etwa 7 Millionen Jahren. Es entstehen mehrere Australopithecus-Arten, die alle aussterben bis auf die Fortsetzung zum homo habilis und homo sapiens, der vor 300000 Jahren den Neandertaler abspaltet. Vor 170000 Jahren lebt die Eva der Mitochondrien, von der alle heute lebenden Menschen abstammen. Alle anderen Zweige sind demnach ausgestorben. Weniger sicher ist das y- Chromosom, das alle Männer gleich haben und das auf einen einzigen Stammvater hindeutet. – Die nächsten Schübe in der Evolution treten mit der Erfindung von Ackerbau und Viehzucht vor 10000 Jahren und dem Beginn der Industriellen Revolution vor 250 Jahren ein.

Wie alle anderen biologischen Arten auch füllt die Art homo ihr Siedlungsgebiet bis zur Tragekapazität, bis zur Erschöpfung des Nahrungsangebotes (Bild 0-9). Erst die Erfindung von Ackerbau und Viehzucht ermöglicht den Anstieg von etwa 10 auf 500 Millionen Menschen. Die Neuzeit erschließt neue Lebensräume und die Industrielle Revolution ermöglicht mit der Mechanisierung der Landwirtschaft, dem Verstehen der Bodenchemie und der wissenschaftlichen Züchtung ertragreicher Sorten einen neuerlichen Schub. – Nun aber geschieht etwas, was es in der Geschichte des Lebens noch nie gegeben hat: die Bevölkerungszunahme hört auf bevor die Tragekapazität der Erde erreicht ist. Damit kann anderen biologischen Arten bewusst Platz gelassen werden.

Bild 0-9 Die Zahl der Menschen wächst in Schüben.

Literatur

>0-1 Dieckmann, A.: Towards More Rational Transport Policies, div 1995

Der Regler Fahrer steuert die Regelstrecke Fahrzeug auf den notwendigen Umwegen, unter Beachtung vieler Nebenziele, ins Ziel. Das Fahrzeug muss auf dem richtigen Kurs geführt werden, bei angepasster Geschwindigkeit, dem richtigen Gang, mit kleinstmöglichem Verbrauch, geringen Emissionen, mit kleinstmöglicher Belästigung anderer, unter Beachtung aller Vorschriften und vor allem ohne mit anderen Verkehrsteilnehmern oder Hindernissen zusammenzustoßen. Dazu stehen eine Reihe von Informationen zur Verfügung: optisch wird die Situation relativ zu Straße und anderen Verkehrsteilnehmern wahrgenommen, die Richtung, in der das Fahrzeug steht und sich bewegt, die Drehbewegung um die Hochachse, Beschleunigungen, das Lenkmoment, Geräusche von Motor, Reifen und Fahrbahn. Wie der Fahrer die einzelnen Informationen abhängig von der Situation bewertet, ist unbekannt. (Untersuchungen in dieser Hinsicht wurden in den 60er Jahren an der TU-Berlin durchgeführt. Dazu wurden dem Fahrer abwechselnd optische Informationen, Lenkmoment, Geräusch weggenommen, während das Fahrzeug einen Seitenkraftimpuls ausgesetzt war. Wie viele Forschungsergebnisse aus dieser Zeit wurden Vertiefung und Auswertung durch Androhung der bis heute nicht durchgeführten Universitätsgesetze zunichte gemacht.) Aus allen Informationen zusammen leitet der Fahrer ab, was er zu tun hat: Lenken, Gas, Bremse, Kupplung, Gangschalthebel, Blinker, Lichtschalter, usw. Die meisten Informationen werden wohl unbewusst verarbeitet. Der Fahrer weiß nach der Fahrt nicht mehr, an welcher Stelle er was getan hat. Erst wenn etwas Außerordentliches passiert, tritt das Ereignis ins Bewusstsein und wird eventuell gespeichert. (Ein Unfall, eine Fahrbahnumleitung oder andere Vorkommnisse, in denen bewusst entschieden werden muss.)

Die Informationsverarbeitung braucht Zeit, auch wenn sie unbewusst und daher sehr schnell erfolgt. Weil das für jeden Regler von Nachteil ist, muss der Fahrer einen Vorhalt bilden. Und weil das einen Arbeitsaufwand bedeutet, versucht der Fahrer die Information so zu sehen, dass sich aus ihr ein Vorhalt ergibt. Er beurteilt z. B. nicht nur den augenblicklichen Abstand seines Fahrzeuges vom Straßenrand, sondern beobachtet den Abstand eines Punktes voraus in der Fahrzeuglängsachse vom Straßenrand. Er schätzt damit die Position, die sein Fahrzeug nach Zurücklegen dieser Vorhaltestrecke einnehmen wird und gewinnt damit den erwünschten Vorhalt. Auch andere Informationen wirken in der gleichen Richtung: die gefühlte Querbeschleunigung bq ist die 2. Ableitung nach der Zeit seines augenblicklichen Kurses, sie sagt ihm voraus, wohin sich sein Fahrzeug bewegen wird. (Nach t Sekunden um bq t2/2 entgegengesetzt zu der Richtung, in die die Beschleunigung wirkt.) Die wahrgenommene Drehgeschwindigkeit um die Hochachse hat denselben Effekt.

1.1 Human Operator

Auf die über alle Sinnesorgane (vorwiegend optisch) einströmenden Informationen reagiert der Fahrer in den aufsteigenden Schichten: Reflexe und genetisch programmiertes Verhalten (z. B. die Hilfestellung in Gefahr) in wenigen Hundertstel Sekunden, bedingte, eingeübte Reflexe in Zehntel Sekunden, Bild 1-1. Vieles wird wahrgenommen, gelangt aber nicht ins Bewusstsein. Wenige Sekunden lang kann es rückwirkend abgerufen werden (z. B. die vergangenen Schläge einer Uhr). Unbewusst entstehende Bedürfnisse unterliegen mehr oder weniger der bewussten Kontrolle (z. B. Gähnen). – Nur sehr wenig (< 1 ppb) der eingehenden Information erreichen das Bewusstsein („Bewusstseinsenge“). Bewusst können auch nur wenige Informationen abgegeben werden, 5–10 bit/s. Gleichzeitig gibt ein Redner aber durch Mimik, Gestik, Lautfärbung, usw. viel mehr Informationen ab, unterstreicht oder stört damit seine Glaubwürdigkeit.

Bild 1-1 Informationsfluss im Menschen (Fahrer).

Wir wissen, welche Informationsflut auf den Menschen, also auch auf den Fahrer, einströmt, Bild 1-1. Eine Milliarde Informationseinheiten pro Sekunde (bit/s), in einer Lebenszeit von 80 Jahren ein paar hundert TByte. Freilich dringt nur ein winziger Bruchteil davon ins Bewusstsein vor (Bewusstseinsenge). Aber wer selektiert die Information, wer entscheidet, was ins Bewusstsein gelangt, was auf „unteren“ Ebenen erledigt wird und was unbeachtet bleibt? Es ist wie in einem großen Unternehmen: auf alle Mitarbeiter strömen Informationen ein. Was ins Spitzenmanagement durchdringt, ist nur ein Bruchteil davon. Das meiste wird in den „unteren“ Etagen erledigt, unterdrückt oder nach „oben“ gereicht. Unternehmenskultur prägt diesen Entscheidungsprozeß. Die Verantwortung dafür, dass es funktioniert, hat das oberste Management, das Bewusstsein, in unserem Fall. Die „Beantwortung“ der eingehenden Informationen dauert umso länger, je höher die Entscheidungsebene liegt. Reflexe (Lidschlag, Patellarreflex, Hautreaktionen) dauern hundertstel Sekunden, bedingte Reflexe (das ist nicht nur die Speichelproduktion der Pawlow´schen Hunde, sondern ein großer Teil der Reaktionen des Fahrers) auf Informationen aus Fahrzeug und Umgebung dauern eine Zehntelsekunde. Dabei werden unbewusst ganze Bewegungsketten aufgerufen und durchgeführt, z. B. das Zurückschalten mit Zwischengas. Der Fahrer kann nach der Fahrt nicht mehr sagen, wie oft er diesen eingeübten Prozess hat ablaufen lassen oder ob überhaupt. Aber es verschafft ihm Befriedigung, dass er so eine komplizierte Sache, die er gar nicht beschreiben kann, fehlerlos beherrscht. Und wahrscheinlich verschafft ihm der unbewusste Ablauf auch eine unbewusste Befriedigung. Aber das ist Spekulation. – Real sind die langen Zeiten, die bewusste Entscheidungen erfordern. Ob man bei einer Umleitung besser links oder rechts abbiegt, kann ganze Sekunden dauern und noch wichtigere Entscheidung überschläft man besser. Da hat der Organismus Zeit, Bewusstes und Unbewusstes zu reflektieren.

Das Zentralnervensystem (ZNS) bearbeitet die eingehenden Informationen, macht aus den über die Sensorik eingehenden motorische Informationen (Sprechen, Lenkrad-, Gas/Bremse-

Betätigung), Bild 1-2. Der vegetative Teil des ZNS sorgt dafür, dass die Voraussetzungen für den Informationsfluss gegeben sind (Energiebereitstellung, Verdauung). An der Grenze zwischen vegetativem und sensorischem ZNS greifen die genetisch entstandenen und bewusst geplanten Einflüsse an. – Bewusst verstehen können wir nur einen kleinen Teil der ablaufenden Prozesse. Die Vernunft beurteilt sie nach Zweckmäßigkeit und ethischen Gesichtspunkten. Zur Transzendenz kann man sich nicht äußern (Wittgenstein).

ZNS und Computer sind gleich organisiert. In jedem Fall sind fünf Elemente vorhanden:

ξEingabe (Sensorik),

ξAusgabe (Motorik),

ξein CPU (Central Processing Unit, das Gehirn),

ξunveränderliche Programme (ROM = Read only Memory), das genetisch entstandene Grundprogramm für unser Verhalten, die Hormone, die uns antreiben, das zu tun, was für den Erhalt unseres Lebens und unserer biologischen Art notwenig ist),

ξein Gedächtnis (RAM = Random Access Memory) für Merken und wieder Verwenden.

Gelegentlich ist von einer neuen Computergeneration die Rede, die völlig anders konstruiert sein soll, eine andere Organisation haben soll. Bisher ist es bei den Ankündigungen geblieben.

Bild 1-2 Zentralnervensystem (ZNS).

Wir wissen nicht sicher, wie Informationen langfristig gespeichert werden, Bild 1-3. Jedenfalls scheint es mehrere Speicherarten zu geben: aus dem Kurzzeitgedächtnis können wir Informationen, die weniger als zwei Sekunden zurückliegen, abrufen. Zum Beispiel die Zahl der Glockenschläge, wenn wir erst nach mehreren auf den Glockenschlag aufmerksam werden. Ins Langzeitgedächtnis gelangen die zu speichernden Informationen erst nach Stunden oder Tagen (in einer Schlafphase?). Die dort gespeicherten Informationen müssen erst abgerufen werden, was unterschiedlich lang dauern kann (Nachdenken). – Zwischen Kurzund Langzeitgedächtnis muss es noch eine Zwischenablage geben: das Mittelzeitgedächtnis.