Braucht die Informatik Computer?

Der Pionier der Informatik Edsger Dijkstra, Gewinner des ACM A.M. Turing Award 1972 und Erfinder eines der bekanntesten Algorithmen in der gesamten Informatik, war sehr meinungsstark. Einige Programmiersprachen regten ihn besonders auf: Er nannte Fortran einmal "die infantile Störung" und erklärte, dass "die Verwendung von COBOL den Verstand verkrüppelt; ihr Unterricht sollte daher als kriminelles Vergehen betrachtet werden". Zur Begründung seiner Abneigung, Computer in seiner eigenen Arbeit zu nutzen, schrieb er: "Medizinforscher sind nicht verpflichtet, an den Krankheiten zu leiden, die sie untersuchen."

Ich stieß erstmals vor fast vier Jahren auf Dijkstras kontroverse Aussagen, kurz nachdem ich als Redakteur für Informatik bei Quanta begonnen hatte. Das Thema war neu für mich – ich war zuvor Wissenschaftsjournalist und davor Physiker – und ich lernte schnell, dass die meisten Menschen nicht wissen, was ein "Informatik-Redakteur" eigentlich macht. In der breiteren öffentlichen Debatte ist Informatik praktisch gleichbedeutend mit Programmierung oder Codieren, aber bei Quanta decken wir die weniger verstandene theoretische Seite des Fachgebiets ab. Dann stieß ich auf meinen Favoriten der vielen einprägsamen Zitate, die Dijkstra zugeschrieben werden: Informatik befasst sich nicht mehr mit Computern als Astronomie mit Teleskopen.

Diese Analogie stammt möglicherweise nicht von Dijkstra, aber er hätte den Gedanken wahrscheinlich unterstützt. Für mich bot das Zitat eine prägnante, provokative Möglichkeit, meine Berichterstattung vom Tech-Journalismus abzugrenzen. Und ich kann nicht leugnen, dass es schmeichelhaft war: Das Feld, über das ich berichte, geht es um etwas Tiefgründiges, Zeitloses und jenseits bloßer technologischer Innovation.

Ich gewöhnte mir, die Analogie regelmäßig zu erwähnen – auch in einer Folge des Quanta Podcasts – aber ich begann auch, Zweifel daran zu haben, aus Gründen, die ich nicht ganz formulieren konnte. Fühlte ich mich etwa schlecht wegen einer impliziten Spitze gegen meine ehemaligen Kollegen, die Teleskope bauen, oder fehlte der Analogie etwas Wichtiges?

Ich entschied mich, der Sache auf den Grund zu gehen. Geht Informatik um Computer? Und wenn nicht, worum geht es dann?

Ich stieg in eine sehr alte Debatte ein. Forscher begannen in den 1930er Jahren mit der Entwicklung einer mathematischen Theorie der Berechnung. Ingenieure bauten in den 1940er Jahren die ersten allgemeinen elektronischen Computer. In den folgenden Jahrzehnten entwickelte sich die Informatik als eigenständige akademische Disziplin, als sich die Forschungstraditionen der Mathematik und des Ingenieurwesens vereinten, und bald folgten Debatten über die Natur des neuen Fachgebiets. 1967 vertraten die prominenten Informatiker Allen Newell, Alan Perlis und Herbert Simon ihre Position in einem engagierten Leserbrief in der Zeitschrift Science. "Wo immer es Phänomene gibt, kann es eine Wissenschaft geben, die diese Phänomene beschreibt und erklärt", schrieben sie, vielleicht mit einer leichten Anmutung von Verärgerung. "Es gibt Computer. Folglich ist Informatik die Wissenschaft der Computer."

Newell, Perlis und Simon richteten ihren Brief teilweise an Kritiker, die argumentierten, jede Wissenschaft, die diesen Namen verdiene, müsse natürliche Phänomene untersuchen. Sie widerlegten dies mit Beispielen künstlicher Phänomene, die als studierenswert in etablierten Wissenschaften wie der Chemie gelten. In seinem 1969 erschienenen Buch The Sciences of the Artificial ging Simon weiter und begrüßte die Unterscheidung: Ein Fokus auf bewusst gestaltete künstliche Systeme sei genau das, was die Informatik besonders mache.

1974 bot der Informatiker Donald Knuth eine andere Sicht des Fachgebiets, die den Prozess des Rechnens statt der Computer selbst betonte. Er definierte Informatik als die Wissenschaft der Algorithmen, oder präziser schrittweiser Verfahren, die Computer verwenden, um Aufgaben zu erledigen. Algorithmen können in verschiedenen Programmiersprachen implementiert werden, ähnlich wie Ideen auf Englisch, Mandarin oder Arabisch ausgedrückt werden können. Menschen verwenden Algorithmen auch, nicht nur, um Mathematikprobleme zu lösen, sondern auch für Aufgaben wie das Sortieren von Gegenständen. Aus dieser Perspektive ist die Mathematik hinter der Berechnung zentral; Computer sind nur relevant, weil sie Probleme eröffnen, die wir Menschen weder die Zeit noch die Geduld haben, allein zu bewältigen.

Knuths Definition gefällt mir, aber es ist schwer, die Einfachheit der Definition von Simon und seinen Kollegen zu leugnen. Aber keine dieser Definitionen scheint bei Forschern universelle Akzeptanz erreicht zu haben. Warum ist das so? Ich fragte William Rapaport, emeritierter Professor für Informatik und Philosophie an der University at Buffalo, der ausführlich die vielen vorgeschlagenen Definitionen der Informatik dokumentiert hat. Er deutete an, dass die Meinungsverschiedenheit letztlich auf die ungewöhnlich interdisziplinären Ursprünge des Fachgebiets zurückzuführen sei.

"Die Informatik hat zwei Eltern", sagte er mir. "Sie hat ein mathematisches Elternteil und ein ingenieurwissenschaftliches Elternteil, und sie ist wirklich eine Kreuzung zwischen diesen beiden."