Fritz Lux – Visionär der Kybernetik

In unserem Blog schilderten wir bereits den Beginn der Kybernetik im Jahr 1948. Die neue Wissenschaft untersuchte Parallelen zwischen technischen und biologischen Systemen. Zu ihnen gehörten Geräte wie das Perceptron und die Lernmatrix, die Zeichen erkannten. 1920 schrieb der deutsche Erfinder Fritz Lux ein Buch „Gehirn und Seele“. Darin skizzierte er schon einen lernenden Automaten.

Das Schlagwort Maschinelles Lernen bezeichnet Computerprogramme, die zunächst mit Unmengen Daten trainiert werden; anschließend können sie intelligente Schlüsse ziehen und zum Beispiel Katzen erkennen. Vorläufer waren das Perceptron von Frank Rosenblatt und die Lernmatrix von Karl Steinbuch. 1951 baute Grey Walter in England den lernenden Roboter Cora; 1952 fand die Maus Theseus, erdacht vom Amerikaner Claude Shannon, selbsttätig aus einem Labyrinth heraus.

Diese Systeme entsprangen der Kybernetik. Die neue Wissenschaft suchte nach Parallelen zwischen technischen und  biologischen Systemen; sie ging auf das gleichnamige Buch zurück, das der US-amerikanische Mathematiker Norbert Wiener 1948 vorlegte. Kybernetische Ideen finden wir aber schon zuvor in Deutschland. Zu nennen sind hier der Physiologe Richard Wagner (1893-1970) und der Physiker Hermann Schmidt (1894-1968). Ein dritter Forscher und Erfinder geriet weitgehend in Vergessenheit: Fritz Lux.

Geboren wurde er am 8. Juli 1883 in Ludwigshafen. Sein Vater Friedrich Adolf betrieb eine Chemiefabrik; er fertigte außerdem Messgeräte und kurze Zeit Autos. Lux studierte Chemie und Elektrotechnik und machte seine erste Erfindung, einen Fernseher. Wie viele frühe TV-Systeme basierte er auf Selenzellen; unter Lichteinwirkung verringert sich der elektrische Widerstand des Elements. Fritz Lux veröffentlichte mehrere Artikel und 1903 eine Broschüre, er stellte wohl auch Versuche an. Ein funktionsfähiges Modell entstand nicht.

Fritz Lux als junger Student.

Schon vor 1914 dachte Lux über technische Äquivalente des menschlichen Nervensystems nach. Im Sommer 1920 brachte er seine Gedanken im 59 Seiten starken Buch Gehirn und Seele zu Papier. Der Untertitel lautete: „Eine elektro-mechanische und eine physikalisch-chemische Allegorie der Gehirnfunktionen“. Ziel des Autors war es, geistige Vorgänge durch elektrische und chemische Vorgänge darzustellen und übernatürliche Erklärungen ad absurdum zu führen.

Zu Beginn breitete Fritz Lux die Gehirnforschung seiner Zeit aus. Ab Seite 22 wurde das Buch technisch, auf Seite 25 erwähnte es ein Gebilde, „das gewissermaßen einen Organismus verkörpert“. Im Unterschied zu den Kybernetikern der 1950er-Jahre verzichtete Lux auf Tiervergleiche; wir können vielleicht von einer intelligenten Boje sprechen. Sein Gebilde ist ein flacher Zylinder aus Gummi und schwimmt durch eine Kette gesichert in einem Fluss. Es besitzt zwei Öffnungen, durch die Wasser hinein- und wieder hinausfließt.

Ein elektrischer Regelkreis hält den Wasserstand im Inneren der Boje mehr oder weniger kontant. Gefählich sind nur hohe Wellen. Eine näher kommende Welle wird aber durch die Selenzelle der Boje erkannt: Sie registriert das Sonnenlicht, das die Woge reflektiert. Wenn das einlaufende Wasser die ganze Boje füllt, dann wird ein Gedächtniselement aktiviert. Bei der nächsten Welle schließt sich bereits nach dem Warnsignal der Selenzelle die Einlassöffnung. Unser Organismus ist also durch Schaden klug geworden.

Die intelligente Boje. Die Teile x, y und h bilden das Gedächtniselement, m ist die Selenzelle. Die Magnete f und g betätigen den Einlass.

Bei dem zweiten System seines Buchs griff Fritz Lux auf das Fernsehkonzept von 1903 zurück. Es handelt sich dabei um einen digitalen Bildspeicher mit einer Vielzahl von Relais; das Eingangsbild skizziert das Prinzip. Links sitzen fünf mal fünf Selenzellen zur Aufnahme von Bildern, rechts befinden sich fünf mal fünf Lampen zur Wiedergabe. In der Mitte liegen zehn Reihen zu 25 Speicherelementen. Ein Bild kann direkt von den Selenzellen zu den Lampen laufen, es kann aber auch gespeichert und später abgerufen werden.

So erklärte Fritz Lux das menschliche Sehvermögen und unsere Fähigkeit, im Gedächtnis Bilder abzulegen und sich ihrer zu erinnern. Gegen Ende von „Gehirn und Seele“ versuchte er auch, die biochemischen Vorgänge im Kopf nachzubilden. Gehirnzellen kommunizieren nicht nur elektrisch, sondern ebenso durch chemische Botenstoffe. Lux baute die Boje und die künstlichen Nervenzellen entsprechend um. Die chemischen Varianten operierten allerdings mit Explosionen und unter reichem Gebrauch von Knallgas.

Auf der letzten Seite des Buches heißt es: „Da wir aber gesehen haben, dass sich die einzelnen Funktionen des Gehirnes in analoger Weise, mit uns bekannten und zugänglichen Mitteln, ebenfalls zur funktionsfähigen Darstellung bringen lassen, so können wir daraus den Schluß ziehen, daß die Seele nicht etwas Besonderes und von uns Trennbares, sondern nur Tätigkeit der Gehirnzellen ist.“ Damit nahm Fritz Lux schon die philosophische Basis der Künstlichen Intelligenz vorweg. Sein Sehsystem mit Relais-Ketten war überdies der erste elektrische Datenspeicher.

Links nähert sich eine Welle, und die Selenzelle erhält mehr Sonnenlicht. In der Boje wird ein Lernvorgang initiiert.

„Gehirn und Seele“ ist, wie schon angedeutet, in voller Länge online. 1924 erschien eine Rezension des Werks in einer Philosophiezeitschrift, siehe PDF-Seite 5. Wir verdanken ihr den Hinweis, dass Fritz Lux zur Erläuterung seiner Ideen Modelle baute und sie später der Albertus-Magnus-Akademie in Köln schenkte. Ihr Schicksal ist unbekannt. Die intelligente Boje wurde durch den ungarischen Ingenieur Tihamér Nemes wiederentdeckt. In seinem Buch über kybernetische Maschinen nannte er sie einen Einzeller. Als „Protozoon“ führt ihn die Internetseite cyberneticzoo.

In den frühen 1920er-Jahren zog Fritz Lux von Ludwigshafen nach Hösbach im Spessart; dort betrieb er eine Ziegelei. Daneben widmete er sich der Lebensmittelchemie; so entwickelte er ein Verfahren zum Brauen von Malzbier. In den Dreißigern finden wir ihn in Berlin; hier gab es auch ein Luxovit-Laboratorium. Nach 1945 beschäftige er sich mit einem Medikament gegen die Tuberkulose. Am 17. März 1950 starb Fritz Lux in Hösbach. Seine Visionen zur Künstlichen Intelligenz und zur Kybernetik harren noch einer angemessenen Würdigung.

Die beiden Grafiken und das Eingangsbild sind aus der digitalisierten Fassung von „Gehirn und Seele“ der Universitätsbibliothek Marburg. Schließen möchten wir – siehe unten – mit einem Foto von Fritz Lux aus späteren Jahren. Wir bedanken uns bei Rita Lux (Eisenach) für das Bild und die Erlaubnis, es in unserem Blog zeigen zu können.

(Foto Rita Lux)