Das Lipidprinzip

Von Dr. rer. nat. habil. T. Bodan

Als der Starökonom Hans-Werner Sinn im Zusammenhang mit dem Brexit den folgenden Satz prägte: “Wer glaubt, eine liberale Gesellschaft verlange offen Grenzen, hat nicht verstanden, dass Freiheit den Schutz des Eigentums voraussetzt.” (www.fondsprofessionell.de/news/maerkte/headline/hans- werner-sinn-die-wichtigste-lehre-aus-dem-brexit-126024/) da war wohl nur ganz Wenigen klar, dass er hier ein ganz universelles Gesetz angesprochen hatte. Womöglich weiß nicht einmal Prof. Sinn selbst, dass es ohne Grenzen kein Universum geben könnte, aber sein Spruch, welchen wir hier einmal auf die einfache Formel „Eigentum braucht Grenzen” bringen wollen, ist derart universell, dass es sich durchaus lohnt sich dem dahinter liegenden Prinzip etwas genauer zu widmen.

Den meisten gebildeten Menschen ist ohne weiteres klar, dass es ohne die Entstehung von Membranen niemals Leben in der heutigen Form hätte geben können. So konnten die ersten Zellen erst dann stabil sein und sich weiter entwickeln, als sie „gelernt” hatten sich von ihrer Umgebung mittels semipermeabler Doppelmembranen abzugrenzen und diese Grenzen auch zu verteidigen. Die natürliche Selbstorganisation in sogenannte Coazervate half der Evolution dabei diese extrem schwierige Hürde zu meistern. Mit dem kompliziert klingenden Begriff, der eigentlich nur „Zusammengehäuftes” bedeutet ist nicht viel mehr gemeint, als dass in einem komplexen Prozess letztlich abgegrenzte Gebilde entstehen, die selbst noch kein Leben darstellen, aber hinter deren „Schutzmembranen” das Leben überhaupt erst gedeihen kann. Der Prozess selbst läuft dabei in etwa folgendermaßen ab:

Stufe 1: Es findet eine Ausrichtung bestimmter Moleküle (Lipide) an Phasengrenzen statt (in der sogenannten „Ursuppe” war dies beispielsweise die Wasser-Luft-Grenze)

Stufe 2: Es bilden sich Mizellen, also kleine Klümpchen und Liposome

Stufe 3: Die auf diese Weise entstandenen Doppelmembranen werden

Stufe 4: durch die Auflagerung von Proteinen stabilisiert

Wie schon gesagt: Ohne diese Art primitive Grenze hätte es Leben nie gegeben und ohne die permanente Weiterentwicklung der Grenzmembranen sowie immer ausgefeilterer Methoden zu ihrer Verteidigung hätte sich das Leben auch nie aus seinen primitiven Anfangsstadien zu der Mannigfaltigkeit empor schwingen können, die wir heute beobachten. Gerade an Orten, welche beispielsweise geologisch temporär von anderen getrennt werden und der dort oft explosionsartigen Diversifizierung der Arten erkennt man die universelle und lebensnotwendige Bedeutung von Grenzen und Abgrenzung.

Da, wie wir gesehen haben, Lipide bei dem Prozess der Grenzbildung eine entscheidende Rolle spielen nennen wir das Ganze das Lipidprinzip, wobei Grenzprinzip auch passend wäre, aber durch populistisch-publikative Belastung des Begriffes „Grenze” hier nicht gewählt wurde.

Bevor wir nun dazu kommen zu erläutern, dass das Lipidprinzip noch viel grundlegender ist und nicht erst mit den ersten Zellen und dem Beginn des Lebens in das Universum kam, sondern dass dieses Prinzip das Universum überhaupt erst möglich machte, wollen wir einige typische Beispiel geben was passiert, wenn Grenzen gerissen werden.

Aus gutem Grund beginnt unsere Reise der Beispiele im Tierreich und mit etwas Aktuellem. In Australien lebt ein zur Familie der Beutelsäuger gehörender, höhlengrabender Pflanzenfresser mit dem Namen Wombat. Dieses Tier, welches bis zu 35 kg schwer werden kann, nähert sich fast unaufhaltsam dem Ende seiner Existenz als Art. Hierfür wird gerne der Klimawandel verantwortlich gemacht, aber in Wahrheit legte man den Grundstein seiner Ausrottung schon mit der Besiedlung des australischen Kontinents durch Europäer. Diese schleppten nämlich nicht nur Pflanzen ein, welche für den Wombat ungenießbar sind und die heimischen Gräser verdrängen, von denen sich der Wombat sonst ernährte, sondern auch Kaninchen. Mit ihrer sprichwörtlichen Fruchtbarkeit überschwemmten die Kaninchen bald die Lebensräume des bedauernswürdigen und leicht schwerfälligen Beutlers und nahmen ihm die nötigen Ressourcen. Während die Population beispielsweise der nördlichen Haarnasenwombats in einem sehr überschaubaren Zeitraum auf gerade mal noch hundert Exemplare zusammenschrumpfte, vermehrten sich die Kaninchen zügellos auf eine Zahl von mehreren Millionen.

Hier wurde also durch das Einreißen von Grenzen eine Art vernichtet (oder mehrere) bzw. zur baldigen Vernichtung freigegeben und nur ein Schelm der denkt, dass der Autor dieses Beispiel wegen der Kulleraugen der schädlichen invasiven Art wählte.

Das Römische Reich, so sind sich die meisten Historiker einig, wäre nie zerfallen, hätte es auch weiterhin sein Grenzen verteidigt und die eindringenden, kulturell primitiven Horden, der in Bewegung geratenen Randvölker abgewehrt.

Eine von Viren befallene Zelle ist dem Untergang geweiht, wenn der Parasit es geschafft hat sein Erbgut durch die Zellwand in das Innere der Zelle zu schleusen. Anschließend produziert die so gekaperte Zelle nur noch weitere Parasiten und stirbt letztlich vollends durch Zerplatzen und Freigabe der von ihr selbst geschaffenen Viren.

Nicht von ungefähr wird der Tod einer Zelle mit dem Zeitpunkt gleichgesetzt, dass deren Zellwand desintegriert.

All diese Beispiele zeigen eines deutlich: Es ist nicht nur Eigentum, welches Grenzen benötigt, auch das Leben selbst kann ohne Grenzen nicht sein. Dass diese Grenzen semipermeabel (halbdurchlässig) sein müssen ändert nichts daran, dass das Leben sie prinzipiell braucht. Im Gegenteil, es weist noch auf weitere essentielle Fakten hin:

• Das Leben lässt nur das über die Grenzen, was es braucht.
• Gelangen trotzdem Schadstoffe oder Schädlinge über die Grenze, vergiften, kapern oder schädigen sie die Zelle ganz allgemein.
• Grenzen müssen daher verteidigt werden und an diesem Punkt kennt das Leben keinerlei Grenzen.

Die Verallgemeinerung des Lipidprinzips

Das wahrhaft faszinierende am Lipidprinzip ist nun die Tatsache, dass dieses Prinzip nicht erst mit der Entstehung des Lebens in das Universum kam, sondern dass es bereits viel früher da war und Anwendung fand. De facto, so werden wir gleich sehen, hätte es das Universum gar nicht ohne Grenzen geben können und genau diesen Satz werden wir jetzt beweisen.

Ein Universum, in welchem Leben entstehen soll muss die Möglichkeit besitzen Informationen zu speichern.

Die erste Frage lautet also: Welche prinzipielle und allgemeinste Form muss, darf oder kann ein Universum haben, so dass es – irgendwie – Informationen zu speichern vermag?

Um diese Frage zu beantworten und zwar sehr allgemein zu beantworten, denn wir wollen ja möglichst keine Universen ausschließen, also auch keine, die uns womöglich sehr fremdartig erscheinen (um Himmelswillen, wir sind doch nicht universenfeindlich, also universophob), machen wir uns zunächst klar, dass ein solches x-beliebiges Universum aus Eigenschaften bestehen muss, welche zusammen einen Raum bilden. Das kann der Raum sein, den wir kennen, also mit x, y und z oder der Raum der Farben, der der Geschmäker oder was auch immer. Diese Eigenschaften können wir gut und gerne die Koordinaten des Raumes nennen. Wenn man in so einem Raum ein Stück Länge ds „messen” will, so muss man das mathematisch gesehen wie folgt tun:

(1)

Hierbei bedeuten die dx^k oder dx_k (k = i, j, m, n) kleine Längenstücke in Richtung der Koordinaten und g bezeichnet die Metrik, also ein Maß für die Krümmung des Raumes. Wir gehen hier davon aus, dass dem Leser die Grundlagen des Tensorkalküls bekannt sind und erklären die Begriffe nicht weiter. Es ist allerdings so, dass das Verständnis der Gleichungen auch nicht unbedingt zum Verständnis des Textes benötigt wird. Wie wir leicht sehen, gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten diese Längenstücke zu berechnen und das machen wir uns sofort zu Nutze und schreiben eine intelligente Null:

(2)

Mit dieser intelligenten Null kann man nun einige interessante Dinge anstellen um am Ende auszurechnen, welche prinzipiellen Eigenschaften die einzelnen Eigenschaften haben müssen, damit die Gleichung auch wirklich erfüllt ist. Das mag etwas verrückt klingen, denn eine Null sollte doch ohne große Mühe einfach immer nur Null sein, aber es scheint, als würde sich das Universum (egal welches) stets große Mühe geben das doch nicht ganz so einfach zu machen und als würde es obendrein die Null zu vermeiden gedenken, grad so, als ob es sie nicht mag (nullophopie). Diese Rechnung hat schon ein anderer für uns erledigt und in einigen Arbeiten publiziert. Am unterhaltsamsten findet der Autor die Arbeit [1]. Im Prinzip gibt es zwei grundlegende Lösungsmöglichkeiten. Während die eine auf ein konturloses Kontinuum führt und damit für ein strukturiertes, also „lebensfähiges” Universum unbrauchbar wäre, ergibt sich die andere Lösung nur in Form sogenannter Eigenwertlösungen

(3)

Hierbei haben wir uns einfach nur eine Koordinate, in diesem Fall x⁰, herausgepickt und einen Raum mit einer konstanten Metrik-Komponente g⁰⁰ angenommen. Wer mit komplizierteren Räumen rechnen möchte darf dies gerne tun. Doch er wird für unsere hiesigen Betrachtungen nichts Interessantes bzw. essentiell Neues finden. Entscheidend ist: Diese Lösungen sind Schwingungen und das ist gut für uns, denn mit Schwingungen kann man ausgezeichnet Informationen speichern,

WENN

man einzelne Schwingungsmoden gezielt ansprechen kann und diese sich hinreichend voneinander unterscheiden.

Nun kommt jedoch das Entscheidende: Klar unterscheidbare Moden bekomme ich nur, wenn ich in den Raum Grenzen einziehe. Um das zu sehen, brauchen wir uns nur eine dieser Schwingungslösungen von (3) herauszugreifen. Nehmen wir beispielsweise den Cosinus-Anteil aus einer Version der zweiten Zeile von (3), so stünde als Lösung für unsere universale Schwingung im x0- g00-Raum:

(4)

wobei ∏₀ einfach nur eine Konstante ist. Die gewünschten Grenzen ziehe ich nun erst einmal bei x⁰=±L ein und lege fest, dass dort keine „Bewegung” mehr stattfinden kann, was bedeutet, dass f (±L) = 0 ist. Diese Festlegung ist rein willkürlich und für unsere weitere Betrachtung ohne Belang. Ich könnte auch jede Menge andere Regeln an meiner Grenze festlegen, aber wichtig ist nur – wie das eigentlich auch für Grenzen gelten sollte – AN MEINER GRENZE GELTEN REGELN UND DIE SIND EINZUHALTEN!

Weil es sich aber einfacher arbeiten lässt, nehmen wir hier die Bedingung f (±L) = 0. Das führt aber automatisch zu:

(5)

und damit zum Ergebnis:

(6)

Nur die Schwingungsmoden mit Konstanten der Stufen

(7)

passen noch in unser begrenztes Raumstück.

Diese Rechnung kann man mit x-beliebig komplizierten Räumen ausführen, man erhält stets Schwingungen als Lösungen und kann in diesen Lösungen nur dann auch Informationen abspeichern, wenn man im Raum auch Grenzen hat und diese erhält.

Wie hat das nun unser Universum im Besonderen gemacht, d.h., wo sind da die Grenzen und wie sind diese überhaupt entstanden?

Nun, was wir bislang getan haben, war im Prinzip nichts anderes als Quantenmechanik. Diese hat uns gesagt, dass wir in einem beliebigen Eigenschaftsraum Schwingungen als Lösungen erhalten und wenn wir nun noch von irgendwoher Grenzen und Wälle hätten, dann könnte man mit Hilfe der Schwingungen Informationen speichern, d.h., erst dann könnte so ein Universum sich überhaupt entwickeln und womöglich auch einmal Leben und so merkwürdige Wesen wie uns hervor bringen.

Was uns zur Entstehung der Grenzstrukturen jedoch fehlt ist eine Kraft, welche solche Strukturen automatisch erzwingen würde. Genau diese Kraft jedoch findet man in der Allgemeinen Relativitätstheorie. Man muss nur das, was jetzt schon da ist, also den beliebigen Eigenschaftsraum und diese Schwingungen, die vorerst noch gleichmäßig, also kontinuierlich verteilt sind und wo man nichts drin speichern könnte, in die Einstein’schen Feldgleichungen hineinwerfen und schon rollen sich massenweise kleine Strukturen, ganz ähnlich den Coazervaten in der Ursuppe zusammen und bringen genau das hervor, was wir brauchen (zur Rechnung siehe [1]). Wenn man so will mussten sich also viele Male Coazervate bilden ehe sich überhaupt Leben hatte entwickeln können. Um nur die wichtigsten Stufen zu nennen:

a) bei der Entstehung des Universums um begrenzte Substrukturen zu formen und überhaupt erst einen „rechenbaren” Raum hervor zu bringen,
b) dann mehrmals bei der Entstehung von Galaxien, Sternen und Planeten um die nötigen Elemente zu formen,
c) dann tatsächlich in der Ursuppe.

Das „Lipidprinzip”, es musste viele Male greifen und mit ihm das Prinzip der Notwendigkeit von Grenzen, ohne welche es also letztlich nie eine Fortentwicklung, eine Evolution gegeben hätte.

Es erscheint evident, dass für die Entstehung von Kultur und Wohlstand ebenfalls Grenzen nötig sind und mit den hier aufgezeigten Methoden könnte man dies auch leicht mathematisch fassen. Ebenso evident ist natürlich, dass diese Grenzen zu respektieren und zu verteidigen sind.

Je klarer diese Logik jedoch hervorsticht, umso erstaunlicher erscheint die Macht-Hoch-die-Tür-die- Tor-macht-weit-Politik so mancher Volksvermögensverschenker, welche auf diese Weise eindeutig letzten Endes als wahre Volksvernichter entlarvt werden.

Nebenbei: Ein Vergehen an diesen grundlegenden Gesetzen ist also eine ganz universelle Dummheit und für diejenigen, welche hinter allem das Werk eines Gottes sehen wollen, ist es gar ein Verbrechen gegen Gott. Ja, genau genommen ist für gläubige Menschen eine solche „Dummheit” sogar ein dreifaches Verbrechen, nämlich:

A) Gegen die urgeschriebenen Gesetze Gottes
B) Gegen die ihnen von Gott gegebenen Talente (Gehirn)
C) Gegen die Schöpfung

Man sehe dabei allein auf die biblischen Strafen für das Vergehen B (Die Bibel Matthäus 25, 14-30) um eine Ahnung davon zu haben, wie grotesk die klassische Christenbotschaft doch vom Willkommens-Geschwafel hiesiger Kirchenobiger abweicht. Und da wundern sich diese wunderlichen Damen und Herren auch noch, wenn es inzwischen massenhaft Kirchenaustritte regnet. Aber wie gesagt, dies nur am Rande.

Information braucht Grenzen

So, nun haben wir gelernt, dass der Spruch von Prof. Sinn viel allgemeiner und grundlegender ist, als man gedacht hätte. Dabei ist es gleich, ob ich sage

„Eigentum braucht Grenzen”,

„Leben braucht Grenzen”,

„der rechen- und speicherfähige Raum braucht Grenzen”,

„Zivilisation braucht Grenzen”,

„Der Wombat braucht Grenzen”,

„Die deutschen Kinder brauchen Grenzen”,

„Europa braucht Grenzen”

…

oder was auch immer, alles, aber auch wirklich alles läuft stets auf die Aussage hinaus, dass Information Grenzen braucht und das dies so ist, haben wir gerade bewiesen.

Lieber deutscher Wombat,

es ist Zeit sich zu entscheiden! Höchste Zeit!

Die Gesetze des Universums, des Lebens, der Ökonomie sagen alle das Gleiche. Mathematisch gefasst ist es sogar das Selbe, aber wir wollen hier nicht kleinlich sein. Entscheidend ist nur die Lehre für dich, nämlich:

Entweder wirst du sterben oder du beginnst zu kämpfen und verteidigst deinen Lebensraum. Du erhältst entweder mit allen dir zur Verfügung stehenden Mitteln die Integrität deines Umfeldes und damit die Zukunft für deine Kinder und Enkel oder du wirst untergehen und sie mit dir.

Ja, es kann durchaus sein, dass du dabei auf das eine oder andere kulleräugige Kaninchen schießen musst (erst einmal mit Gummigeschossen womöglich), aber glaube mir,

• erstens ist deren Niedlichkeit stets nur eine solche im Auge des Betrachters,
• zweitens gibt es anderswo, also außerhalb deines Lebensraumes und deines Lebenshorizontes, noch mehr als genug davon,
• drittens ist deren Vermehrungsrate die sprichwörtliche der Karnickel und
• viertens ist die Alternative deine Vernichtung, die Auslöschung deiner Kinder, Enkel, deiner Kultur, deines Volkes.

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[1] N. Schwarzer: „Quantized Relativized Theology – Where is God?”, www.amazon.com/dp/B01M0XPXTT – Der Autor nannte diese Substrukturen „Friedmanns“, weil sie im Prinzip kleinen Friedmann-Universen ähneln.

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