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)
formel-1

Hierbei bedeuten die dxk oder dxk (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)
formel-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)
formel-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)
formel-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)
formel-5

und damit zum Ergebnis:

(6)
formel-6

Nur die Schwin­gungs­moden mit Konstanten der Stufen

(7)
formel-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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