Ray Kurzweil - Zusammenfassung The Singularity is Near PDF

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Summary

A radical and optimistic view of the future course of human development from the bestselling author of How to Create a Mind and The Age of Spiritual Machines who Bill Gates calls "the best person I know at predicting the future of artificial intelligence"

For over three decades, Ray Ku...

Description

Ray Kurzweil: Die Singularität ist nah

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Worin besteht diese Singularität? Es handelt sich um einen zukünftigen Zeitabschnitt in dem der technische Fortschritt so schnell und seine Auswirkungen so tief greifend sein werden, dass das menschliche Leben einen unwiderruflichen Wandel erfährt

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Kurzweil will im Buch aufzeigen, dass innerhalb weniger Jahrzehnte die Informationstechnik alles menschliche Wissen und Können erfasst, und letztendlich die Mustererkennungs-und Problemlösungsfähigkeiten sowie die emotionale und moralische Intelligenz des menschlichen Gehirns selbst erlangt haben wird

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Mit der Singularität werden wir die Grenzen unserer biologischen Körper und Gehirne überschreiten

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Befinden uns momentan in der frühen Übergangsphase, Exponentialtrend beginnt sich abzuzeichnen, kurz nach diesem Stadium kommt es zur Explosion

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Biologisches Denken und Dasein wird in der Singularität mit unserer Technik verschmelzen > danach gibt es kein Unterschied mehr zwischen Mensch und Maschine oder zwischen physikalischer und virtueller Realität

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Wichtigste Konsequenz der Singularität ist dass unsere Technik die Feinheit und Eleganz der höchsten menschlichen Fähigkeiten erreichen und schliesslich in den Schatten stellen wird

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Intuitiv-lineare Betrachtung: die meisten Leute nehmen an, dass die Entwicklung im derzeitigen Tempo weiterläuft, mathematisch gesehen sehen Exponentialkurven wie Geraden aus wenn man nur kleine Ausschnitte betrachtet, darum extrapolieren kluge Köpfe wenn sie über die Zukunft sprechen häufig den momentanen Fortschritt auf die nächsten zehn oder hundert Jahre

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Historisch-exponentielle Betrachtung: technischer Fortschritt ist exponentiell, Beschleunigung von Fortschritt und Wachstum, exponentielles Wachstum setzt nicht sofort ein sondern es beschleunigt mit der Zeit, man darf auch nicht die Auswirkungen einer bestimmten Entwicklung isoliert betrachten, als ob sich die restliche Welt nicht verändern würde

Die sechs Epochen 1

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Jedes Stadium der Evolution benutzt die Methoden zur Informationsverarbeitung, die aus dem vorherigen Stadium hervorgehen um das nächste zu erreichen, Singularität beginnt in Epoche 5 und dehnt sich in Epoche 6 von der Erde auf den Rest des Weltalls aus

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Epoche 5: Verschmelzung menschlicher Technik und Intelligenz o Verschmelzung des umfangreichen Wissens in unseren Köpfen mit der überragenden Kapazität, Geschwindigkeit und Vernetzung unserer Technik, Mensch-Maschinen-Zivilisation wächst über die Beschränkungen des menschlichen Gehirns mit seinen wenigen hundert Billionen lahmen Synapsen o Singularität wird viele unserer ältesten Probleme lösen und die menschliche Schaffenskraft ins Unermessliche steigern o Grundlegende Schranken der biologischen Evolution werden überstiegen und dabei die Intelligenz, die uns diese Evolution bescherte, bewahren und vermehren o Eröffnet aber auch neue Möglichkeiten für unseren Selbstzerstörungstrieb

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Epoche 6: Das Universum erwacht o Intelligenz beginnt Materie und Energie zu durchdringen > das gelingt ihr, indem sie Materie und Energie derart umgestaltet, dass sie ihre Denk-und Rechenfähigkeiten zu maximieren und über die Erde hinaus weiterzuverbreiten vermag

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Die Singularität ist nah

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Begriff kommt aus dem Englischen und bedeutet einzigartiges Ereignis mit einzigartigen Auswirkungen

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Mathematik übernahm das Wort um einen Wert zu beschreiben, der alle endlichen Schranken übersteigt, etwa wenn man eine Konstante durch eine Zahl teilt, die gegen Null geht

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John von Neumann erste Erwähnung der Singularität im Sinne eines Ereignisses, welches das Kontinuum der Menschheitsgeschichte zu zerreissen droht

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Singularität umfasst folgende Prinzipien, die im Verlauf des Buches beschrieben werden o Beispiele 

Maschinen können ihr Wissen extrem schnell kommunizieren, verglichen mit dem zwischenmenschlichen Austausch per Sprache

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Maschinen können einmal erlernte Fertigkeiten schnell und beliebig oft akkurat anwenden ohne müde zu werden

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Internet wird den Maschinen Zugriff auf das gesamte Wissen der Mensch-Maschinen-Zivilisation gewähren und sie werden es vollständig verstehen

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Etc.

Die neue Intelligenz steht weiterhin für eine menschliche Mensch-MaschinenZivilisation, das heisst die Maschinen werden menschlich sein, auch wenn sie nicht biologisch sind

Eine Theorie der technischen Evolution Das Gesetz vom steigenden Ertragszuwachs

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Singularität ist Folge des «Gesetzes vom steigenden Ertragszuwachs»

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Zunächst aber ein paar evolutionäre Prozesse

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Begriff Ordnung o Evolution schafft höhere Ordnung, was in der Regel- aber nicht immergrössere Komplexität mit sich bringt o Die Evolution von Leben und Technik wird immer schneller, denn sie wird angetrieben durch ihre eigene, immer höhere Ordnung und durch immer ausgefeiltere Methoden, Informationen zu speichern und zu verändern, Beispiel aus der biologischen Evolution: DNS, sie bietet ein sicheres Medium für den Bauplan des Lebens und den Ausgangspunkt für weitere Experimente

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Lebenszyklus eines Paradigmas o Durchläuft immer drei Phasen: langsames Wachstum (frühe exponentielle Phase), schnelles Wachstum (späte, explosive exponentielle Phase), Abflachen und Stagnieren, wenn das Paradigma ausgereift ist o Kurve über alle drei Phasen sieht aus wie ein «S»  typisch für biologisches Wachstum o Theorie des Punktualismus besagt, dass in der natürlichen Evolution wechseln sich plötzliche, rasche Veränderungen mit längeren Phasen relativer Stagnation ab o In der dritten Phase im Lebenszyklus baut sich ein gewisser Druck auf in Richtung eines Paradigmenwechsels > im Fall der Technik heisst das, dass

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vermehrt Forschungsfelder in die Entwicklung des nächsten Paradigmas fliessen, Beispiel: bereits jetzt an dreidimensionalen Molekularchips geforscht obwohl man die Transistoren auf flachen Halbleiterchips noch mindestens ein Jahrzehnt lang weiter verkleinern kann o Ressourcen der Evolution sind relativ unbegrenzt 

Eine Ressource ist z.B. Ordnung > jede Stufe schafft mächtigere Werkzeuge für die nächste Stufe: die DNS ermöglichte bessere und schnellere evolutionäre Experimente

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Andere ist das «Chaos», liefert die Vielfältigkeit in der die Evolution leistungsfähigere und effizientere Lösungen findet  z.B. Durchmischung und Neukombinationen von Genen durch sexuelle Reproduktion, Mutationen, Umweltveränderungen

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Wenn man die Dauer der Epochen anschaut, so sehen wir, dass sie Teil eines kontinuierlich beschleunigenden Vorgangs sind > das heisst nicht, dass keine biologische Evolution mehr stattfindet sondern nur dass sie nicht mehr das Tempo bestimmt, in dem die Ordnung zunimmt

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Weitsichtige Evolution

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Zunahme von Ordnung und Komplexität im Laufe der Evolution hat viele Auswirkungen, auch auf den Wahrnehmungsradius > erste Lebensformen konnten nur in wenigen Millimetern Entfernung Vorgänge registrieren, seit der Erfindung des Teleskops blicken Menschen in Millionen von Lichtjahren entfernte Galaxien und entdecken andererseits durch das Mikroskop die Welt der Zellstrukturen

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Mit jedem neuen Jahrzehnt dauert das Aufkommen eines neuen Paradigmas nur noch halb so lang, aufgrund dessen wird der technische Fortschritt im 21. Jahrhundert dem Fortschritt von zweihundert Jahren im Tempo des Jahres 2000 entsprechen

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Lebenszyklus einer Technik o Vorlaufszeit: Ausgangskomponenten einer Technik stehen bereit und manch einer träumt vielleicht bereits davon die Teile zusammenzusetzen o Erfindung: Erfinder kombiniert vorhandene Methoden auf eine neue Weise um eine neue Technik in die Welt zu setzen

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o Entwicklungsphase: die Erfindung wird von einigen begeisterten Paten geschützt und unterstützt o Ausreifung: Technik entwickelt sich noch weiter aber führt ein Eigenleben und ist ein fester Bestandteil der Gesellschaft o Unrechtmässige Thronanwärter: Emporkömmling droht die altehrwürdige Technik zu verdrängen o Lebensabend: Niedergang der Technik während ihr ursprünglicher Sinn und Zweck von einem rüstigeren Konkurrenten erfüllt wird o Technik ist nur noch eine Antiquität (z.B. Pferdekutsche)

Das Moore’sche Gesetz und mehr

o Es gibt ein breites Spektrum an Techniken, die dem Gesetz vom steigenden Ertragszuwachs unterworfen sind o Berühmtester Expontentialtrend ist das Moore’sche Gesetz o Mitte der 1970er stellte Gordon Moore fest, dass es alle 24 Monate gelang doppelt so viele Transistoren auf einen Chip zu quetschen > dass die Elektronen dadurch auch kürzere Wege zurücklegen, bedeutet einen weiteren Schub für die Rechenleistung > exponentielle Steigerung des Preis-Leistungs-Verhältnisses und ist viel schneller als die besprochene Verdopplung der Häufigkeit von Paradigmenwechseln alle 10 Jahre o Das Gesetz wird manchmal auch «self-fulfilling prophecy» genannt > Konzerne organisieren Forschung und Entwicklung dementsprechend, dass sie die Prognosen erfüllen, expontentielle Entwicklungen gibt es aber auch jenseits des Gesetzes, nämlich in praktisch jedem technischen Bereich und jeder Messgrösse, die mit Information zu tun hat o Moore’sche Gesetz ist nicht das erste Paradigma der Computertechnik und auch nicht das letzte (es ist das 5.), sobald das Ende der S-Kurve erreicht ist und das Gesetz an Gültigkeit verliert, wird das 5. Paradigma das Wachstum weitertragen: dreidimensionale Molekularschaltungen o Gesetz beschränkt sich ausschliesslich auf die Transistoranzahl auf einer bestimmten Mikrochipfläche und wird manchmal auch anhand der Transistor-Strukturgrösse ausgedrückt 6

DNS-Sequenzierung, Speicher, Kommunikation, das Internet und Miniaturisierung

o Auch in anderen Gebieten finden wir das exponentielle Wachstum: DNSSequenzierung, Kommunikation, Gehirnscans etc. o Das künftige GNR-Zeitalter (Genetik, Nanotechnik, Robotik) beruht nicht nur auf einer exponentiellen Explosion von Computerleistung, sondern auf dem synergetischen Zusammenwirken unzähliger ineinandergreifender technischer Innovationen, jeder beliebige Abschnitt ist eine Geschichte von Erfolg und Scheitern, ein menschliches Drama von Innovation und Wettbewerb o Noch explosiver als die Informationsverarbeitung und -speicherung ist die Informationsübertragung > Glasfaseroptik, optical switching, elektromagnetische Technik und andere Faktoren, weg vom Kabelsalat hin zur drahtlosen Kommunikation, deren Leistungsfähigkeit sich alle zehn bis elf Monate verdoppelt

o Weitere Entwicklung ist die Miniaturisierung > alle möglichen elektronischen und mechanischen Bauteile werden exponentiell kleiner, derzeit alle zehn Jahre um einen Faktor vier in jeder Dimension, Miniaturisierung ist die treibende Kraft hinter dem Moore’schen Gesetz, findet jedoch bei allen Arten von elektronischen Systemen statt, z.B. bei Magnetspeichern

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o o Genetische Algorithmen sind ein Ansatz der «schwachen KI», das heisst, sie erzeugen Systeme, die eine ganz bestimmte Aufgabe erfüllen, die bislang menschliche Intelligenz erforderte

Die Singularität als Wirtschaftsprinzip

o Das Gesetz vom steigenden Ertragszuwachs ist streng genommen reine Ökonomie  Modelle ignorieren Rechenleistung, Speicherkapazität, Bandbreite, Miniaturisierung, geistiges Wachstum, Wissen etc. > der Wachstumsdruck des freien Marktes ist die treibende Kraft hinter der technischen Entwicklung und dem Gesetz vom steigenden Ertragszuwachs, Wachstumsdruck ist das Pendant zur natürlichen Auslese in der biologischen Evolution o Globale Wirtschaftswachstum wird immer wie schneller und die Produktivität (Wirtschaftsleistung pro Arbeiter) ist ebenfalls exponentiell gewachsen, damit verbunden ist auch die gestiegene Qualität von Produkten und Service, z.B. Sicherheit, Zuverlässigkeit und Ausstattung eines Autos werden mit der Zeit immer wie besser o Aber wie bemisst man den Wert frei verfügbarer Online-Enzyklopädien und Suchmaschinen, die uns Zugang zum Wissensschatz der Menschheit gewähren?

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o Ökonomen fürchten sich vor einer Deflation > Sorge, dass die Wirtschaft schrumpft, wenn die Konsumenten ihre Bedürfnisse für weniger Dollars erfüllen können, aber hier machen sie die Rechnung ohne die Unersättlichkeit der Konsumgesellschaft o Heutige Deflation folgt aus der rapiden Produktivitätssteigerung und dem in jeglicher Hinsicht wachsenden Informationswesen o Der immer bessere Zugang zu Informationen verändert auch Machtverhältnisse: immer mehr Patienten betreten die Arztpraxis bereits mit detailliertem Wissen über ihren Befund und die Therapieoptionen, Websiten wie eBay bringen in noch nie da gewesener Weise Käufer und Verkäufer zusammen o «Gegen Ende des Jahrzehnts werden Computer als physische Einzelobjekte verschwinden. Sie werden ersetzt durch Brillendisplays und in Kleidung verwobene Elektronik – und ein völliges Eintauchen in die virtuelle Realität ermöglichen.» o Das langfristige Wirtschaftswachstum zeugt von neuen Formen und Ebenen von Wert und Wohlstand, die zuvor nicht existierten oder zumindest keinen nennenswerten Teil der Wirtschaft ausmachten, neue Materialien aus Nanopartikeln, genetische Informationen, geistiges Eigentum, Kommunikationsportale, Webseiten etc.  Sektor Informationstechnik macht einen immer grösseren Teil der Wirtschaft aus und hat immer mehr Einfluss auf alle anderen Bereiche

Wann Computer die Rechenkapazität des Menschen erreichen Das sechste Paradigma der Rechnertechnik: Dreidimensionale Molekularchips und neue Berechnungsmethoden

o Der Übergang zum 3-D-Molekularcomputer o Vorboten des 6. Paradigmas sind Nanoröhren und Nanoröhrenchips, Quantencomputer etc. o Konstruktion drei-dimensionaler Schaltungen mit «konventioneller» SiliziumLithografie > hat mehr Kapazität und spart somit Platz, verringert auch die Bit-Kosten o Nanoröhren bleiben Spitzenreiter o = dreidimensional angeordnete Moleküle, die als Speicherbausteine oder Logikgatter dienen o Rechnen durch Moleküle 9

o Durch neuste Fortschritte in Elektronik, Physik und Chemie kann die Idee mit Molekülen zu rechnen konkrete Gestalten annehmen o Hoffnungsträger sind «Rotaxane»: Moleküle mit einer Ringstruktur, die verschiedene energetische Zustände annehmen können o Selbstanordnung o = anstatt die Anordnung von mehreren Billionen Komponenten zentral zu steuern, organisieren sich diese autonom aus, Computerschaltkreise könnten dadurch in grossem Stil im Reagenzglase zusammengemixt werden, Milliarden teure Fabriken wären nicht mehr nötig o Natur-Emulation o Ein Projekt ist auf Prionen basierende Konstruktion von selbstreplizierenden Nanodrähte o Ultimatives selbstreplizierende Bio-Molekül ist die DNS, seit Jahren versuchen Forscher die DNS-Selbstanordnung auszunutzen, um Proteine oder andere Moleküle nach Schablonen anzuordnen o Rechnen durch DNS o DNS ist der nanogefertigte Computer der Natur o Spintronik o Spin = wenn sich elektrische Ladungen bewegen, erzeugen sie ein ganz reales und messbares magnetisches Feld, ein Elektron kann in zwei Richtungen rotieren («nach oben» und «nach unten») und diese Eigenschaft können wir für logische Schaltungen oder zum Kodieren von Speicherbits verwenden o Das spannende dabei ist, dass ein Umschalten des Spins von Elektronen keinerlei Energie braucht > also ist es möglich die Effizienz von Supraleitung bei Raumtemperatur zu erreichen und mehrere Eigenschaften eines Elektrons können gleichzeitig genutzt werden was natürlich die Speicher-und Berechnungsdichte erhöht o Heilige Gral der Spintronik ist daher die Nutzbarmachung spintronischer Effekte in Halbleitern, denn eine solche Technik wäre gleichzeitig für Speicher und Logik einsetzbar  2004 realisiert o Spintronik spielt sicher eine wichtige Rolle in der Zukunft bei Computerspeicher und logischem Systemen o Rechnen durch Licht 10

o Bündel von Laserstrahlen, deren Photonensequenzen Informationen kodieren o Quantencomputer o Basieren auf Quibits, jedes Quibit ist durch eine quantenmechanische Eigenschaft eines Teilchens dargestellt, zum Beispiel durch den Spin eines Elektrons o Ein solches Gerät wäre leistungsfähiger als jeder DNS-Computer oder jeder andere Rechner, aber es gibt zwei Einschränkungen: o sind nur auf bestimmte Probleme anwendbar (wie DNS-und Licht-Computer), die einfach sind um Lösungen auf Korrektheit zu prüfen, z.B. Faktorzerlegung: dabei gilt es kleine Zahlen zu finden, die multipliziert eine bestimmte grosse Zahl ergeben, selbst mit massiver Parallelisierung können digitale Computer derzeit keine Zahlen mit mehr als 512 Bits faktorisieren, viele Verschlüsselungsverfahren beruhen auf dieser Tatsache und wären mithilfe von Quantencomputern leicht zu knacken o Leistung eines Quantencomputers ist von der maximalen Anzahl verschränkbarer Qubits abhängig, es ist kompliziert die Anzahl von Qubits zu vergrössern

Die Rechenkapazität des menschlichen Gehirns

o Heimcomputer erreichen derzeit 109 cps, auf 1016 cps schaffen sie erst ca. 2025 o Momentan liegen 99% der Rechenkapazität aller Computer im Internet brach > eine effektive Nutzbarmachung dieser Kapazitäten könnte eine weitere Preis-LeistungsSteigerung bedeuten > anzunehmen, dass man 2020 einen Computer für 1000 Dollar bekommt, der über die Kapazität eines menschlichen Gehirns verfügt (was die reine Rechenleistung betrifft) o Die für eine Gehirn-Emulation nötige Hardware wird um 2020 für 1000 Dollar erhältlich sein, natürlich wachsen auch in diesem Zeitraum Preis-Leistung, Kapazität und Leistung der Hardware exponentiell weiter, darum entspricht die Hardware für tausend Dollar im Jahr 2030 bereits einem ganzen Dorf von Menschenhirnen usw. o Sechstes Paradigma zeichnet sich bereits ab: Berechnung auf molekularer Ebene in drei Dimensionen 11

o Reversible Berechnung: die Software kann nicht rückwärts ablaufen, nach jedem Programmschritt werden die Ausgangsdaten verworfen, teils gelöscht, und das Ergebnis wird an den nächsten Schritt übergeben, werden keine Zwischenergebnisse festgehalten, da diese unnötig Speicher belegen würden > das Löschen von Daten erzeugt Wärme und kostet Energie, denn jedes Mal wenn ein Bit verloren geht, muss die Information irgendwohin, wird an die Umgebung abgegeben und erhöht dort die Entropie und die Umgebungstemperatur steigt o Wenn wir jedoch die Bits der Ausgangsdaten eines Programmschritts nicht löschen, sondern innerhalb des Computers an einen anderen Ort verschieben, so werden sie nicht an die Umgebung abgegeben, erzeugen keine Hitze und ihre Energie bleibt erhalten, Idee: alle Zwischenergebnisse behalten, damit man am Ende den Algorithmus am Ende zurückspulen kann und wieder beim Ausgangspunkt landet ohne Energie oder Wärme verbraucht zu haben und man hat das Ergebnis trotzdem berechnet o Berechnungsprozesse – das Fundament zukünftiger Technik und (in der Singularität) letztlich aller wichtiger Vorgänge auf der Welt- benötigen scheinbar keine Energie! o Rechenkapazität steigt mit der verfügbaren Energie > je mehr Atome, desto mehr Energie und Berechnung o Konzept für massiv parallele, reversible Berechnung ist Eric Drexlers Nanocomputer, bestehend aus winzigen Kohlenstoffstäbchen > Berechnung geschehen durch Verschiebung der Stäbchen, die anschliessend durch eine Federung automatisch in ihre ursprüngliche Position zurückgebracht werden, wodurch der Prozess reversibel ist, das Gerät hat genug Prozessoren um hunderttausend Gehirne in einen Kubikzentimeter zu simulieren o Kurzweil setzt das Datum der Singularität auf 2045, die nichtbiologische Intelligenz, die dann geschaffen werden wird, wird eine Milliarde Mal leistungsfähiger sein als die gesamt...