Nova Acta Leopoldina Band 110 Nummer 377

schränktem Maße, d. h., dieselben molekularen Bausteine haben oft verschiedene und sehr unterschiedliche Funktionen. Entwurfsplanung: Für den rationalen Entwurf ist die sorgfältige Entwurfsplanung eine we- sentliche Vorbedingung. Ungeplante Entwürfe haben für den Menschen als Entwerfer mehrere gravierende Nachteile. Erstens lassen sie sich nicht mit den zur Verfügung stehenden eng be- grenzten Entwurfsressourcen fertig stellen. Zweitens, und vielleicht noch wichtiger, kann das Ergebnis eines ungeplanten Entwurfes in der Regel nicht verstanden werden. Das Verständnis des Entwurfsergebnisses ist aber eine klare Vorbedingung für jeden rationalen Entwurf. Man stelle sich nur einmal die Reaktion des Vorgesetzten vor, der mit dem Ergebnis eines unge- planten Entwurfes konfrontiert wird, der folglich auch nicht verstehbar, nicht testbar und nicht diagnostizierbar ist. Evolutive Entwürfe der Natur sind jedoch, nach allem was wir erkennen können, ungeplant. Sie entstehen durch eine lange Kette von aneinandergereihten kleinen Modifikationen, über deren Erfolg jeweils die momentane Auslese (Selektion) durch die Umwelt entscheidet, die ihrerseits komplex, unstrukturiert und nicht analytisch verstehbar ist. Auf der anderen Seite verlangt die Natur auch nicht nach verstehbaren Entwürfen. Abb. 1 (A) Rationaler Entwurf (Computerchip1 ). (B) Evolutiver Entwurf (Signalpfad für programmierten Zelltod2 ) Optimierungsziel: Das Optimierungsziel des rationalen Entwurfs ist in der Regel wirtschaft- licher Natur. Der Entwickler eines Computerchips optimiert z. B. explizit mit mathematischen Methoden oder implizit durch eine teilweise informelle Herangehensweise eine Zielfunktion, in die Beiträge wie Entwicklungskosten, Fertigungskosten, Testbarkeit, Leistungsaufnahme, Robustheit und Langlebigkeit des Chips, aber auch so schwer fassbare Aspekte wie Platzier- barkeit am Markt, Kundenbindung etc. eingehen. Die Zielfunktion ist in ihrer Gänze in der Regel schwer zu fassen und quantitativ auch gar nicht explizit gegeben. Mathematische Op- Nova Acta Leopoldina NF 110, Nr. 377, 11–44 (2011) Thomas Lengauer 14 A B 1 Von http://en.wikipedia.org/wiki/Integrated_circuit. 2 Pfaddiagramm reproduziert mit freundlicher Genehmigung von Cell Signalling Technology, Inc. (www.cellsig- nal.com).