VIDEOSPIELE: Wie die WISSENSCHAFT das GAME DESIGN prägt

Im Jahr 2011 gelang es Spielern ohne wissenschaftliche Ausbildung mit einem Videospiel, innerhalb von drei Wochen ein Problem der Strukturbiologie zu lösen, das die Forscher zehn Jahre lang vor ein Rätsel gestellt hatte. Das Spiel hieß Foldit, und die Teilnehmer mussten Proteine virtuell „falten“, um ihre endgültige Form zu finden, und so dazu beitragen, die Mechanismen von Krankheiten wie Alzheimer oder Ebola zu entschlüsseln. Es klingt nach Science-Fiction, ist aber das Zeichen einer radikaleren Wahrheit: Modernes Game Design entsteht nicht nur aus Kreativität, sondern aus der Verbindung mit der Wissenschaft – und oft lernt die Wissenschaft mehr aus dem Spiel, als wir uns vorstellen. Wir sind es gewohnt, Videospiele als reine Unterhaltung zu betrachten: Grafik, Geschichten, Herausforderungen, Flucht. Aber diese Sichtweise ist kurzsichtig. In Wirklichkeit basiert jeder Erfolg im Gaming auf einer überraschenden Menge an physikalischen Gesetzen, Mathematik, Akustik, künstlicher Intelligenz und statistischen Modellen. Und die Beziehung zwischen Wissenschaft und Videospielen war von Anfang an eng: Das erste Videospiel der Geschichte, Tennis for Two, wurde 1958 von Physikern des Brookhaven-Labors geschaffen, um der Öffentlichkeit die Wissenschaft zu zeigen. Es war nicht zur Unterhaltung gedacht, sondern als Instrument zur Verbreitung: ein Ball, der ein Oszilloskop durchquert, um die Leistungsfähigkeit der neuen Recheninstrumente zu demonstrieren. Doch von Anfang an war die Versuchung, mit den Maschinen zu spielen, unwiderstehlich. David Louapre, ehemaliger wissenschaftlicher Direktor von Ubisoft, erzählt, dass viele der ersten Informatiker im Grunde neugierige Kinder waren: Sobald sie konnten, verwandelten sie sehr teure Maschinen in Prototypen von Videospielen, wie es bei Spacewar! der Fall war, einem Kampf zwischen Raumschiffen, der in den 1960er Jahren auf den Mainframes der Universitäten entstand. Der Astrophysiker Roland Lehoucq erinnert sich hingegen an das erste Mal, als er Pong bei einem Freund auf einer alten Thomson-Konsole ausprobierte: „Es war ein vereinfachtes Tennisspiel, aber dahinter steckten dieselben physikalischen Regeln, die ich im Labor erklärt habe.“ Aber die Wissenschaft in Videospielen beschränkt sich nicht auf die Newtonsche Physik. Mit dem Aufkommen der dritten Dimension und der realistischen Grafik haben die technischen Grenzen geniale Lösungen erzwungen: Ein modernes Spiel aktualisiert alle 16 Millisekunden Millionen von Pixeln und berechnet Reflexe, Schatten, Bewegungen, Kollisionen und Flüssigkeiten. Um beispielsweise Wasser zu simulieren, kann man die komplizierten Navier-Stokes-Gleichungen nicht wirklich lösen: Man nimmt Abkürzungen, fälscht die Daten, verwendet grafische Tricks, die die Illusion echter Physik erzeugen. Wenn die Oberfläche jedoch glaubwürdig erscheint, fühlt sich der Spieler in die Welt eingetaucht und vergisst den Unterschied. Es ist die gleiche Logik wie in der Science-Fiction, sagt Lehoucq: Es spielt keine Rolle, ob alles wahr ist, wichtig ist, dass es plausibel ist, dass die Intuition des Benutzers respektiert wird. Ein perfektes Beispiel ist Outer Wilds, ein Spiel aus dem Jahr 2019, in dem das virtuelle Sonnensystem so konzipiert wurde, dass es wirklich den Kepler-Gesetzen folgt: Wenn du ein Objekt mit der richtigen Geschwindigkeit wirfst, kannst du sehen, wie es in die Umlaufbahn eintritt, genau wie Newton es sich mit seiner „Kanone vom Berg“ vorgestellt hat. Lehoucq hat die Umlaufbahnen der Planeten gemessen und bestätigt: „Das Verhältnis zwischen dem Kubikwert der großen Halbachse und dem Quadrat der Periode ist konstant, genau wie es die Physik verlangt.“ Aber die Simulation ist nie vollständig. Nehmen wir Mario, der springt: Er fällt langsamer, als er aufsteigt, und du kannst den Fall mit dem Joystick steuern. In der realen Welt unmöglich, aber notwendig, damit das Spiel Spaß macht und zugänglich ist. In 2D kann man leicht schummeln. Mit dem Übergang zu 3D müssen die Physik-Engines jedoch immer realistischer werden und gleichzeitig Raum für kreative „Tricks“ lassen, die das Gameplay angenehm machen. Auch der Sound ist ein wissenschaftliches Labor. Am Anfang zwang der reduzierte Speicher dazu, alles mit Rechteckwellen zu synthetisieren, wodurch dieser 8-Bit-Sound entstand, der ikonisch geworden ist. Heute nutzt die Echtzeit-Soundgenerierung Algorithmen, die Entfernung, Materialien und Hindernisse simulieren, um dem Spieler grundlegende räumliche Hinweise zu geben: Denke an Rainbow Six, wo das Verstehen der Position eines Feindes anhand des Geräusches den Unterschied zwischen Sieg und Niederlage ausmacht. Aber die interessanteste Umkehrung kommt erst heute: Die Wissenschaft nährt nicht nur Videospiele, sondern beginnt, Videospiele zu nutzen, um neue Ergebnisse zu entdecken. Foldit ist nur eines von vielen Beispielen für gamifizierte „partizipative Wissenschaft“. Und dieselben Rendering-Technologien für Spiele – die GPUs – sind jetzt das Herzstück der künstlichen Intelligenz und beschleunigen die Berechnung neuronaler Netze und generativer Modelle. In der Praxis sind Videospiele zu einem gigantischen verteilten Labor geworden: Jedes Spiel, jede Entscheidung, jeder behobene Fehler ist auch ein Fortschritt in der wissenschaftlichen Forschung, oft ohne dass wir es bemerken. Und während die neuen generativen KIs beginnen, Dialoge zu schreiben, Verhaltensweisen zu erstellen und sogar bei der Programmierung von Spielen zu helfen, wird die Grenze zwischen Wissenschaft und Unterhaltung immer dünner. Zusammenfassend: Videospiele sind nicht der Feind der wissenschaftlichen Kultur, sondern ihr effektivstes und zugänglichstes Übungsfeld. Sie sind nicht nur eine Möglichkeit, sich abzulenken, sondern auch eine Möglichkeit – vielleicht die mächtigste, die wir heute haben –, zu lernen, ohne es zu merken, und sogar neues Wissen zu produzieren. Wenn du dachtest, dass Game Design nur aus Kunst und Fantasie besteht, dann solltest du wissen, dass jeder Sprung von Mario, jede Welle im Meer von Zelda, jede Umlaufbahn in Outer Wilds auch eine Lektion in Physik, Mathematik und Neurowissenschaften ist. Auf Lara Notes gibt es eine Geste, die du nirgendwo anders findest: I'm In. Es ist kein Herz, es ist kein Daumen nach oben. Es ist deine Erklärung: Diese Idee gehört jetzt dir, denn das nächste Videospiel, das du ausprobierst, wird dir auch wie ein kleines wissenschaftliches Labor vorkommen. Und wenn du morgen jemandem erzählst, dass die Foldit-Spieler echte Biologen geschlagen haben, kannst du das auf Lara Notes mit Shared Offline markieren: So weiß die Person, die bei dir war, dass dieses Gespräch wirklich wichtig war. Diese Note stammt von France Culture und erspart dir 49 Minuten Hörzeit.