Existenz im Sinne der Natur

   


Ist Information eine Grundgröße der Natur?

   


Zur Natur der Raumzeit

   





D i s k u s s i o n


  Beitrag 2009-78
Statt ( Zeit, Länge, Masse ) besser ( Zeit, Geschwindigkeit, Energie)

 
 
Bauhof in 2009-73:
Grtgrt in 2009-71:
 
FRAGE an alle: Kann mir jemand ein physikalisches Gesetz nennen, in dessen mathematischer Formulierung die Lichtgeschwindigkeit c irgendwie anders auftritt als nur in Form eines Quotienten v/c, wo v für die Geschwindigkeit eines bestimmten physikalischen Objekts steht?

Hallo Grtgrt,

E2 = (p•c)2 + (m•c2)2 ; mit p = Impuls
Auf was willst du hinaus?

M.f.G. Eugen Bauhof


Hallo Eugen,
Hallo Stueps,

meine Frage war falsch gestellt. Was ich wirklich fragen wollte war:

Kann mir jemand ein physikalisches Gesetz nennen,
in dessen mathematischer Formulierung die relativistische Geschwindigkeit v eines bestimmten physikalischen Objekts
in irgend einer anderen Form auftritt als in der Form v/c, wo c die Lichtgeschwindigkeit bezeichnet?


So gestellt — das fällt mir eben jetzt auf — weiß ich selbst sogar die Antwort: Sie lautet NEIN ( denn es ist ja stets v = (v/c)c ).


Nun zu Eugens Frage, worauf ich damit hinaus wollte:

Die Größe eines physikalischen Objekts wird üblicherweise über 3 Grundgrößen spezifiziert. Sie sind


Zeit (als Vielfaches von Sekunde)   —   Länge (als Vielfaches von Meter)   —   Masse (als Vielfaches von Kilogramm)



Dazu äquivalent wäre das Grundgrößensystem

Zeit (als Vielfaches von 1 sec)   —   Geschwindigkeit (als Vielfaches von c)   —   Energie (als Vielfaches von 1 eV)



Da c und eV "Naturkonstanten" sind, braucht der Mensch dann nur noch festzulegen, was er unter 1 sec verstehen möchte.

Mit anderen Worten: Begriffe wie Meter oder Joule sind gar nicht notwendig (bzw. sind einfach nur Namen, mit denen der Mensch bestimmte Vielfache von ( c sec ) bzw. von 1 eV bezeichnet. Die festzulegen ist er natürlich frei, und so definiert er gegenwärtig 1 m = ( c/299 792 458 ) sec.

Nach heute gültiger Konvention versteht man unter 1 sec die Periode einer Mikrowelle, die mit einem ausgewählten Niveauübergang im Caesiumatom in Resonanz ist. Daher wird sie als Atomsekunde bezeichnet. Atomuhren basieren auf der Messung dieses Übergangs.

Spannende Frage wäre jetzt:

Ist das wirklich auch aus Sicht der Natur die natürlichste Wahl für eine Grundgröße der Zeit?

Oder haben wir die erst noch zu entdecken?


 

  Beitrag 2009-81
-

 
 
Stueps aus 2009-79:
Grtgrt aus 2009-78:
Spannende Frage wäre jetzt:

Ist das wirklich auch aus Sicht der Natur die natürlichste Wahl für eine Grundgröße der Zeit?

Hallo Gebhard:

... m.E. wäre die natürlichste Wahl die Planck-Zeit.

Grüße


Hi Stueps,

in Planck-Zeit findet sich zwar eine konkrete Formel für die Planck-Zeit, aber es steht dort auch, dass es sich dabei um eine "Abschätzung" handelt.

Ferner steht dort

"Die Planck-Zeit ... beschreibt das kleinstmögliche Zeitintervall, für das die bekannten Gesetze der Physik gültig sind".


Die erste dieser beiden Aussagen suggeriert mir, dass die Natur die Planck-Zeit (und z.B. auch die Planck-Länge) nicht genau, sondern nur ihrer Größenordnung nach definiert sind.

Noch genauer: Nicht die Natur definiert die Werte von Planck-Zeit, Planck-Länge, usw. sondern unsere Modelle zusammen mit unserer Vorstellung von "Modell macht hinreichend genaue Aussagen bis hin zur Größenordnung ..." tun das.

Was ich sagen will ist: Es ist ein bisschen Geschmackssache, was man als "hinreichend genaue Aussagen" einstuft, und es ist zeitabhängig, was wir als "unsere besten Modelle" der Natur verfügbar haben, und deswegen ist die Planck-Skala eher nur eine Größenordnung denn eine wohldefinierte Naturkonstante.

Beste Grüße,
grtgrt
 

  Beitrag 2009-107
Seit 1983 ist die Lichtgeschwindigkeit Basis aller Längenmaße

 
 
Henry aus 2009-103:
 
ES WURDE NICHT DER BETRAG DER LICHTGESCHWINDIKGEIT FESTGESETZT, SONDERN DER WERT IST DIE DEFINTION FÜR EIN METER!


Bauhof aus 2009-104:
Hallo Henry,

ist das nicht nur Wortklauberei?
Wenn der Wert von c mit Hilfe der Strecke von einem Meter definiert wurde, dann ist das doch nur die operative Beschreibung einer Festsetzung. Wo siehst du da einen Unterschied in der Ausdrucksweise? Bist du zufrieden, wenn ich schreibe, der Wert der Lichtgeschwindigkeit ist exakt definiert zu c = 299 792 458 m/s ?

M.f.G. Eugen Bauhof

Henry aus 2009-106:
 
Hallo, Eugen und auch E...!

Ich hab es nicht glauben wollen und halte meine Argumentation immer noch für richtig, aber Fakt ist wohl, dass der Wert von c TATSÄCHLICH festgelegt wurde!

http://de.wikipedia.org/wiki/Boulder-Gruppe

Das überrascht mich doch sehr! Immerhin kann man sagen, dass es abweichende Messungen gibt, aber die sind äußerst gering und man hat sich wegen des Bezugs zum Meter so entschieden. Nun ja, sorry dafür!

An alle:

Die Gleichung c = 299 792 458 m/s ist ganz klar eine Definition des Meters (und das schon allein deswegen, weil nicht der Mensch, sondern die Natur die Größe der Lichtgeschwindigkeit bestimmt).

Und genau so verstehe ich auch den Artikel der Boulder-Gruppe, auf den Henry hinweist. Im letzten Satz seines Abschnittes "Das Ende der Messung der Lichtgeschwindigkeit" steht dort ja sogar explizit, dass die Definition des Meters abgeändert wurde.

Sollte die Lichtgeschwindigkeit also über die Zeit hinweg leicht schwanken, ändert das nichts an der Zahl 299 792 458. Es schwankt dann lediglich die Länge des Meters.

Gruß, grtgrt

 

  Beitrag 2009-110
-

 
 
Henry aus 2009-108:
 
Auf der 17. Generalversammlung für Maß und Gewicht im Jahr 1983 wurde die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum auf c = 299.792.458 m/s definiert.

Dieser krumme Wert wurde gewählt, um eine möglichst geringe Abweichung vom Urmeter zu haben. (Auszug aus eben jenem Artikel im Wikipedia)

 

Hallo Henry,

da drückt sich Wikipedia einfach nur ungenau aus. Statt "Lichtgeschwindigkeit" ist die "Darstellung der Lichtgeschwindigkeit als Vielfaches von m/s" gemeint.

Und wenn Du's mir immer noch nicht glauben solltest, dann lies bitte die Original-Veröffentlichung der Boulder-Group. Es wird dort (zu Beginn des letzten Absatzes auf Seite 191) gesagt:

Zitat:
 
The new definition of the meter, accepted by the 17th Confe´rence Ge´ne´rale des Poids et Mesures in 1983, was quite simple and elegant:

"The metre is the length of the path traveled by light in vacuum during a time interval of 1/299 792 458 of a second."

 

Gruß, grtgrt

 

  Beitrag 1915-143
Was wir als reale Wirklichkeit empfinden, ist einfach nur eine Menge von Daten

 
 
Stueps aus 1915-142:
Man kann Vorhersagen einer Theorie experimentell bestätigen, diese Bestätigungen erhärten die Richtigkeit dieser Theorie, beweisen sie jedoch niemals endgültig.

Damit, Stueps, hast du natürlich völlig recht.

Habe das in Bemerkung 1915-140 entsprechend richtig gestellt.


Zitat von Stueps:
Was mir viel wichtiger ist: Was meinst du zu Beitrag 1915-135?

Ich seh, worauf du hinaus willst, und dass man hier aufpassen muss, da nur kleine Ungenauigkeiten in der Formulierung des Sachverhalts ihr jeden Sinn nehmen.

Tatsache ist, dass wir hier gleich 3 solcher Formulierungen vorliegen haben:
  • 1: Jene von dir, die da in ihrer letzten (allzu ungenauen) Form lautet: » Ein Stein ist ein Stein «.
  • 2: Jene von Andreas Mücklich, der sagt » Wirklichkeit = Information über die Wirklichkeit «.
  • 3: Und schließlich jene, in der mich ich bemüht habe, möglichst genau zu sagen, was gemeint ist: » Ein Ding D(Q) existiert in genau dem Ausmaß, in dem — wie indirekt auch immer — Information darüber existiert. «

Aussage 1 ist — da Tautologie — eine Aussage ohne jeden Inhalt.


Aber sag mal ehrlich: Würdest du auch Aussage 3 als ohne jeden Inhalt bezeichnen?

Meiner Meinung nach kann Aussage 3 sogar in zweierlei Weise interpretiert werden:
  • Einmal aus Sicht eines Beobachters, d.h. als: "Jedes Ding D(Q) existiert für uns nur in dem Ausmaß, in dem wir Information darüber haben."
  • Oder absolut gesehen im Sinne von: "Jedes Ding D(Q) existiert nur in dem Ausmaß, in dem über D(Q) informierende Daten existieren (wer welchen Teil davon einzusehen in der Lage ist, wäre dann eine noch ganz andere Frage).
In Mücklichs Buch z.B. finden sich mehrere Argumente, die in meinen Augen nicht schlüssig sind, da sie diese beiden Interpretationsmöglichkeiten der Aussage 3 (und damit auch der Aussage 2 – nur sie findet sich in seinem Buch) nicht auseinander halten.


Bitte mach dir auch bewusst, dass Aussage 3 insofern sehr genau ist, als sie nicht einfach von einem "Ding" spricht, sondern von einem "Ding in Qualität Q".

Wäre das Ding z.B. eine Ziege, so könnte sie in einer Qualität aus Fleisch und Blut existieren (Q1), als Schatten an der Wand einer Höhle (Q2) – denk an Platons Höhlengleichnis – oder vielleicht nur in einem unserer Träume (Q3). Somit ist klar: Im Sinne von Aussage 3 ist eine Ziege nicht einfach eine Ziege.

Genau so wenig kann behauptet werden, Aussage 3 sei ebenso inhaltsleer wie Aussage 1.


Wie schon gesagt: Wir müssen hier sehr sorgfältig formulieren und sehr sorgfältig lesen, um nicht bei einer zyklischen Definition zu landen, die dann eben doch inhaltsleer wäre.

Aussage 3 – und etwas weniger offensichtlich auch Aussage 2 – sind aber keineswegs leer: Schließlich bedeuten sie nichts anderes als


Jedes Ding D(Q) ist eine Menge von Informationen.

Alles, was wir als reale Wirklichkeit empfinden, ist einfach nur eine Menge von Daten.



Beste Grüße,
grtgrt
 

  Beitrag 1955-80
Wie die ART uns zeigt, dass es durchaus schon ewig Existierendes geben könnte

 
 
U...2 aus 1955-78:
 
Die Zeit des mysteriösen Etwas wäre unendlich und somit würde es eine unendliche Zeit dauern bis zum Heute.
Was aber wiederum nicht sein kann, weil wir ja gerade den heutigen Tag erleben.

Ich frage mal ganz schüchtern: "Versteht mich hier in unserem Universum jemand?"

Hi U...2,

warum kann das nicht sein? Es KANN sein:

Wenn sich das Etwas nämlich mit genau Lichtgeschwindigkeit durch den Raum bewegt, hat aus seiner Sicht jedes Zeitintervall die Länge 0.

Aus seiner Sicht wäre dann das JETZT identisch mit seiner GANZEN bisherigen Existenz — auch wenn die keinen Anfang haben sollte.

Und wer sagt dir, dass wir nicht Teil eines eben solchen Etwas sind ( es aber vielleicht nicht immer waren )?

Gruß,
grtgrt
 

  Beitrag 1955-126
Schon ewig Existierendes: Ein Beispiel

 
 

Es gibt schon recht triviale Dinge, die weder Anfang noch Ende haben:


Ein Kreis etwa (als platonische Idee)
  • hat weder Anfang noch Ende,
  • und existiert völlig unabhängig von irgendwelchen konkreten Dingen (etwa unserem Universum).

Auch die Existenz dieser "Idee" (dieses Konzepts also) hat weder einen Anfang, noch irgendeine Ursache.

 

  Beitrag 1961-1
Erst Information schafft die wirkliche Existenz aller Dinge

 
 


Ein Ding existiert genau dann,

wenn es beobachtet wird

oder seine Existenz logische Folge einer Beobachtung ist.


Noch genauer muss man sagen:


Ein Ding D existiert in Qualität Q genau dann,

wenn es so beobachtet wird

oder seine Existenz ( in eben dieser Qualität ) logische Folge einer Beobachtung ist.



BEWEIS: Es scheint vernünftig, D(Q) — d.h. D in Qualität Q — als existent zu bezeichnen, wenn es in eben dieser Qualität tatsächlich beobachtet wird.

Interessant aber ist, dass  e x p l i z i t e  Beobachtung für seine Existenz  n i c h t  notwendig ist: Es reicht, wenn D(Q) als Information existiert.


Dass dem so ist, zeigt folgendes Beispiel:

Sei D der Weg, den ein Photon nimmt, wenn es durch einen feinen Doppelspalt geschickt wird. Wir alle wissen: Die Gruppierung, in der sich einzeln durch den Doppelspalt geschickte Photonen auf einer hinter dem Doppelspalt angebrachten Photoplatte zeigen, hängt davon ab, ob man an Spalt S1 und/oder an Spalt S2 einen Detektor stehen hatte, der durch diesen Spalt kommende Photonen registriert hat.

Wir wissen auch, dass das Verschwinden des Interferenzmusters nach Aufstellen der Detektoren nicht dadurch verursacht worden sein kann, dass jene Photonen jetzt durch die Detektoren abgelenkt wurden. [Beweis: Die Gruppierung auf der Photoplatte ist unabhängig davon, ob wir S1 und S2 oder nur S1 mit einem Detektor ausstatten. Tun wir das, so kennen wir die durch S2 kommenden Photonen und wissen, dass wenigstens sie keiner klassischen (d.h. keiner lokalisierbaren) Detektor-Interaktion unterworfen sein konnten.

Nehmen wir jetzt an, nur S1 sei mit einem Detektor ausgestattet.

Schon dann kann jedem Photon eindeutig ein Weg der Qualität "führt durch S1" oder "führt durch S2" zugeordnet werden.

Ohne Detektor aber muss den Photonen ein Weg der Qualität "führt zu 50% durch S1 und führt zu 50% durch S2" zugeordnet sein (da sich sonst ja das Interferenzmuster auf der Photoplatte hinterm Schirm nicht ändern oder in seiner neuen Form nicht symmetrisch sein könnte).


Und noch etwas sehr Interessantes kommt aus diesem Beispiel:

Dass ein Ding beobachtet werden KANN, reicht NICHT, seine Existenz sicherzustellen. Es existiert wirklich erst dann, wenn es — wenigstens indirekt — auch tatsächlich beobachtet WIRD (im Beispiel etwa als Weg durch einen bestimmten Spalt).

George Berkely’s Erkenntnis

esse est percipi   ( zu sein bedeutet wahrgenommen zu werden )


war also durchaus richtig, muss aus heutiger Sicht aber präzisiert werden zu:


Ein Ding existiert in genau dem Ausmaß, in dem fehlerfreie Informationsverarbeitung seine Existenz zeigt.



Gebhard Greiter (grtgrt)

 

  Beitrag 1961-4
-

 
 
Hans-m aus 1961-2:
Grtgrt aus 1961-1:
 
Ein Ding existiert genau dann,

wenn es beobachtet wird

oder seine Existenz logische Folge einer Beobachtung ist.

Zitat:
Dass ein Ding beobachtet werden KANN, reicht NICHT, seine Existenz sicherzustellen. Es existiert wirklich erst dann, wenn es — wenigstens indirekt — auch tatsächlich beobachtet WIRD (im Beispiel etwa als Weg durch einen bestimmten Spalt).


Und was ist, wenn ich meine Augen geschlossen habe?
Ist dann die Welt um mich herum nicht existent, nur weil ich sie nicht beobachte?

Hi Hans-m,

es ist nicht Teil der Bedingung, dass es sich um einen ganz bestimmten Beobachter handeln muss (um dich etwa).
Im Extremfall reicht die Umgebung des Dings (mit anderen Worten: ein Messgerät oder irgendwelche Teile der Natur, die D(Q) beschreibende Information widerspiegeln).

Man könnte jetzt meinen, dass das Ding dann vielleicht nur aus Sicht derer, die jene Information kennen, existiert. Dem aber ist NICHT so, wie auch das Doppelspalt-Experiment zeigt: Sobald der Versuchsaufbau nämlich so ist, dass Weg-Information entsteht, reagiert das Interferenzmuster hinter dem Doppelspalt — die Natur also — prompt.


Zitat von Hans-m:
Und was ist mit Schrödingers Katze?
Auch wenn die Kiste verschlossen ist, ist die Katze existent, tot oder lebendig, der Zustand ist zum Zeitpunkt "x" definiert, wenn es auch keiner sehen kann. Einer von beiden Zuständen ist existent, auch wenn es noch kein Auge beobachtet hat.

Hier kommt die Qualität der Existenz ins Spiel, und die ist — so lange der Inhalt der Kiste nicht beobachtbar ist — der Überlagerungszustand "tot oder lebendig".


Zitat von Hans-m:
Und was ist mit allem, was sich ausserhalb unseres Sicht-Horizontes befindet. Auch dort existiert das, was sich nun mal eben dort befindet.

Wie in Antwort auf deine Frage 1 schon gesagt: Der springende Punkt ist, ob Information erzeugt wird. Wo Zustandsinformation entsteht, gilt sie dort auch schon als durch Beobachtung geliefert. Es ist NICHT gefordert, dass ein Mensch oder sonst was existiert, der oder das sie entgegennimmt.

Diese Auffassung ist heute Basis aller Quantentheorie,

da nur sie kompatibel ist mit den Ergebnissen aller bisher durchgeführten quantentheoretischen Experimente.



Du könntest jetzt natürlich argumentieren, dass — wenn die Katze stirbt — wenigstens in der Kiste solche Information ja tatsächlich entsteht. Leider aber hinkt hier Schrödingers Katzenbeispiel. Er nämlich wollte diese schöne Geschichte so verstanden wissen, dass erst ein Öffnen der Kiste Information über den Zustand der Katze erzeugt.


Gruß, grtgrt
 

PS: Vielleicht sollte ich meine letzte Aussage aus Beitrag 1961-1 besser formulieren in der Form


Ein Ding D(Q) existiert in genau dem Ausmaß,

in dem — wie indirekt auch immer — Information darüber existiert.



( Information verstanden als Menge wahrer Aussagen )


 

  Beitrag 1961-7
-

 
 
Hans-m aus 1961-5:
 
... ein beobachtetes Photon ist danach [also nach seiner Beobachtung keines mehr. Die Messung hat den Zustand des Objektes verändert, wie wir hier im Forum bereits an anderer Stelle erfahren konnten. Aber seine eigentliche Existenz hatte das Objekt vor seiner Beobachtung.

Dieses schöne Beispiel zeigt, dass meine Formulierung wohl doch die am Ende von Beitrag 1961-4 sein sollte.

Sie passt, da Information über ein Ding sich ja auch auf die Vergangenheit dieses Dings beziehen kann.

Danke!

 

  Beitrag 1961-22
-

 
 
Irena aus 1961-19:
 
Man kann auch teilen in reelle Existenz und virtuelle Existenz. Ich ebenfalls finde sehr wichtig die zwei Arten von Existenz zu unterscheiden. Eine kann ggbf. durch Meßinstrumente wahrgenommen werden. Die andere kann nur durch Gedanken nachvollzogen werden. Also gibt es eine prinzipielle Grenze, die man auch begrifflich festhalten sollte.

Hallo Irena,

da gebe ich dir völlig recht.

Aber genau diesen Aspekt berücksichtigt meine Definition ja schon, da sie nicht einfach von einem "Ding D" spricht, sondern genauer von einem "Ding D in Qualität Q" (das ich dann als D(Q) bezeichne — der notwendigen Genauigkeit wegen).

Sie geht sogar noch weiter, indem sie nicht einfach nur Extremfälle zu unterscheiden gestattet — z.B. virtuelle bzw. reale Existenz — sondern sogar noch auf Mischformen davon anwendbar ist. Das muss auch so sein, denn ein Elektron z.B. existiert zunächst nur virtuell, am Ende seines Lebens aber (dann nämlich, wenn es beobachtet wird oder anderweitig mit seiner Umgebung interagiert) tatsächlich auch real.


Irena aus 1961-19:
Wenn wir den Ideen eine Existenz zuteilen, dann müsste auch die Wahrscheinlichkeitswelle existieren. Eben aber nicht in der Realität, die aus Materie besteht.

Nach meiner Definition existiert sie tatsächlich, denn sie entstand ja als Folge unserer Beobachtung der Natur (in dem Fall in Erklärung der Interferenz, die wir hinter dem Doppelspalt beobachten).


Beste Grüße,
grtgrt

PS: Ich hoffe, dir hiermit ein klein wenig bewiesen zu haben, dass meine Definitionen nicht ganz so schnell und unüberlegt hingeschrieben sind, wie man zunächst vielleicht denken könnte.

 

  Beitrag 1961-27
-

 
 
Hans-m aus 1961-5:
 
Grtgrt aus 1961-4:
 
Im Extremfall reicht die Umgebung des Dings (mit anderen Worten: ein Messgerät oder irgendwelche Teile der Natur, die D(Q) beschreibende Information widerspiegeln).

Bei der Grösse des Universums gibt es tausende "Objekte", die noch nicht mit irgend etwas wechselwirken konnten, aber trotzdem existieren.


Hallo Hans,

meine Definitionen behauptet ja gar nicht, dass Wechselwirkung eines Dings D(Q) notwendige Bedingung für seine Existenz sei.

Nimm z.B. an, wir hätten ein Polynom vom Grad N = 10123 mit ausschließlich komplexen Koeffizienten. Jeder Mathematiker weiß, dass mindestens eine Folge komplexer Zahlen existiert, deren Elemente sämtlich Nullstellen des Polynoms sind – und sogar ALL seine Nullstellen.

Niemand hat jene Zahlen je errechnet oder gesehen. Nie gab es zwischen ihnen und irgendeinem physikalischen Objekt Wechselwirkung.
Und dennoch existieren sie nach meiner Definition.

Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 1961-32
Zeit, Raum UND Zustand sind relativ

 
 

Warum Informationslieferung durch die Natur nicht-lokal,

Existenz aber lokal ist



Die Tatsache, dass jedes Quant mit anderen verschränkt sein kann, scheint zu beweisen:


Durch die Natur gelieferte Information steht im gesamten Universum SOFORT zur Verfügung —
nur codiert allerdings, was schade ist, denn:

Das Wissen über den zur Dekodierung notwendigen Schlüssel kann sich höchstens mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.


Wer nun also, wie etwa Anton Zeilinger, der Auffassung ist, dass jede Sachlage nur existiert soweit die Natur sie schon beschrieben hat, der muss sich die Frage gefallen lassen, ob damit
  • Existenz ab dem Zeitpunkt der Bereitstellung
  • oder Existenz ab dem Zeitpunkt möglicher Decodierung gemeint sein soll.

Da unser Universum, wie die ART uns zeigt, den Begriff "gleichzeitg an jedem Ort" aber gar nicht kennt, ergibt sich zwangsläufig:

Eine Sachlage S existiert aus Sicht eines Ortes O genau dann, wenn


die Natur Information über S bereitgestellt (aber noch nicht widerrufen) hat

und zudem ein Schlüssel, sie zu decodieren, den Ort O erreicht hat.



Damit wird nun auch klar, dass Schrödingers Katze in der (noch ungeöffneten) Box im Zustand » tot « sein kann, obgleich sie doch außerhalb der Box noch im Zustand
» tot oder lebendig « ist. Auch der Zustand also, in dem sich ein Ding befindet, ist relativ zum Ort des Beobachters:


Zeit, Raum UND Zustand sind relativ.


Beispiele hierfür kennt man schon lange, denn auch die Aussage » Ein Ding D bewegt sich mit Geschwindigkeit v « beschreibt ja letztlich einen Zustand von D.
Nur auf den Zustand der » Existenz « scheint man das bisher so bewusst nicht angewandt zu haben.

 

  Beitrag 1961-38
-

 
 
Hallo Horst,

wenn ich davon spreche, dass Information "zur Verfügung" steht, bedeutet das nur, dass die Natur sie geliefert hat (durch den Kollops einer Wellenfunktion) — ob sie jemand zur Kenntnis genommen hat, und ihm schon ein Weg offen stand, sie zu decodieren — dem existierenden Informationsstand nach —, ist eine ganz andere Frage.


Horst aus 1961-37:
 
Könntest du mir bitte erklären, worauf bezogen das genannte Vokabular, insbesondere "Zustand", relativ ist.

Antwort: Der Umfang existierenden Wissens über den Zustand, in dem die Katze existiert, ist abhängig vom Ort des Beobachters.

Für einen Beobachter, der in der Box neben der Katze sitzt, ist deren Zustand ein faktischer (einer der beiden Zustände "tot" oder "lebendig").
Für einen Beobachter außerhalb der noch nicht geöffneten Box dagegen ist deren Zustand immer noch der virtuelle Zustand "tot oder lebendig" (da — und das wird in diesem Gleichnis halt einfach vorausgesetzt — die Natur dem außen weilenden Beobachter KEINE Möglichkeit gibt, an die Information zu kommen).

Nochmals also: Es kommt nicht darauf an, ob ein Beobachter Information zur Kenntnis nimmt, sondern es kommt darauf an, ob die Natur ihm einen Weg eröffnet, sie zur Kenntnis nehmen zu  k ö n n e n !


Wichtig zu sehen ist auch:

Es kann vorkommen — und kommt bei verschränkten Quanten auch tatsächlich vor —, dass die Natur jene Information zwar schon  e r z e u g t , aber noch nicht zur Verfügung gestellt hat. Als zur Verfügung gestellt in diesem Sinne gilt sie nur dort, wo auch der Dekodierungsschlüssel verfügbar ist.

Dies klar zu machen, werde ich demnächst hier auch auf Zeilingers Experiment zu sprechen kommen.


Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 1961-39
Zeilingers Experiment zeigt: Gegenwart kann Vergangenheit erweitern

 
 

Schon 2001 konnte Anton Zeilinger experimentell beweisen:



In der Gegenwart entstehende Information kann etwas, das nur in der Vergangenheit existent war,

sogar  d o r t  noch  j e t z t  e r s t  erweitern


( und zwar jenes Ding selbst, nicht einfach nur unser Wissen darüber )



Hier nun die Beschreibung von Zeilingers Experiment:

Zwei Lichtquellen liefern Folgen von Paaren ( x1i, x2i ) und ( x3i, x4i ) derart, dass in jedem dieser Paare die beiden Photonen zueinander verschränkt sind.
Die Versuchsanordnung garantiert, dass für jedes i
  • die Photonen x1i und x4i zum Zeitpunkt zi einen Messapparat BOB erreichen, der ein Messergebnis V( zi, x1i, x4i ) liefert, wohingegen
  • x2i und x3i zu einem späteren Zeitpunkt zi+t eine zweite Messapparatur ALICE erreichen, die — erst nachdem BOBs Messergebnis V( zi, x1i, x4i ) schon existiert — per Zufallsgenerator entscheidet, welche von zwei möglichen, sich aber gegenseitig ausschließender Messungen A oder B sie am Paar ( x2i, x3i ) vornimmt, um so ein Messergebnis G( zi+t, x2i, x3i ) zu erhalten.
  • Die Zeitverzögerung t wird erreicht, indem man den Weg hin zu ALICE durch ein entsprechend langes Glasfaserkabel führt.

Sei nun V( z, x1, x4 ) die Folge der Messergebnisse V( zi, x1i, x4i ) von BOB und G( z+t, x2, x3 ) die Folge der Messergebnisse G( zi+t, x2i, x3i ) von ALICE.

Letztere ist Vereinigung zweier Teilfolgen GA( z+t, x2, x3 ) und GB( z+t, x2, x3 ), deren eine alle aus einer Messung A und deren andere alle aus einer Messung B kommenden Messergebnisse umfasst.

Zudem sei VA( z, x1, x4 ) bzw. VB( z, x1, x4 ) jene Teilfolge der durch BOB erhaltenen Messergebnisse, für die ALICE am Paar ( x2, x3 ) Messung A bzw. B vorgenommen hat.

  • Messung A bestand darin, jeweils einzeln für sich die Polarisation von x2 und x3 zu messen.
  • Messung B war eine Messung des Bellschen Zustandes des Paares ( x2, x3 ). Diese Messung verschränkt die beiden Photonen und würde demnach indirekt, wenn BOBs Messung die Quanten x1 und x4 nicht schon zerstört hätte, auch sie verschränken. Da die beiden aber zum Zeitpunkt z+t gar nicht mehr existieren, würde man NICHT erwarten, dass das Messergebnis VB( z, x1, x4 ) sie als verschränkt zeigen könnte.

Was Zeilinger nun aber feststellt ist:

  • Betrachtet man nur V( z, x1, x4 ), so erschließt sich daraus keinerlei Information: Die Zahlen scheinen rein zufällig, und das Messergebnis G( z+t, x2, x3 ) zeigt keinerlei Korrelation mit V( z, x1, x4 ).
  • Betrachtet man aber VA( z, x1, x4 ) im Lichte von GA( z+t,x2,x3 ) und ferner VB( z, x1, x4 ) im Lichte von GB( z+t, x2, x3 ), so zeigt sich klar: Für jedes i erscheinen uns die Quanten x1i und x4i dann — und NUR dann — als miteinander verschränkt, wenn x2i und x3i der Messung B unterzogen wurden.

Das bedeutet: Der für das Paar ( x1i, x4i ) zum Zeitpunkt z beobachtete Zustand hängt — aus einer Sicht, die wir erst zum Zeitpunkt z+t gewinnen — davon ab, für welche der beiden Messungen A oder B am Paar ( x2i, x3i ) ALICE sich entscheidet:  d a n n  erst entscheidet!


Man kann es auch so sehen:

V( z, x1, x4 ) ist durch die Natur gelieferte codierte Information, die aber erst decodierbar wird, nachdem wir zum Zeitpunkt z+t einen Schlüssel dafür erhalten. Dieser Schlüssel kann ein Schlüssel S(A) oder ein Schlüssel S(B) sein, und je nachdem welchen wir verwenden, wird die in V( z, x1, x4 ) entdeckte Information eine andere sein.

V( z, x1, x4 ) also ist codierte Information über Möglichkeiten für den Zustand des Paares ( x1, x4 ), wobei aber nur ein Teil davon später decodierbar wird — eben der Teil, der logische Folge der Messergebnisse G( z+t, x2, x3 ) ist. Mehr noch: Seine Decodierbarkeit entsteht zum selben Zeitpunkt, zu dem er Fakt wird.


Zeilinger schreibt:

Zitat:
Dies unterstützt eine Ansicht, die insbesondere in der Kopenhagener Interpretation ... vor allem durch Niels Bohr ... vertreten wurde. Danach ist der quantenphysikalische Zustand eines Systems [ hier ( x1i, x4i ) nicht ein Feld oder eine sonstige Entität, die sich in Raum und Zeit ... ausbreitet.

Im Gegenteil. Sie ist lediglich unsere Darstellung des Wissens, das wir über die konkrete physikalische Situation ... besitzen.

Diese Darstellung des Wissens hängt davon ab, welche Situation wir vor uns haben und welche Messresultate wir erhalten.

Im Experiment ist unser Wissen über die Situation zum Zeitpunkt z — und auch unser Wissen über die zum Zeitpunkt z durch BOB erhaltenen Ergebnisse — davon beinflusst, welche Messung später ALICE durchführt, und welches Messergebnis sich ihr zeigt.

Zitat von Zeilinger:
 
Diese später durchgeführte Messung und ihr Resultat beeinflussen also nicht die Wirklichkeit an Photon x1 und x4. Sie ändern aber, was wir darüber sagen können, sie ändern unsere Interpretation der physikalischen Situation.

Und genau deswegen sehen wir ab dem Zeitpunkt z+t — und wirklich erst ab dann — das Paar ( x1, x4 ) zum Zeitpunkt z der Vergangenheit als verschränkt bzw. nicht verschränkt , je nachdem für welche Art von Messung am Paar ( x2, x3 ) wir uns im Zeitpunkt z+t entschieden haben.

Hieraus folgt ganz klar:

Der Zustand Z, den wir dem Paar ( x1, x4 ) zum Zeitpunkt z des Todes dieser beiden Quanten zuschreiben, ist ab dem Zeitpunkt z+t davon abhängig, für welche Messung ALICE sich bei z+t entschieden hat. Kurz:


Unser Wissen über Z wird zum Zeitpunkt z+t präzisiert,

aber was diese Präzisierung ergibt, hängt von einer Messung ab, die erst zum Zeitpunkt z+t ausgewählt wird (!).


Erstaunlicher noch:

Durch die Wahl ihrer Messung kann ALICE bestimmen, zu welcher Präzisierung es kommt,

und das trotz der Tatsache jede der beiden möglichen Präzisierungen die jeweils andere ausschließt.



Dies wiederum zeigt ganz klar, dass Zeilinger recht hat, wenn er sagt:


Was sich hier zum Zeitpunkt z+t präzisiert, ist nicht einfach nur unser Wissen über Z,

sondern tatsächlich Z selbstund das, obgleich doch Z zum Zeitpunkt z+t gar nicht mehr existiert.



Quelle: Seite 302-310 aus Anton Zeilingers Buch "Einsteins Spuk" (2007)  

 

  Beitrag 1961-42
-

 
 
Okotombrok aus 1961-40:
 
Hallo Grtgrt,

dein Beitrag 1961-39 in allen Ehren, ich habe ihn nur überflogen und mir nicht die Mühe gemacht, ihn im Detail zu überdenken.
Den Laien dürfte deine Darstellung eher abschrecken als neugierig machen.

Wie wär's zunächst einmal mit einer allgemeineren Darstellung damit klar wird, worum es eigentlich geht wie z.B. folgende?
 

Hi Okotombrok,

mein — zugegebenermaßen recht komplizierter — Beitrag 1961-39 war notwendig, um zu beweisen, dass das, was ich in 1961-32 schrieb, keineswegs irgendwelche Phantasien von mir sind, oder gar Esoterik, wie Henry in seinem Beitrag 1961-33 vermutet.

Fragen, die Horst in 1961-37 stellt, habe ich in Beitrag 1961-38 ansatzweise beantwortet. Meine dort unter "Wichtig zu sehen ist: ..." gemachte Aussage kann aber wohl wirklich nur jemand glauben, der einen Beweis dafür gesehen hat. Dieser Beweis ist Zeilingers Experiment, und genau deswegen versprach ich Horst dort auch, es zu skizzieren.

Diesem Versprechen kam ich nach in dem dir zu kryptisch erscheinenden Beitrag 1961-39.

Die buchstäbliche Unglaublichkeit dessen, was Zeilinger mit diesem Experiment entdeckt hat, scheint es mir wert, eben dieses Experiment nicht einfach als eines unter vielen abzutun, sondern noch mehr darüber nachzudenken. Das aber geht erst, wenn man es genau kennt. Dass man damit einige Leser abhängt, mag gut sein, ist dann aber wohl nicht zu ändern.

Beste Grüße,
grtgrt
 

  Beitrag 1961-52
-

 
 
E... aus 1961-51:
Grtgrt aus 1961-50:
Na ja,

da habe ich mich wohl zu ungenau ausgedrückt: Statt "... zu einer leichten Abänderung der Vergangenheit" sollte ich besser sagen "... zu einer leichten Abänderung dessen, was die Natur uns als Vergangenheit zeigt".

Gruß, grtgrt
 
 
Hallo Grtgrt, sei gegrüßt.
Schon sehr interessant was Du da schreibst.
Allerdings solltest Du das dringend präzisieren.
In dem Du erklärst wie wir, "immer" in der Gegenwart verhaftet, von der Natur "Vergangenheit" gezeigt bekommen.

Voller Erwartung und mit den besten Grüßen.
E....

Siehe Beitrag 1961-39

und lies insbesondere, was Anton Zeilinger auf den Seiten 309-310 seines Buches "Einsteins Spuk" sagt (ich berichte nur, was er festgestellt hat).

Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 1961-59
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E... aus 1961-57:
 
... es geht nicht um das was in 1961-39 steht oder in 1961-44. Es geht um das was Du in 1961-50 geschrieben hast. Dort steht...

Grtgrt aus 1961-50:
Na ja,

da habe ich mich wohl zu ungenau ausgedrückt: Statt "... zu einer leichten Abänderung der Vergangenheit" sollte ich besser sagen "... zu einer leichten Abänderung dessen, was die Natur uns als Vergangenheit zeigt".

Gruß, grtgrt
 

 Es gibt in den von Dir genannten Beiträgen keine, wie auch immer geartete Entsprechung für das angefragte Zitat.
 

Meine Antwort darauf:

Auch Beitrag 1961-50 sagt nichts anderes, als was schon in 1961-39 (und 1961-44) steht, d.h. in der Beschreibung von Zeilingers Experiment, auf das Zitat zu Beginn von 1961-50 ja ganz klar Bezug nimmt.


Letztlich aber muss auch ich einsehen: Die Verständlichkeit einer Erklärung zu beurteilen ist Sache der Leser, nicht Sache des Schreibers. Da nun aber mindestens ein Leser 1961-50 nicht klar genug findet, sei hier nochmals versucht, den Punkt, auf den es ankommt, zu erläutern:


Zeilingers Experiment ist so aufgebaut, dass für jedes Quadrupel ( x1i, x2i, x3i, x4i ) betrachteter Photonen
  • die beiden Paare ( x1i, x2i ) und ( x2i, x4i ) aus verschiedener Quelle kommen, also  k e i n  Grund besteht anzunehmen, dass x1i mit x4i verschränkt sei.
  • Was BOB an Daten über den Zustand von x1 und x4 zum Zeitpunkt ihrer Zerstörung sammelt, wird erst entschlüsselbar mit Hilfe später durch ALICE über eine Messung an x2 und x3 gewonnener Daten.
  • Das Ergebnis dieser Decodierung von BOBs Daten zeigt x1 und x4 dann und NUR dann als verschränkt, wenn ALICE Messung x2 und x3 miteinander verschränkt.
  • Das ist erstaunlich, denn zum Zeitpunkt, zu dem x2 und x3 miteinander verschränkt werden, existieren x1 und x4 schon gar nicht mehr.

Fazit also: Zum Zeitpunkt, zu dem x2 und x3 miteinander verschränkt werden, ändert sich, was die Natur uns über den Verschränkungszustand von x1 und x4 zum Zeitpunkt von BOBS Messung sagt — dieser Zeitpunkt aber liegt in der Vergangenheit (!).

 

  Beitrag 1961-60
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Grtgrt aus 1961-59:
 
Fazit also: Zum Zeitpunkt, zu dem x2 und x3 miteinander verschränkt werden, ändert sich, was die Natur uns über den Verschränkungszustand von x1 und x4 zum Zeitpunkt von BOBS Messung sagt — dieser Zeitpunkt aber liegt in der Vergangenheit (!).

 

Zeilinger also hat entdeckt und bewiesen:


Dass die Natur ihre Meinung über einen Zustand der Vergangenheit ändert, KANN vorkommen.


Wer das mit der Ansicht kombiniert, dass alles nur in dem Ausmaß und in dem Umfang existiert, in dem die Natur uns Information darüber zur Verfügung stellt, muss dann wirklich sagen:

In Zeilingers Experiment kann ALICE' Messung (wenn Bellzustandsmessung)

die Vergangenheit abändern.



 

  Beitrag 1961-61
-

 
 
Horst aus 1961-58:
 
Warum erklärst du nicht mal mit eigenen Worten – ohne dich auf deine Beiträge und Links zu berufen – allgemeinverständlich an einem Beispiel,
wie, wo und warum die Natur leichte (?) Änderungen an der Vergangenheit vornimmt?

Müßten dann nicht die dazu erforderlichen Bewegungsvorgänge rückwärts ablaufen?

Gruß Horst

Nun, Horst,

vielleicht hilft dir ja, wie ich's in den Beiträgen 1961-59 und 1961-60 nochmal versucht habe zu erklären.

Nachdem Zeilingers Experiment das bisher einzige Beispiel ist, in dem der Effekt beobachtet wurde, kann ich natürlich auch kein einfacheres Beispiel geben.

Mit Bewegungsvorgängen, die nach rückwärts ablaufen müssten, — wie du vermutest — hat das alles aber gar nichts zu tun. Ursache des Effekts ist der Austausch der Wellenfunktion des Universums durch eine leicht andere Version in dem Moment, in dem die Natur ALICE' Messfrage beantwortet (im "Kollaps" der alten Variante dieser Wellenfunktion also).

Die Wellenfunktion nämlich ist Beschreibung von Gegenwart, Zukunft  u n d  Vergangenheit. Mehr noch:

Für die Natur ist die Wellenfunktion   D e f i n i t i o n  des Zustandes des Universums über die  g e s a m t e  Zeitachse hinweg.


Beste Grüße,
grtgrt
 

  Beitrag 1961-63
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Nochmals zum Thema:


Die Gegenwart kann beeinflussen, was uns die Natur über schon Vergangenes sagt:



Horst aus 1961-58:
 
Warum erklärst du nicht mal mit eigenen Worten – ohne dich auf deine Beiträge und Links zu berufen – allgemeinverständlich an einem Beispiel,
wie, wo und warum die Natur leichte (?) Änderungen an der Vergangenheit vornimmt?

Müßten dann nicht die dazu erforderlichen Bewegungsvorgänge rückwärts ablaufen?

Gruß Horst


Hallo, Horst,

wenn dir meine Beschreibung als zu wenig klar erscheint, hilft dir vielleicht ein in scienceblogs.de diskutiertes, ursprünglich von Wheeler vorgeschlagenes, und später seinem Resultat nach auch durch Brian Greene interpretiertes Beispiel:

Die allgemeine Relativitätstheorie sagt ja, dass Masse den Raum krümmt und so ein Stern oder eine Galaxie quasi als Linse fungieren kann und das Licht so wie einen Spiegel umleitet. Wir können uns also Licht vorstellen, dass von einem Milliarden Lichtjahre weit entfernten Quasar ausgesendet wird. Unterwegs passiert es eine Gravitationslinse und wird links und rechts an ihr vorbeigelenkt. Wenn dann auf der Erde Detektoren messen, ob das Photon nun tatsächlich links oder rechts vorbei ging, so ist – auch wenn das Experiment noch nie durchgeführt wurde – klar, was wir sehen werden:
  • Schalten wir die Detektoren aus, werden die Photonen des Quasars ein Interferenzmuster erzeugen; wir schließen daraus, dass sie gleichzeitig links und rechts um die Linse herumgegangen sind und interferiert haben.
  • Schalten wir sie ein, verschwindet das Muster und wir messen, dass die Photonen entweder links oder rechts herumgegangen sind. Und das, obwohl die Photonen schon vor Milliarden Jahren ausgesandt wurden und die Linse passiert haben.

Noch bevor die Erde entstand, haben die Photonen also quasi gewusst, ob wir am Ende ihres Weges einen Detektor aufstellen oder nicht.

Das widerspricht natürlich unserer Erfahrung, die uns sagt: Für ein Photon das vor Milliarden Jahren ausgesandt wurde kann es nicht wirklich einen Unterschied machen, ob wir  h e u t e  einen Schalter an einem Meßgerät umlegen oder nicht.


Greene löst diesen Widerspruch wie folgt:

Zitat von Greene:
 
Die Quantenmechanik stellt nicht in Abrede, dass die Vergangenheit geschehen ist, und zwar unwiderruflich.

Der Konflikt erwächst einfach daraus, dass der Begriff der Vergangenheit in der Quantenmechanik eine andere Bedeutung hat als in der klassischen Vorstellung.
In der klassischen Vorstellung aufgewachsen, sind wir versucht zu sagen, ein Photon habe dieses oder jenes getan.
In der Quantenwelt — unserer Welt — verleiht diese Auffassung dem Photon jedoch eine zu eingeschränkte Wirklichkeit.

... Obwohl also die Quantenentwicklung von der Vergangenheit bis jetzt durch nichts beeinflusst wird, was wir jetzt tun, kann die Geschichte die wir über die Vergangenheit erzählen, insofern doch die Spur heutiger Handlungen in sich tragen.
 


Gruß, grtgrt

 

  Beitrag 1961-44
Meine Theorie zu begründen sei gesagt ...

 
 
Hi Henry,

es ist doch ganz offensichtlich so, dass ALLES, was in unserem Universum exisiert — als Potentia oder als Faktum — durch die Wellenfunktion des Universums beschrieben ist.

Jedes Elementarereignis E ist Aktualisierung dieser Funktion — und damit Update der das Universum darstellenden Information.
Die in output( E) enthaltenen Elementarteilchen kann man als Nachrichten sehen, die die Natur erzeugt, um uns über jenes Update zu informieren.

Ich sehe sie als "Release Notes", die uns die Natur zur Verfügung stellt, wann immer sie die gerade aktuelle Version unserer Welt zu einer leicht anderen macht.


Hieraus aber folgt dann doch ganz klar:
  • Da neue Information nur über Elementarereignisse entsteht, bringt sie stets ein Update der Wellenfunktion und ist — über sie — sofort an allen Punkten der Raumzeit verfügbar.
  • Was mit höchstens Lichtgeschwindigkeit transportiert wird, sind lediglich die Release Notes. Sie informieren uns über den neuen Zustand unserer Welt, und nur sie sind so beschaffen, dass unsere Sinne und Messapparate sie zu registrieren in der Lage sind.

Da die Wellenfunktion nicht nur Gegenwart, sondern auch Vergangenheit und mögliche Zukunft beschreibt, zum Errechnen der Vergangenheit aber natürlich immer nur die augenblicklich gültige Version der Wellenfunktion zur Verfügung steht, ist ganz klar, dass in der Gegenwart entstehende Information natürlich stets auch zu einer leichten Abänderung der Vergangenheit führen kann —

eben zu dem, was Anton Zeilinger über sein Experiment ja auch tatsächlich festgestellt hat.



Henry aus 1961-43:
 
Gebhard, ich muss meine Ansicht, die ich in Beitrag 1961-33 "vermute", nicht revidieren. Was du in Beitrag 1961-39 darlegst, ist eine Geschichte, der Beitrag 1961-32 – also deine Auslegung – eine ganz andere. Was du in 39 schreibst, ist mitnichten ein "Beweis" für 32.

Das, Henry, ist nun definitiv NICHT so.

Gehen wir dazu meine Aussagen aus Beitrag 1961-33 mal durch (ich beschränke ich auf die grünen, die alles auf den Punkt bringen):


Zitat von grtgrt:
 
Durch die Natur gelieferte Information steht im gesamten Universum SOFORT zur Verfügung — nur codiert allerdings, ...

Beweis: Neu entstehende Information führt zu einem Update der Wellenfunktion des Universums, ist also auf jeden Fall nicht-lokal.


Zitat von grtgrt:
 
Das Wissen über den zur Dekodierung notwendigen Schlüssel kann sich höchstens mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.

Beweis: Soweit die Natur uns Wissen zugänglich macht, wird es (als Nachrichten an uns) transportiert durch Elementarteilchen. Die aber bewegen sich mit höchstens Lichtgeschwindigkeit.


Zitat von grtgrt:
 
Eine Sachlage S existiert aus Sicht eines Ortes O genau dann, wenn

die Natur Information über S bereitgestellt (aber noch nicht widerrufen) hat

und zudem ein Schlüssel, sie zu decodieren, den Ort O erreicht hat.


Beweis: Der Ort (bzw. ein Beobachter an jenem Ort) erfährt von der neuen Sachlage erst, wenn ihn entsprechende "Release Notes" (als Nachricht) erreicht haben.

Da diese Nachrichten durch Elementarteilchen transportiert werden, können sie uns nur erreichen, solange es jene Elementarteilchen wirklich noch gibt. Sprich: Nur bis hin zu dem Zeitpunkt, an dem sie Element einer Menge input( E) werden, E ein Elementarereignis. Jenes E wird sie zerstören oder durch ähnliche in leicht anderem Zustand ersetzen, was letztlich einen Teil der durch sie getragenen Information obsolet macht. Das meine ich, wenn ich andeute, dass die Natur Information auch widerrufen kann.

Beispiele für notwendige Decodierungsschlüssel finden sich in meiner Beschreibung von Zeilingers Experiment ( ich nenne sie dort S(A) und S(B) ).


Zitat von grtgrt:
 
Zeit, Raum UND Zustand sind relativ.

Beweis: Einsteins Relativitätstheorie zeigt, dass Raum und Zeit relativ sind, dann aber auch Geschwindigkeit (also ein Teil des Zustandes physikalischer Objekte).
Aber das hatte ich ja in 1961-39 schon erwähnt.


Wenn nun, Henry, dir diese Erklärung immer noch nicht ausreicht, bitte ich dich, mir für die eine oder andere Aussage, die von mir stammt und von dir als falsch ange­sehen wird, detailliert zu   b e g r ü n d e n  , warum du meiner Erklärung nicht folgen kannst.

Danke, und beste Grüße,
grtgrt

 

  Beitrag 1961-50
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Gerhard245 aus 1961-49:
Grtgrt aus 1961-44:
Da die Wellenfunktion nicht nur Gegenwart, sondern auch Vergangenheit und mögliche Zukunft beschreibt, zum Errechnen der Vergangenheit aber natürlich immer nur die augenblicklich gültige Version der Wellenfunktion zur Verfügung steht, ist ganz klar, dass in der Gegenwart entstehende Information natürlich stets auch zu einer leichten Abänderung der Vergangenheit führen kann —

eben zu dem, was Anton Zeilinger über sein Experiment ja auch tatsächlich festgestellt hat.

Das kann ich nicht glauben, weil der Zeitpfeil nur in die Zukunft zeigt.

Na ja,

da habe ich mich wohl zu ungenau ausgedrückt: Statt "... zu einer leichten Abänderung der Vergangenheit" sollte ich besser sagen "... zu einer leichten Abänderung dessen, was die Natur uns als Vergangenheit zeigt".

Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 1961-46
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Hier, Henry, meine Antwort:

Henry aus 1961-45:
 
Deine "Beweise" sind deshalb keine Beweise, weil sie zwar logische Schlussfolgerungen sind, aber das nicht heißen muss, dass die Grundlage der Beweisführung richtig ist. Es gibt kein "Update der Wellenfunktion", die Wellenfunktion ist ein mathematischer Formalismus, dem keine eigene Realität zukommt. DAS sagt die Kopenhagener Deutung.


Was die Kopenhagener Deutung unter dem Kollaps der Wellenfunktion versteht,  i s t  dieser Update (!).



Henry aus 1961-45:
 
Die "Wellenfunktion" – falls du die Schrödinger Gleichung meinen solltest – beschreibt die zeitliche Entwicklung, die Wechselwirkung von Quanten wird durch einen anderen mathematischen Formalismus beschrieben. Siehe z. B. Richard Feynman.

Was ich als Wellenfunktion des Universums bezeichne ist die  A u s s a g e  eben der Wellenfunktion, die wir als Lösung der Dirac-Gleichung — bzw. näherungsweise als Lösung der entsprechenden Schrödingergleichung — unseres Universums bekämen, wenn wir diese Gleichung tatsächlich aufstellen könnten.

Dass es uns, ihrer extrem hohen Komplexität wegen, niemals gelingen wird, sie aufzustellen oder gar zu lösen, ist eine andere Sache, hier aber nicht weiter relevant. Es bedeutet lediglich, dass es uns niemals gelingen wird, alle Information, die uns die Natur liefert, tatsächlich zur Kenntnis zu nehmen.

Auch kannst du zu dieser durch die Natur gemachten "Aussage" gerne noch die Naturgesetze dazunehmen, die regeln, wie Quanten wechselwirken, wenn sie sich zu nahe kommen. Wichtig ist: Diese Gesamtaussage
  • kommt von der Natur,
  • wird durch jedes Elementarereignis leicht revidiert
  • und beschreibt den Zustand des  g e s a m t e n  Inhalts der Raumzeit aus der (relativen) Sicht eines einzigen Events der Raumzeit.


Henry aus 1961-45:
 
Möglichkeiten "Potentia" sind nicht "existent", sondern ein Gedankenkonstrukt. Wenn sie existent wären, gäbe es nichts Neues unter der Sonne und damit überhaupt nicht die Möglichkeit für ein Update (wo sollte die Information für ein Update herkommen, wenn alles bereits existiert?).

Potentia — gesehen als durch die Natur erstellte Planung von etwas, das in Teilen Fakt werden wird, oder Fakt werden könnte ( wenn bis dahin die Wellenfunktion nicht umdefiniert wird), existiert sehr wohl: Sie existiert als angedachte Zukunft.
Du willst dich also ganz offensichtlich nur meiner Wortwahl nicht anschließen.



Henry aus 1961-45:
 
Die Nichtgleichzeitigkeit von Ereignissen führt wegen der Gleichberechtigung aller Beobachter zu einem Universum, in alles bereits geschehen ist, das unabänderlich als "Block" in seiner Gesamtheit zu sehen ist (darauf spielt Einstein im Übrigen an, wenn er sagt, das die Scheidung zwischen Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft eine – wenn auch hartnäckige – Illusion ist).

Was Einstein damit meint ist lediglich, dass es keine vom Beobachter unabhängige Gegenwart gibt.
Für jeden Beobachter einzeln existiert die strenge Trennung von Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft aber durchaus.



Henry aus 1961-45:
 
Da Raum und Zeit nicht getrennt betrachtet werden können, und da die Raumzeit NICHT relativ ist, ist die Aussage "Zeit, Raum UND Zustand sind relativ" falsch.

Es ist zwar richtig, dass die Raumzeit nicht relativ ist, Zeit, Raum und Zustand sind es aber dennoch, da Beobachter, die sich relativ zueinander bewegen (oder die unterschiedlich starker Beschleunigung unterliegen) zeitliche und räumliche Abstände — und deswegen z.B. auch Geschwindigkeiten — als unterschiedlich groß sehen ( Der Begriff "relativ" steht ja gerade für die Tatsache, dass die Sichten der Beobachter i.A. beobachterspezifisch sind, und dass dem wirklich so ist, wirst du ja wohl nicht bestreiten wollen — oder doch? ).

Hier also stört dich ganz offensichtlich nur meine Sprechweise.

Über die aber will ich mich nicht streiten (denn ich bin sicher, dass du durchaus in der Lage bist, meine Sprechweise auf deine eigene abzubilden).

Nebenbei:

Die durch Zeilinger entdeckte Relativität des Zustandes eines Quantensystems, das NUR in der Vergangenheit existiert,
bezieht sich nicht auf Beobachter,
sondern auf die ständig wachsende Menge all dessen, was schon Fakt wurde.



Beste Grüße,
grtgrt

 

  Beitrag 1915-133
Existiert alles Existierende nur als Information über sich selbst?

 
 
Gregor Lämmer aus 1915-132:
 
Eigentlich existiert für mich kein Quantensystem, sondern ein Informationssystem, das Quanten hervorbringt.

Somit ist bei mir Existenz nichts anderes als die Information über die Existenz!


Ja Gregor,

so sehen ich und einige andere das inzwischen auch: siehe Beitrag 1961-1 und meine aus den Überlegungen in 1961-4 kommende Aussage:



Ein Ding D(Q) existiert in genau dem Ausmaß,

in dem — wie indirekt auch immer — Information darüber existiert.

( Information verstanden als Menge wahrer Aussagen )



Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 1915-134
Ist selbst Wirklichkeit einfach nur Information?

 
 
An alle:

Die durch Gregor und mich in 1915-133 dargelegte Meinung teilt z.B. Andreas Mücklich. Er schreibt:


Wirklichkeit = Information über die Wirklichkeit


und ergänzt dann noch eine interessante Idee, die ich so noch nirgendwo angedeutet fand:


Mücklich sieht jedes Quantenobjekt als eine Portion von Information, die darzustellen nur endlich viel Speicher zur Verfügung steht.
Dessen Größe wiederum sei durch den Typ des Objekts bestimmt.

Wenn das so zuträfe, so zeigt er, würde sich aus der Endlichkeit des Speichers eine Begründung für Heisenbergs Unschärfe-Relation ergeben:

Seine Argumentation hierfür:
    Stehen z.B. zur Darstellung von Ort und Impuls eines Teilchens zusammengenommen nur endlich viele Bits zur Verfügung, so können durch sie nicht beide Größen beliebig genau dargestellt sein: Je genauer der eine Wert, desto mehr Bits werden zu seiner Darstellung benötigt, und umso weniger genau kann der andere festgehalten sein.
    Zusätzlich — so würde dann auch gelten — kann  a u c h  e i n z e l n  keine Größe mit beliebiger Genauigkeit definiert sein. Man hätte dann also sogar noch eine Verschärfung der Unschärfe-Relation gefunden (!).

Mit dieser Deutung steht Mücklich zunächst alleine — interessant aber finde ich sie allemal.

Gruß, grtgrt


Quelle: Andreas Mücklich: "Das verständliche Universum" (2011), ab Seite 209

 

  Beitrag 1948-1
Die 7 verschiedenen Informationsbegriffe

 
 

Über sieben verschiedene Informationsbegriffe

Zwischenergebnisse auf dem Weg hin zu einer Antwort auf die Frage: Was ist Information im Sinne der Natur?



Information wird heute — neben Materie und Energie — vielfach als eine dritte Grundgröße angesehen (Brockhaus, S. 657). Information, als Begriff, scheint nicht auf andere Größen zurückführbar zu sein. Dennoch ist der Informationsbegriff fundamentaler Baustein aller Kommunikationsprozesse.


1. Der semantische (zwischen-menschliche) Informationsbegriff

Hier versteht man unter Information korrektes Wissen, welches man sucht, findet oder mitgeteilt bekommt.
Zwischen dem semantischen und dem nachrichtentechnischen Informationsgehalt einer Nachricht besteht KEINE wie auch immer geartete Beziehung:


2. Der nachrichtentechnische Informationsbegriff

Der Informationsgehalt einer Nachricht ist die Zahl binärer Entscheidungen, die man benötigt, eben diese Nachricht von einer ebenso komplexen anderen zu unterscheiden.

Da jede Nachricht eine Folge von Zeichen ist, kann auch jedes Zeichen als so eine Nachricht aufgefasst werden. Da nicht alle Zeichen mit gleicher Wahrscheinlichkeit auftreten, liegt es nahe, ihren Informationsgehalt mit der Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens zu gewichten. Werden diese Produkte aufsummiert, so erhält man eine Zahl, die man nach Shannon als mittleren Informationsgehalt, Informationsdichte oder auch als Entropie der Nachricht bezeichnet.


3. Der sprachwissenschaftliche Informationsbegriff

Er verfeinert den semantischen Informationsbegriff dahingehend, dass neben Syntax und Semantik einer Nachricht auch noch deren Pragmatik Gegenstand der Betrachtung sein kann: Es kann vorkommen, dass unterschiedliche Empfänger ein und derselben Nachricht ihr unterschiedliche Information entnehmen (Pragmatik = empfängerspezifische Sicht auf semntische Inhalte).


4. Der kybernetische Informationsbegriff

Zunehmende Ordnung bedeutet zunehmende Information: Information ist das, was den Unterschied ausmacht.
Wo kybernetischer Informationsgehalt zunimmt, reduzieren sich Entropie und nachrichtentechnischer Informationsgehalt (und umgekehrt).
Die Kybernetik (das Wort bedeutet eigentlich "Steuermannskunst") abstrahiert reale Systeme hinsichtlich gewisser Eigenschaften und Verhaltensweisen zu Modellen — die man dann kybernetische Systeme nennt — und untersucht deren Struktur und Verhalten.


5. Der naturwissenschaftliche Informationsbegriff

Er wurde wesentlich geprägt durch Carl-Friedrich von Weizsäcker (Physiker und Philosoph) und kennzeichnet sich so:

Ein Telegramm enthält Information. Ist die nun als etwas Materielles oder Bewußtseinsinhalt? Antwort: weder noch:
  • Die Druckerschwärze auf einem per Fax versandten Papier ist verschieden von der Druckerschwärze des beim Empfänger ankommenden Exemplars: "Information ist gerade das, was beiden Zetteln gemeinsam ist" (Weizsäcker 1974).
  • Ähnliches gilt für den (pragmatischen) Inhalt jeder Nachricht: Das, was der Absender gedacht hat, kann verschieden sein von dem, was der Empfänger denkt. Dennoch ist beiden etwas gemeinsam. Eben das ist Information.
Und daraus folgert Weizsäcker:

"Man beginnt sich daher heute daran zu gewöhnen, daß Information als eine dritte, von Materie und Bewußtsein verschiedene Sache aufgefaßt werden muß. Was man damit entdeckt hat, ist an neuem Ort eine alte Wahrheit. Es ist das platonische Eidos, die aristotelische Form, so eingekleidet, daß auch ein Mensch des 20. Jahrhunderts etwas von ihnen ahnen lernt." (Weizsäcker 1974)


6. Der biologische Informationsbegriff

Weizsäcker findet den Gebrauch des Informationsbegriffs in Zusammenhang z.B. mit dem Chromosomensatz "völlig legitim" (Weizsäcker 1974), obwohl hier niemand spricht oder einem anderen Menschen etwas mitteilt. Spannende Frage also:

Wie lässt sich Information jenseits der menschlichen Sprache verstehen?


Und wie lässt sich verstehen, dass die Natur ganz offensichtlich Information erzeugt, wo doch gilt:

» Information ist nicht etwas, was auf der Straße herumliegt so wie Kieselsteine, sondern
Information wird erzeugt; und sie wird erzeugt nur von denjenigen, welche imstande sind, in Begriffen zu denken. «
(Weizsäcker 1973)



7. Der physikalische Informationsbegriff

Wäre so einer schon erarbeitet, müsste er wohl mindestens den biologischen und den kybernetischen verallgemeinern (und gemeinsame Wurzel beider sein).
Nicht vergessen sollte man: Auch auf der Ebene physikalischer Systeme treten Phänomene der selbstorganisierten Strukturbildung auf, die weit mehr auf Freiheitsgrade zurückzuführen sind als auf ein Ursache-Wirkungs-Verhältnis.

Somit scheint Information die Grundlage aller Selbstorganisation zu sein.



Siehe auch: Capurro, wo u.A. berichtet wird, wie Weizsäcker den Begriff "Evolution" einordnet:

Die moderne Naturwissenschaft basiert nicht nur auf dem Begriff der Erfahrung, sondern auch auf dem der Evolution.


Was bedeutet Evolution?


Antwort: Evolution ist "Vermehrung der Menge an Form", oder anders formuliert: ein "Anwachsen der Information" (Weizsäcker 1973).

Und: "Information ist nur, was Information erzeugt." (Weizsäcker 1974).



Auch der großen Frage, wie Bewusstsein entsteht, ist Weizsäcker (allerdings ohne Ergebnis) nachgegangen:


» Das Bewußtsein taucht in der Evolution aus dem Meer des Unbewußtseins auf.
Ist also doch Form das Zugrundeliegende und Bewußtsein eine ihrer Ausprägungen? «

» Aber wie kann Form Bewußtsein erzeugen? Ist sie selbst geistig? Was könnte man damit meinen? «

(Weizsäcker 1992)



Gebhard Greiter (grtgrt)
 

Nachtrag (am 15.2.2013):

In seinem Buch "Die Evolution des Geistigen" weist Thomas Görnitz darauf hin, dass jedes physikalische Objekt — als Träger von Information —

  • zugängliche und auch
  • nicht zugängliche Information (Entropie)

trägt bzw. tragen kann. Wichtiger Teil seiner zugänglichen Information ist die Information darüber, an welcher Stelle im Universum es sich befindet.

Allgemeiner: Genau der Teil seines Zustandes, den die Natur uns (im Prinzip wenigstens) zugänglich macht, ist Träger seiner zugänglichen Information.


Wie Görnitz auf den Seiten 156-158 seines Buches zeigt, kann berechnet werden, wie groß die Entropie eines Objekts ist:

Zitat von Görnitz:
 
Wenn man sich ein Schwarzes Loch mit dem Materiegehalt unseres Universums denkt, so hätten beide gleiche Dichte und Ausdehnung. Ließe man nun noch ein Teilchen in das Schwarze Loch fallen, so würde des Teilchens zuvor zugängliche Information unzugänglich und damit zu berechenbarer Entropie.

Mit diesem Gedankenexperiment konnte ich zeigen, dass dann beispielsweise einem Planck-Black-Hole, dessen Entropie in unserem Kosmos 1 Bit ist, insgesamt etwa 1062 QuBits entsprechen (deren Menge zuvor als Menge unverborgener Information mit der Entropieformel nicht berechenbar war).

Für ein Proton [als Informationsträger ergibt sich so, aus den heutigen astronomischen Beobachtungsdaten, ein Wert von 1041 QuBits.

Das liegt sehr nahe am früher von C.F. v. Weizsäcker vorgeschlagenen Wert von 1042 QuBits.
 


Interessant ist auch, was er auf Seite 172 sagt:

Zitat von Görnitz:
 
Entropie ist Information, die unbekannt ist, entweder weil eine Kenntnisnahme zu aufwändig oder zu uninteressant wäre (wie beispielsweise das Schicksal eines einzigen Atoms in einem Gas).

Entropie ist — salopp gesagt — Informationsmüll, wie Akten nach dem Schreddern: alle Buchstaben sind noch da, aber man kann nichts damit anfangen. Man muss sie aber los werden, um Platz für Neues zu schaffen.

Problematisch an dieser seiner Aussage aber ist, dass sie nicht unterscheidet zwischen
  • Information, die man  i g n o r i e r t , und
  • Information, die uns prinzipiell  u n z u g ä n g l i c h  ist (wie etwa die in einem Schwarzen Loch oder die in Daten, zu denen die Natur uns noch keinen Decodierungsschlüssel zur Verfügung gestellt hat).

 

  Beitrag 1948-9
Henrys Meinung

 
Information

Nun gut, Information. Ein schwieriges Gebiet. Ich denke, es macht es nicht einfacher, dass wir uns bereits auf einer bestimmten Ebene der Information befinden, wenn wir hier über "Information" diskutieren, nämlich auf der Ebene, in denen wir Begriffen eine Bedeutung beimessen, denn gewöhnlich sehen wir doch in Information etwas, was uns Bedeutung vermittelt. Etwas, was Bedeutung hat, kann auch einen Wert haben ("Wert" nicht im Sinne von "wertvoll", sondern eher von "messbar"). Information ist also eigentlich eine Unterscheidungsmöglichkeit. Nur, wenn Information vermittelt, dass ein "Dieses" anders ist, als ein "Jenes", ist sie eine "nützliche" Information. Wobei "nützlich" eigentlich schon zu einer anderen Ebene gehört, nämlich zur Ebene der Interpretation von Information.

Wie ist nun die grundlegende Ebene, die kosmische Ebene zu sehen? Wenn ich das richtig sehe, beginnt mit Thermodynamik die Betrachtung von Information auf diese Weise, als die Beschreibung eines Systems in bestimmten Zuständen. Da sich die Thermodynamik mit Systemen beschäftigt, die aus ungeheuren Anzahlen von Teilen bestehen – z. B. die Moleküle in einem bestimmen Volumen von Gas – ist die Information, die daraus gewonnen wird, statistischer Natur.

Das Beispiel ist bekannt: In einem Behälter befindet sich Gas, dass durch eine Abtrennung auf einer Seite des Behälters gehalten wird. Das System "Gas" befindet sich - auf den gesamten Behälter bezogen - in einen ausgezeichneten Zustand. JEDE Änderung des Zustandes – in dem nämlich die Trennwand entfernt wird – ist vom ursprünglichen Zustand unterscheidbar. Hat der ursprüngliche Zustand die Wahrscheinlichkeit "eins", dass sich alle Moleküle in einer Hälfte des Behälters befinden, so geht die Wahrscheinlichkeit gegen "null", je länger die Trennwand entfernt ist (sie wird aber nie "null" werden).

Wenn das Gas sich im gesamten Behälter verteilt hat, wird sich jede Änderung des Zustandes makroskopisch nicht mehr ermitteln lassen, da wir nicht in der Lage sind, die Wege der einzelnen Moleküle zu verfolgen. Die Information über den tatsächlichen Zustand ist eine rein statistische Information, und das Ganze nennen wir Entropie, das heißt, die Entropie gibt uns eine Information über die Wahrscheinlichkeit eines Zustandes, und diese Wahrscheinlichkeit wird über Vektoren in einem so genannten Phasenraum dargestellt (drei räumliche und eine zeitliche Angabe oder "Freiheitsgrade", das multipliziert mit der Anzahl der beteiligten Teilchen, das ist anständig groß!).

Und diese Art der Berechnung auf den gesamten Kosmos erweitert ergibt den wahrscheinlichen Zustand (die Information) über eben den Kosmos, beginnend mit dem Urknall, der demzufolge in einem Zustand sehr niedriger Entropie begonnnen haben muss (und mit dieser Annahme gehen einige Probleme einher, das ist aber ein anderes Thema).

Nach meiner Ansicht ist aber der Zustand eines Systems vollkommen unabhängig davon, ob ein Beobachter das System wahrnimmt oder nicht, aber erst durch die Beobachtung des Zustandes formt sich Information, ganz im Sinne von "in-form-ieren", nicht überraschend halte ich also Information nicht für eine Grundgröße der Natur.
 

  Beitrag 1948-10
Ist Information die EINZIGE Grundgröße der Natur?

 
 
Henry aus 1948-9:
... erst durch die Beobachtung des Zustandes formt sich Information, ganz im Sinne von "in-form-ieren".

Kann man wirklich sagen, dass Information erst durch Betrachtung eines Zustandes entsteht?


Mir scheint, Zustand ist Darstellung von Information, und ihn zu betrachten, ist ein Weg, ihm einen Teil dieser Information zu entlocken, sie also nach anderswo hin zu übertragen, wodurch dann dort neuer Zustand — als Kodierung dieser und anderer Information — entsteht.

Auf diese Weise wäre auch nachvollziehbar, dass Weizsäcker sagt:

Information ist nur, was Information erzeugt.


Mir also scheint vernünftig zu sagen:

Zustand ist kodierte Information.


Man könnte dann weiterfragen:

Sind Energie und Masse nicht einfach nur Information in verschiedener Kodierung?


Wenn ja, wäre Information die EINZIGE Grundgröße der Natur (!).


 

  Beitrag 1948-11
Zustand ist (eine) Darstellung von Information, Information ist Zustandsabstraktion

 
 
µchip aus 495-1:
 
Wenn ich einen durch eine Trennwand unterteilten Behälter auf der einen Seite mit Stickstoff und auf der anderen mit Sauerstoff fülle, ist doch die Tatsache, dass die Gase getrennt vorliegen, auch eine Information. Warum "darf" sie einfach verschwinden, wenn ich die Trennwand rausnehme und die Entropie walten lasse?

Antwort:

Information ist Spiegelbild des Zustandes. Wird die Trennwand herausgenommen, mischen sich die Gase, es kommt dann also zu einem neuen Zustand (und auch dazu, dass die alte Information ungültig wird, sich also durch neue zu ersetzen hat).

 

  Beitrag 1948-15
Zum Informations-Erhaltungssatz (1)

 
 
Henry aus 1948-14:
 
Was heißt es denn, dass in dem Beispiel mit dem Gaskasten sich das Gas nahezu gleichmäßig verteilt, also Entropie wirkt? Es geht doch effektiv Information verloren! Falls das Universum wirklich so tickt, dass sich letztlich alles in (Wärme-) Energie umwandelt, kann die Vermutung, das in der Energie Information gespeichert ist, nicht zielführend sein.

Man muss das differenzierter sehen, denn mehr und mehr gleichmäßige Verteilung des Gases führt
  • zwar zu einer ABNAHME von Information im kybernetischen Sinne,
  • aber zu einer ZUNAHME von Information im nachrichten-technischen Sinn.

Abstrahiert man also von der Form, in der Information im System steckt, könnte man sagen: Am Informationsgehalt insgesamt ändert sich gar nichts (weswegen ich denn auch an den Erhaltungssatz für Information als Parallele zum Energie-Erhaltungssatz sehe).

grtgrt
 

  Beitrag 1948-27
Zum Informations-Erhaltungssatz (2)

 
 
Thomas der Große aus 1948-24:
Wohl kann man mit jedem Deiner 7 Informationsbegriffe eine ganze Bibliothek füllen.

Hi Thomas,

ich jedenfalls würde mir extrem schwer tun, damit eine ganze Bibliothek zu füllen.

Was ich (als eine Art Zusammenfassung meiner i.W. nur aus Capurros Papier entnommenen Erkenntnis) in Beitrag 1948-1 aufgeschrieben habe, war schon alles, was ich zu dem Zeitpunkt über das Thema wusste.

Zu dem Wenigen, was inzwischen dazu kam, bin ich auch nur gelangt beim Versuch, auf Beiträge anderer Forumsteilnehmer zu reagieren, durch den Versuch also, logisch zu denken.


Thomas der Große aus 1948-24:
Vielleicht wäre es ein Ansatz, die Informations-Begriffe durch Erhaltungssätze grob zu klassifizieren und damit entsprechenden Systemtheorien zuzuordnen,
denn in einem fliegenden Wechsel von Systemen werden wir kaum zu Potte kommen oder gar Deine Frage verstehen.

Für den zwischen-menschlichen Informationsbegriff (1) ebenso wie für den sprachwissenschaftlichen (3) kann ich mir keinen Erhaltungssatz vorstellen.


Was ich als den Erhaltungssatz für Information sehe, ist eher eine Definition. Sie lautet:

Für jedes in sich abgeschlossene System S gilt


( kybernetischer Informationsgehalt von S )  =  ( maximal durch S realisierbare Entropie ) – ( nachrichtentechnischer Informationsgehalt von S )



Bleiben uns also die Informationsbegriffe (5), (6) und (7).

Insbesondere an (7) — dem physikalischen Begriff der Information — sehen wohl nicht nur wir noch wirklich viele Fragezeichen.

Der beste Weg, sie zu klären bzw. eine Klärung zu versuchen, dürfte sein, dass wir uns gegenseitig alle nur denkbaren Fragen stellen und zu beantworten suchen. Wenn du und andere da mitmachen wollten, würde mich das sehr freuen.

Mit anderen Worten: Ich bin keineswegs schlauer als irgend jemand von euch, aber vielleicht schaffen wir es ja gemeinsam, uns gegenseitig etwas klüger zu machen. Genau das wäre doch wohl der Zweck eines solchen Forums (mal abgesehen vom Spaß, den man am Diskutieren selbst haben kann).

Beste Grüße,
grtgrt
 

PS: Die von mir favorisierte Definition des Begriffs » Information « findet sich in Beitrag 0-117.
 

  Beitrag 1948-16
Codierte, decodierte, und übermittelte Information

 
 
Henry aus 1948-12:
 
Man könnte alles Mögliche sagen: z. B. dass zu einer Codierung jemand gehört, der entcodiert. Ich bin der Überzeugung, dass Information erst durch einen Betrachter zu Information wird.

Hi Henry,

warum willst du die Sache komplizierter machen, als sie ist: Tatsache ist doch
  • es gibt durch Codierung festgehaltene Information
  • ebenso wie durch Decodierung extrahierte Information.

Weizsäcker sagt: Information im naturwissenschaftlichen Sinne ist der Durchschnitt beider (siehe Punkt 5 in Beitrag 1948-1).

Vielleicht wäre übermittelte Information ein treffenderes Wort für diesen Durchschnitt.

Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 1948-34
-

 
 
Henry in 1948-32:
Grtgrt in 1948-27:
 

Was ich als den Erhaltungssatz für Information sehe, ist eher eine Definition. Sie lautet:

Für jedes in sich abgeschlossene System S gilt


( kybernetischer Informationsgehalt von S )  =  ( maximal durch S realisierbare Entropie ) – ( nachrichtentechnischer Informationsgehalt von S )


Hi, Gebhard!

Das ist aber vollkommen falsch, denn für die Information gibt es keinen "Erhaltungssatz". Das ergibt sich schon aus dem steten Anwachsen der Entropie. Maximale Entropie = geringste Informationsmenge befindet sich in Schwarzen Löchern.

Hallo Henry,

du spricht allein nur von Information im nachrichtentechnischen Sinne — ich aber spreche von Information allgemein. Und da gilt halt tatsächlich:

Das Zunehmen der Entropie eines geschlossenen Systems ist einfach nur Umwandlung von in kybernetischer Form vorliegender Information (Ordnung) in nachrichtentechnisch betrachtbare Information (Unordnung).


Ordnung ebenso wie Unordnung sollte man als zueinander duale FORMEN von Information im physikalischen Sinne begreifen.

Information im physikalischen Sinne ist vergleichbar mit Energie: Auch die ist ja in verschiedenen FORMEN beobachtbar (z.B. als Masse).


Beste Grüße,
grtgrt
 

  Beitrag 1948-18
Über Zerfall und Evolution

 
 

Über Zerfall und Evolution


Sei S ein in sich abgeschlossenes, sich selbst überlassenes System, welches von einem Zustand z1 in einen Zustand z2 gerät.

Nehmen wir an, dieser Zustandsübergang sei atomar, seine Ursache also ein Elementarereignis (d.h. das spontane Entstehen eines Paares virtueller Elementarteilchen bzw. Kollision und Neuaufteilung von Elementarteilchen).

Nach Beitrag 1948-15 ist jeder Zustand z von S eine Mischung aus

  • Ordnung einerseits (Synonym: z.O = Form = kybernetischer Informationsgehalt) und
  • Unordnung andererseits (Synonym: z.U = Entropie = nachrichtentechnische Informationsdichte).

Den Fall z1.O = 0 mal ausgenommen, gibt es stets sehr viel mehr Zustände des Systems, die ungeordneter sind als Zustand z1. Da zudem jedes Elementarereignis absolut zufälliges Ergebnis hat, ist die Wahrscheinlichkeit, dass es zu einem weniger geordneten Zustand z2 führt größer als die, dass z2 geordneter als z1 ist.

Mit anderen Worten:

Die Wahrscheinlichkeit, dass der Zustandsübergang Zerfall bewirkt, ist größer als die, dass er evolutionär wirkt (d.h. zu mehr Form bzw Ordnung führt).


Dennoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass er Evolution zur Folge hat eben NICHT Null.


 

  Beitrag 1948-21
Warum Evolution nicht ständig schon im Keim erstickt wird

 
 
Henry aus 1948-19:
 
Du musst etwas ganz Entscheidendes berücksichtigen, denn die Beschreibung rein thermodynamisch ist nur die halbe Miete:
Die Gravitation! Sie wirkt dem "allgemeinen Zerfall" entgegen.

Hi Henry,

die rein thermodynamische Sicht ist tatsächlich nur die halbe Miete, das aber keineswegs der Gravitation wegen:

Die Wahrscheinlichkeit, mit der ein Zustand z per Elementarereignis Nachfolgezustand von z1 wird ist nämlich nur in sehr geringem Maße dadurch gegeben, um wieviel mehr oder weniger er geordnet ist als z1. Wesentlich entscheidender ist, wie unterschiedlich z von z1 ist.


Schließlich und endlich kann ein Elementarereignis den Systemzustand ja nur marginal abändern!


Beste Grüße,
grtgrt
 

  Beitrag 1948-20
Warum nicht nur das Ausmaß an Ordnung den Nachfolgezustand bestimmt

 
 
Henry aus 1948-12:
 
Ich bin der Überzeugung, dass Information erst durch einen Betrachter zu Information wird.

Hallo Henry,

wenn jemand aus einem Systemzustand "Information" X entnimmt, die durch nichts und niemand dort reingelegt wurde, dann ist X reine Phantasie, Desinformation also.

Genau deswegen scheint mir dein Modell in die Irre führend (also NICHT sinnvoll).

Beste Grüße,
grtgrt
 

  Beitrag 1948-35
Von Schwarzen Löchern freigegebene Information

 
 
E... aus 1948-31:
Guten Morgen Grtgrt.

Dein Erhaltungssatz bzw. Definition bezieht sich auf abgeschlossene Systeme. Nun ist ein schwarzes Loch mit Sicherheit ein abgeschlossenes System.
Was geschieht Deiner Meinung nach mit den Informationen die in ihm (dem schwarzen Loch) verschwinden? Bleiben sie dergestalt erhalten das man sie wieder ans Tageslicht befördern kann?

Hi E...,

diese Frage solltest du Steven Hawking stellen. Soweit ich weiß
  • war er urprünglich der Meinung, in einem Schwarzen Loch festgehaltene Information wäre daraus nicht mehr zu befreien.
  • Später aber hat er erkannt, dass dem nicht so ist, da Schwarze Löcher sich (sehr) langsam, aber doch sicher selbst auflösen durch Abgabe von etwas, das man heute wohl die "Hawking Strahlung" nennt. Sie "verdampfen" regelrecht. Damit wird auch jene Information wieder frei: in Form vom Schwarzen Loch abgegebener Entropie.

Gruß, grtgrt
 

PS: In Wikipedia liest man: "Die Hawking-Strahlung bedeutet eine Verletzung des zweiten Hauptsatzes der Schwarzloch-Dynamik, da die Strahlung die Masse – und damit die Horizontfläche – des Schwarzen Loches verringert. Allerdings wird gleichzeitig eine entsprechende Menge Entropie in Form von Strahlung abgegeben, was einen tieferen Zusammenhang zwischen beiden Größen nahelegt."

 

  Beitrag 1948-36
-

 
Thomas der Große aus 1948-30:
Grtgrt aus 1948-27:
 
Für jedes in sich abgeschlossene System S gilt:


( kybernetischer Informationsgehalt von S )  =  ( maximal durch S realisierbare Entropie ) – ( nachrichtentechnischer Informationsgehalt von S )


Hallo Grtgrt,

... z.B. könnte gerade die Idee des geschlossenen Systems der Erkenntnis im Wege stehen.

Hi Thomas,

die Voraussetzung "geschlossenes System" ist unverzichtbar. Ansonsten nämlich könnte man rein gar nichts mehr sagen.

Gruß,
grtgrt
 

  Beitrag 1948-38
-

 
 
Henry aus 1948-37:
 
Bevor Schwarze Löcher "verdampfen", muss sich das Universum auf eine Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt abgesenkt haben, denn nur, wenn die Temperatur der Löcher größer ist als die Umgebungstemperatur können sie überhaupt verdampfen.

Damit, Henry, liegst du wohl falsch, denn in Wikipedia wird berichtet (Zitat):

"Große Schwarze Löcher, wie sie aus Supernovae entstehen, haben eine so geringe Strahlung, dass diese im Universum nicht nachweisbar ist. Kleine Schwarze Löcher haben dagegen nach dieser Theorie eine deutliche Wärmestrahlung, was dazu führt, dass ihre Masse rasch abnimmt. So hat ein Schwarzes Loch der Masse 1012 Kilogramm – der Masse eines Berges – eine Temperatur von etwa 1011 Kelvin, so dass neben Photonen auch massebehaftete Teilchen wie Elektronen und Positronen emittiert werden. Dadurch steigt die Strahlung weiter an, so dass so ein kleines Schwarzes Loch in relativ kurzer Zeit völlig zerstrahlt (verdampft)."

grtgrt
 

  Beitrag 1948-39
Entropie und Informationskapazität werden mit derselben Elle gemessen

 
 
Henry aus 1948-37:
Nein, ich sprechen NICHT von Information im nachrichtentechnischen Sinne, sondern von Information bzg. auf die Thermodynamik. Die Entropie beschreibt das abgeschlossene System, das sich stetig durch permanente Umwandlung aller Energien in Wärmeenergie einem Zustand minimaler Information und maximaler Entropie zubewegt.

Hi Henry,

du scheinst noch nicht realisiert zu haben, dass die Begriffe

» Entropie « und » fehlender Informationsgehalt « gleiche Definition haben.


Es ist zudem falsch zu glauben, dass das System durch "ständige Umwandlung aller Energien" einem Zustand mit minimalem Informationsgehalt zustrebt.

Richtig ist: Der Bewegung seiner Teilchen wegen wechselt das System ständig seinen Zustand. Und hierbei ergibt sich, dass der neue Zustand i.A. einer ist, der weniger Informationsgehalt hat als der ursprüngliche. Ursache hierfür ist: Es gibt deutlich mehr Zustände, die anderen gleichen, also Zustände, die recht individuell aussehen (und daher hohen Informationsgehalt haben).

Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 1948-46
Voraussetzung für die Anwendbarkeit des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik ist ...

 
 
Thomas der Große aus 1948-42:
 
Jedenfalls wäre es toll, wenn Du Deinen Erhaltungssatz an Beispielen erläutern könntest.


Hi Thomas,

ein ganz zentrales Beispiel ist der 2. Hauptsatz der Thermodynamik. Er stellt fest:


Ein großes System von Teilchen, die sämtlich ein und denselben Freiheitsgrad haben,

wechselt schrittweise all seine kybernetisch dargestellte Information (Ordnung also) in nachrichtentechnisch dargestelle um.



Die Vorbedingung, dass sämtliche Teilchen des Systems denselben WDDF haben, ist notwendig, wie folgendes Beispiel zeigt:

Nimm an, du hast einen großen, mit Wasser gefüllten Topf, in den man dann eine gute Portion sehr feinen Quarzsand gibt und gut umrührt. Nachdem der Sand sehr fein ist, wird er sich beim Umrühren fast gleichmäßig im Wasser verteilen, so dass, wenn man das Rumrühren aufhört, ein System "braune Brühe" existiert, welches fast schon maximal mögliche Entropie hat (d.h. fast alle darin enthaltene Information liegt in nachrichtentechnischer Form vor).

Nachdem man den Topf dann aber einige Stunden oder gar Tage in Ruhe hat stehen lassen, werden sich die Sandteilchen — da ihr spezifisches Gewicht größer ist als das von Wasser — fast alle ganz am Boden des Topfes befinden, und das Wasser drüber wird klar und rein sein.

Das, so denkt man zunächst, widerspreche dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik. In Wirklichkeit aber ist dem keineswegs so:

Da nämlich jedes Sandteilchen höheres Gewicht als ein Wasseratom hat, zerrt die Gravitationskraft an jedem einzelnen Sandteilchen viel mehr als an jedem einzelnen Wasser­atom. Die Voraussetzung also, dass sämtliche gegeneinander beweglichen Teilchen im Topf identischen WDDF haben müssen, ist NICHT gegeben, und so lässt sich der Satz gar nicht erst anwenden (!).


Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 1999-46
Leben — Information — Entropie

 
 

Görnitz über

Leben, Information, Entropie


Zitat von Görnitz, S 173:
 
Information ist zu begreifen als eine Entität, die dadurch definiert ist, letztlich auf sich selbst bezogen zu sein.


Information ist wesentlich Codierung, also Information über Information.

 


  • Die Alltagssprache meint mit Information meist den Informationsgehalt. Streng genommen aber kommt man zu dem erst durch Decodierung.
  • Unter Bedeutung ist etwas zu verstehen, was erst der Empfänger der Information ihrem Informationsgehalt zuordnet.
  • Leben, so Görnitz, zeichnet sich dadurch aus, dass nur Lebendes in der Lage ist, einer Information Bedeutung zuzuordnen:


Zitat von Görnitz, S 173 (leicht komprimiert):
 
Der wichtigste Gesichtspunkt für eine Erklärung von Leben ist aus unserer Sicht


aktive interne Informationsverarbeitung:

Lebewesen sind dadurch ausgezeichnet, dass sie auf Information aus ihrer Umwelt reagieren können [ und in der Lage sind, ihr Bedeutung zuzuordnen ].



... Dies geschieht, indem Lebendes eingehende Information mit schon vorhandener Information verknüpft (vor allem mit solcher, die Abläufe in ihm steuert).

... Dann wird aufgrund der entstehenden Verbindung von neuer und vorhandener Information eine Reaktion erfolgen können.
 


Grtgrt aus 1948-1:
 
Interessant ist auch, was Görnitz auf Seite 172 sagt:

Zitat von Görnitz:
 
Entropie ist Information, die unbekannt ist, entweder weil eine Kenntnisnahme zu aufwändig oder zu uninteressant wäre (wie beispielsweise das Schicksal eines einzigen Atoms in einem Gas).

Entropie ist — salopp gesagt — Informationsmüll, wie Akten nach dem Schreddern: alle Buchstaben sind noch da, aber man kann nichts damit anfangen. Man muss sie aber los werden, um Platz für Neues zu schaffen.

Problematisch an dieser seiner Aussage aber scheint mir, dass sie nicht unterscheidet zwischen
  • Information, die man  i g n o r i e r t , und
  • Information, die uns prinzipiell  u n z u g ä n g l i c h  ist (wie etwa die in einem Schwarzen Loch oder die in Daten, zu denen die Natur uns noch keinen Decodierungsschlüssel zur Verfügung gestellt hat).


Seitenangaben beziehen sich auf Görnitz' Buch "Die Evolution des Geistigen" (2008)

Früher kaum dargestellte Aspekte der Quantenphysik erläutert Görnitz auch in seinem anderen Buch: "Quanten sind anders" (1999, 2006).


 

  Beitrag 1999-48
Was genau man unter absolutem Zufall verstehen sollte

 
 
Harti aus 1999-20:
Hallo Grtgrt, ...

Grtgrt aus 1999-18:
Kurz: Ich gehe davon aus, dass jene Auswahl tatsächlich absolut zufällig  i s t  (und uns nicht nur als absolut zufällig  e r s c h e i n t ).

Die Annahme "absoluten Zufalls" im Naturgeschehen, also die Feststellung, dass eine Wirkung absolut keine Ursache hat, ist unwissenschaftlich, also reine Glaubenssache. Diese Ansicht ( "Theorie") kann nämlich nicht widerlegt werden. Diese Folgerung wurde meines Wissens auch nicht von den Vertretern der Kopenhagener Deutung gezogen; was man allerdings nicht sicher sagen kann, weil die "Kopenhagener Deutung" unterschiedlich vertreten wird.

Hallo Harti,

im Grunde genommen sehe ich das auch so.

Andererseits aber scheint mir die Kopenhagener Deutung — insbesondere in der Vertiefung, die auch Anton Zeilinger vertritt — in sich konsistenter als anderes. Ich bin insbesondere ein Anhänger der Ansicht (oder Definition):

Alles was existiert, existiert nur in dem Ausmaß, in dem Information darüber existiert.


Wendet man das auf den Begriff » Zufall « an, so muss man sagen:


Man sollte genau dort von  a b s o l u t e m  Zufall sprechen,

wo etwas geschieht, über dessen Ursache die Natur uns keinerlei Information zur Verfügung stellt.


Beste Grüße,
grtgrt
 

 Beitrag 0-129
Wie sich die Gravitationskraft mit der elektrostatischen Kraft vergleicht

 
 

 
Gravitation und elektrostatische Kraft

 
 
Leider ignoriert das Standardmodell der Elementarteilchenphysik die Gravitationskraft. In praktischer Hinsicht allerdings ist das kein Problem, denn die zwischen zwei Elektronen wirkende Gravitationskraft ist um den Faktor 1043 geringer als die elektrostatische Kraft.
 
Sie zu vernachlässigen ist daher in etwa dasselbe, als würde man bei der Vermessung des beobachtbaren Universums eine Strecke außer Acht lassen, die dem Durchmesser eines einfachen Atomkerns entspricht.
 
 
Dass die Wirkung der Gravitation so gering ist, mag überraschen, wo wir doch wissen, dass sie ganze Planetensysteme, ja sogar Galaxien zusammenhält. Doch dass die Gravitation in der makroskopischen Welt so stark erscheint, liegt einfach nur daran, dass sich hier die Wirkung einer gigantischen Anzahl von Materieteilchen summiert, wohingegen die elektrostatische Kraft sich der Ladungsneutralität der Atome wegen weitgehnd selbst neutralisiert.
 
 
Dennoch: Die Einbindung der Gravitationskräfte in ein vollständiges Bild der Fundamentalkräfte ist ein ganz zentrales Problem der Physik — bisher aber noch ungelöst.

 

 Beitrag 0-138
Zur Vereinheitlichung der Theorien aller physikalischen Grundkräfte

 
 

 
GUT — die erfolgreiche Vereinheitlichung dreier Grundkräfte

 
 
Die sog. schwache Wechselwirkung ist zuständig für Phänomene wie den radioaktiven Zerfall.
 
Theorien, sie zu beschreiben, hatten zunächst immer wieder mit Problemen zu kämpfen, die im Zuge neuer Experimente sichtbar wurden. Erst als es zu einer Vereinheitlichung mit der Quantenelektrodynamik kam — zur sog. elektroschwachen Theorie — konnte man stets Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen erzielen.
 
Das Bild, das sich durch diese Vereinheitlichung ergab, war so überzeugend, dass man im gleichen Stil auch noch die starke Wechselwirkung — sie hält die Nukleonen zusammen — mit einzubeziehen versuchte.
 
Was so entstand, war die sog. Grand Unified Theory (GUT). Auch sie hat bisher alle Prüfungen bestanden. Sogar ihr lange Zeit noch fehlender letzter Baustein, das Higgs-Teilchen, wurde inzwischen experimentell bestätigt.
 
 
Auf Quantenebene also ist das Programm der Vereinheitlichung der Theorien, die Kräfte beschreiben, vorzüglich vorangekommen.
 
Der zunächst letzte große Schritt bestünde nun darin, die GUT mit Einsteins Theorie der Gravitation zusammenzuführen.
 
Wie schwierig sich das gestaltet, kann ermessen, wer bedenkt, dass Einstein bis an sein Lebensende vergeblich versucht hat, die gravitative mit der elektro­magne­tischen Wechselwirkung zusammenzuführen. Er war hierin aber nicht erfolgreich, was bemerkenswert ist, da er einerseits beim Erfinden seiner Gravitations­theorie von Vorbild der Maxwellschen Theorie mit ausgegangen war und man andererseits einige Jahre lang dachte, mit der Kaluza-Klein-Theorie dem Ziel schon sehr nahe zu sein.

 

  Beitrag 1896-27
Mathematische Gesetze sind Naturgesetze

 
Grtgrt aus 1896-1:
 
Mathematische Gesetze sind Teil der Natur
und Mathematik kann als der Teil der Physik verstanden werden, der diesen Teil der Natur entdeckt
und diskutierbar macht (modelliert).

 
Mathematik ist kein Teil der Natur (wenn wir Natur als physikalischer Realität verstehen) . Mathematik ist ein gedachtes Medium, in dem besondere Eigenschaften und Gesetzmäßigkeiten der Natur sich wiederspiegeln. Dennoch ist das Spiegelbild nie gleich mit Originalbild zu setzen.

Mathematische Gesetze brauchen keine Physik um diskutierbar zu sein. Es genügt ihnen das eigene Medium, die eigene Sprache. Die Physik braucht dagegen die Mathematik für die Beschreibung ihrer Modelle.

Mathematik kann nicht als Teil der Physik verstanden werden, weil beide unterschiedliche Beobachtungsobjekte haben. Man könnte Sagen der Physiker guckt nach Außen, der Mathematiker nach Innen. Physiker sucht Zusammenhänger zwischen physikalischen Objekten, die er in seine gedachten Modellen, Theorien beschreibt und auf die Weise nähert sich dem Mathematiker, der mit abstrakten – gedachten- Objekten arbeitet. Übrigens ganz trennen die beiden(und andere) geht nicht. Weil die Mathematik eine abstrakte Spiegelung der Realität darstellt, nährt sie sich aus der Erkenntnissen anderer Bereiche. Es gibt ihr stoß sich weiter zu entwickeln (z. B. neue Algebra mit der Entwicklung der Quantenphysik) und im Gegenzug liefert sie der Naturwissenschaften neue Werkzeuge zur Beschreibung der Natur, die ihrerseits beschleunigen die Entwicklung der jeweiligen Wissenschaften.

Die quantenphysikalische Phänomene, die unseren alltäglichen Erfahrung entfliehen scheinen, verleiten die Lösung in reiner Mathematik zu sehen. Dennoch auch hier bleiben die wichtigsten Unterscheidungskriterien erhalten: Mathematik beschäftigt sich mit abstrakten Einheiten, die von Mensch kreiert worden sind und Physik mit objektiv vorhanden Natur. Hier aber kann die Mathematik hilfreich sein, um die Analogien in der Natur zu zeigen (die etwa gleichen mathematischen Muster zeigen), die uns das für unsere Wahrnehmung versperrte Welt verständlicher zu machen.
 

  Beitrag 1896-29
Naturgesetz Geometrie

 
 

Geometrische Gesetze sind durch die Natur gegebene Gesetze — der Mensch erfindet lediglich Begriffe und Notation, sie zu formulieren!

Das ist nun mal so!


grtgrt
 

  Beitrag 1896-34
Zwei Klarstellungen

 
Hallo ihr beiden (Irena & Henry),

eigentlich wollte ich das Thema nicht weiter diskutieren, da ich all meine Argumente ja schon genannt habe (und somit nichts mehr weiter zu sagen habe).

Mindestens zwei Klarstellungen sind aber wohl doch noch notwendig:

Zitat von Irena:
 
Nehmen wie logisch deine Aussage auseinander:
"... Gesetze sind Teil der Natur". Lassen wir jetzt außen vor die Tatsache, dass es um die mathematische Gesetze geht. Wie kann Gesetze ein Teil der Natur sein? Die Natur ist ein System von physikalischen Objekten. Die Gesetze sind ein Merkmal der Natur. So etwa wie du würdest sagen "die Farbe ist ein Teil dieses Gegenstands".
 

Ich habe nirgendwo behauptet, Gesetze seien Teil der Natur (wie du, Irena, mir hier in den Mund zu legen versuchst).
Meine Aussage war, das ich mathematische Gesetze für Naturgesetze halte.


Zitat von Henry:
 
Und denkst du wirklich, dass "die theoretische Physik die Natur modelliert"? Könnte es nicht eher sein, dass die theoretische Physik Modelle darüber erstellt, wie sich bestimmte Sachverhalte in der Natur zueinander verhalten? Die Physiker finden die Natur vor, sie modellieren sie nicht.
 

Da gebe ich dir völlig recht.

Problem nur: Du unterstellst mir, dass ich durch den Gebrauch des Wortes modellieren hätte suggerieren wollen, dass wir so die Natur gestalten (statt nur den Versuch zu unternehmen, sei hinsichtlich gewisser Aspekte nachzubilden). Glaubst du im Ernst, dass das von mir so gemeint war?

Im übrigen kann ich nicht erkennen, dass sich irgendwer hier in diesem Forum präziser ausdrückt als ich. Die Unzweideutigkeit all unserer Formulierungen ist ja schon allein dadurch begrenzt, dass wir Umgangssprache nutzen (statt formaler Sprache).

Das ist wie in der Mathematik auch: Fast alle Beweise dort sind weitgehend in Umgangssprache niedergeschrieben, zerlegen also nur große Gedankensprünge in kleinere, deren Nachvollziehbarkeit man dann einfach als gegeben voraussetzt (obgleich sie bei einem Leser gegeben, beim anderen aber nicht gegeben sein kann). Alle Beweis in ausschließlich formaler Notation zu formulieren würde sie eindeutiger, aber keineswegs verständlicher machen. Ganz zu schweigen davon, dass unser Leben dann einfach zu kurz wäre, mehr als nur recht seichte Aussagen wirklich zu beweisen ...


Auf jeden Fall muss ich euch beiden ins Stammbuch schreiben:

Richtig zu zitieren setzt voraus, dass man die zitierte Formulierung so interpretiert, wie der Kontext, in dem sie sich fand, suggeriert. Hättet ihr das getan, wäret ihr nie auf die Idee gekommen, mir zu unterstellen, dass ich gesagt hätte
  • alle Gesetze seien Naturgesetze oder
  • Modellierung in meinem Sinne geschehe im Glauben oder in der Absicht, dadurch die Natur zu gestalten.

Im Berlin steht eine Plastik, die Willy Brandt darstellt. Hat der Künstler damit die Person Willy Brandt modelliert oder nicht? Und wie vollständig?

Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 1896-40
Gesetze zu formulieren bedeutet NICHT, sie zu erfinden

 
Okotombrok aus 1896-39:
Geometrische wie auch mathematische Gesetze sind vom Menschen formulierte Gesetze als Äquivalent zu in der Natur durch Beobachtungen gefundene Gesetzmäßigkeiten und stellen darüber hinaus Idealisierungen dar.

Hi Okotombrok,

dass man in der Natur selten sehr regelmäßige Formen findet (wie etwa einen exakten Kreis, ein exakt rechtwinkliges Dreieck, oder auch nur eine exakt ebene Fläche) ist eine Sache (und von mir unbestritten).

Auf keinen Fall aber sind mathematischen Gesetze — etwa jene, die sagen, wie die Länge der Katheden eines (wirklich exakten) rechtwinkligen Dreiecks die Länge seiner Hypothe­nuse bestimmt, oder wie der Radius einer wirklichen exakten Kreislinie auf einer wirklich flachen Fläche mit die Länge ihren Umfangs beschreibt — nur beobachtete Gesetzmäßigkeiten:

All dieses sind logisch wirklich BEWEISBARE mathematische Gesetzmäßigkeiten. Sie haben nichts, aber auch rein gar nichts mit der Tatsache zu tut, dass wir nicht beliebig genau beobachten können oder dass z.B. die Heisenbergsche Unschärferelation wirklich gilt.

Die Kreiszahl π etwa ist durch den Menschen beliebig genau errechenbar (sie existiert ohne jede Unschärfe) — ihre Größe ist ein Naturgesetz.

Sie ist übrigens ein schönes Beispiel einer Konstanten, von der selbst theoretische Physiker nicht im Traum annehmen würden, dass sie sich im Laufe von Milliarden Jahren ein klein wenig ändern könnte (so wie man das von anderen Naturkonstanten keineswegs ganz ausschließen möchte).

Ich bin also weiterhin der festen Meinung:


Mathematische Gesetzmäßigkeiten sind Naturgesetze.

Nur die uns bekannten Wege, solche Gesetze exakt zu formulieren, sind etwas, was der Mensch selbst erfunden hat.



Deine Aussage, dass in der Quantenmechanik das Prinzip vom "ausgeschlossenen Dritten" (tertium non datur) nicht gilt, ist zwar richtig, reißt mich aber nicht vom Hocker, denn selbst in der Mathematik und der formalen Logik gilt dieses Prinzip ja keineswegs immer:
  • Es gibt mathematische Aussagen, von denen man vermutet, dass sie nicht entscheidbar seien (etwa die Kontinuumshypothese),
  • und es gibt auch formal exakt formulierbare Aussagen, von denen schon bewiesen ist, dass sie nicht entscheidbar sind (z.B. das Halteproblem bei Turingmaschinen, siehe Folie 31 in Entscheidbare und unentscheidbare Probleme).

Interessant ist auch: Es gab während der letzen 100 Jahre durchaus mehrere Ansätze, den Begriff berechenbar exakt zu definieren — obgleich z.T. grundverschieden, haben sich alle diese Ansätze als äquivalent erwiesen. Deswegen glauben die Mathematiker heute, dass die Eigenschaft gewisser Funktionen, NICHT berechenbar zu sein, in ihrer Natur begründet ist (und somit UNABHÄNGIG von irgendeinem durch uns Menschen erfundenen oder erfindbaren gedanklichen Mechanismus).

Beste Grüße,
grtgrt
 

  Beitrag 1896-45
Sind mathematische Gesetze die einzigen Naturgesetze?

 
Hi,

den Standpunkt, dass mathematische Gesetze Naturgesetze sind, vertrete offenbar nicht nur ich.

Max Tegmark, Professor am MIT, is da noch extremer.
In seinem Aufsatz Shut up and calculate schreibt er in der Einleitung:

The idea that our universe is in some sense mathematical goes back at least to the Pythagoreans of ancient
Greece, and has spawned centuries of discussion among physicists and philosophers. In the 17th century,
Galileo famously stated that the universe is a "grand book" written in the language of mathematics. More
recently, the physics Nobel laureate Eugene Wigner argued in the 1960s that "the unreasonable effectiveness of
mathematics in the natural sciences" demanded an explanation.

I will push this idea to its extreme and argue that

our universe is not just described by mathematics — it is mathematics.


grtgrt
 

 Beitrag 0-18
Nur mathematische Gesetze begrenzen die Freiheit der Natur, sich und ihre Gesetze fortzuentwickeln

 
 

 
Wie konstant ist der Wert sogenannter Naturkonstanten?

 
 
In seinem Buch Sieben Experimente, die die Welt verändern könnten adressiert Rupert Sheldrake auch die Frage, ob die folgenden Größen — die man heute als Naturkonstanten betrachtet — tatsächlich ber Raum und Zeit hinweg gleichen Wert haben:
  • Lichtgeschwindigkeit
  • Elementarladung
  • Elektronenmasse
  • Protonenmasse
  • Avogadrosche Zahl
  • Placksche Konstante
  • Universale Gravitationskonstante
  • Boltzmann-Konstante

Stets zu erwartender Messungenauigkeiten wegen kann man ihren genauen Wert nicht kennen, veröffentlicht also hin und wieder etwas revidierte Bestwerte für sie.
So ein Bestwert kommt zustande wie folgt:
  • Erstens vernächlässigen die Experimentatoren gerne Werte, die den Erwartungen allzu sehr entsprechen und erklären sie zu Fehlern.
  • Nachdem so die am stärksten abweichenden Messergebnisse ausgesiebt sind, glättet man im zweiten Schritt dann noch bestehende leichte Schwankungen der zu verschiedenen Zeiten gemessenen Werte, indem man zum Mittwelwert übergeht.

Konsequenz daraus:
 
 
Zwischen falscher Messung und tatsächlicher Schwankung zu unterscheiden ist bei hinreichend kleiner Schwankung absolut unmöglich.

 
 
Zudem gilt: Die oben genannten Grundgrößen zu messen gelingt nur im unmittelbaren Umfeld der Erde (dort also, wo wir unser Messgerät hinbringen können). Gemessen an der Weite des Universums ist das nur ein ganz bestimmter Ort (und auch fast nur ein ganz bestimmter Zeitpunkt).
 
 
Die Annahme also, dass die Natur jenen Größen gar keinen anderen Wert als den uns bekannten erlaubt,
ist letztlich durch rein gar nichts gerechtfertigt.

 
Zunächst ist das nicht weiter schlimm, denn all unsere physikalischen Theorien und Modelle dienen ja nur dem Menschen selbst.
 
Wenn nun aber der Verdacht aufkommt, dass z.B. die Stringtheorie die Natur besser beschreiben kann als alle uns bisher bekannten Modelle, könnte man sich gut vorstellen, dass die dann unendlich vielen Lösungen der Stringtheorie (die dann auch entsprechend viele Werte für jene Konstanten zur Folge haben könnten) durchaus nur beschreiben, was die Natur auch tatsächlich zu realisieren in der Lage ist.
 
Gegenwärtig also erscheint einzig und allein berechtigt die  T h e s e , dass
 
 
die Natur alles realisieren kann, was keiner mathematischen Gesetzmäßigkeit widerspricht
 
( sei die uns nun bekannt oder noch unbekannt ).

 
 
 
Doch zurück zu den sog. Naturkonstanten:
 
Nachdenklich machende Hinweise darauf, dass selbst noch in dem durch Menschen beobachtbaren Teil des Universums wenigstens die Gravitationskonstante G und die Feinstrukturkonstante α tatsächlich Schwankungen unterworfen sein könnten, sind:
     
  • In der Zeit von 1970 bis 1989 variierten die damals festgestellten Bestwerte für G zwischen 6.6699 und 6.6745.
     
  • Noch deutlich außerhalb dieses Intervalls liegen
     
    • der Wert 6.6685, der an der Uni Wuppertal gemessen wurde und
       
    • der Wert 6.7154, den 1978 eine sorgfältige Messung der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig ergab: Er liegt 0.65 Prozent über dem offiziellen Bestwert 6.672 (Stand 2001).
     
  • Zudem hat 1988 eine Forschergruppe des Institute of Standards and Technology in Colorado eine Serie von Messwerten veröffentlicht, die an verschiedenen Tagen ermittelt worden waren. Sie zeigt eine ganz erstaunliche Variationsbreite: So lag der Wert für G einmal bei 6.73 und wenige Monate später beobachtete man ihn um 1.3 Prozent niedriger.
     
  • Der Herausgeber der Zeitschrift Nature bezeichnet die Tatsache, dass G bisher nur mit einer Genauigkeit von 1/5000 angegeben werden kann, als einen Schandfleck der Physik. Und wirklich: Wie soll man das erklären unter der Annahme, dass G über Ort und Zeit hinweg konstant sei?
 
  • Weniger drückend, aber doch noch in Diskussion sind Hinweise auf ein Schwanken auch der Feinstrukturkonstante α:

    Sorgfältige Messungen des Lichtes sehr ferner (und daher auch sehr alter) Quasare legen nahe, dass α vor etwa 8 Milliarden Jahren niedrigeren Wert hatte als heute. Der Unterschied liegt nur bei etwa 1/100000, hätte aber dennoch gewaltige theoretische Konsequenzen (Nobelpreisträger Sheldon Glasgow sagt, dass diese Entdeckung — wenn sie bestätigt würde — auf einer Skala von 1 bis 10 den Wichtigkeitswert 10 hätte).
     
  • In 2003 wollen Forscher Hinweise auf eine Änderungsrate von α um den Faktor 10-15 pro Jahr gefunden haben (siehe Bericht).

 
Quelle: Sheldrake: Sieben Experimente, die die Welt verändern könnten (erweiterte Neuausgabe 2005, Fischer Taschenbuch Seite 195-196 und 270-272)
 
Der jeweils zuletzt akzeptierte Bestwert physikalischer Konstanten — und auch die Genauigkeit, die man ihm zuschreibt — findet sich hier und hier. Auch ältere Werte lassen sich über diese Seite finden.

 

  Beitrag 2092-11
Einige der wichtigsten Naturkonstanten

 
 
Stueps in 2092-10:
Der Parameter h in der Formel E= hf, ist das ein experimentell festgelegter Wert? Also so, dass er am besten zu den Experimenten passt?
Oder lässt er sich aus anderen gegebenen Größen herleiten?


Hallo Stueps,

nimmt man die Formel ernst, so ist h = E/f (wobei E wie f messbar sind).

So argumentiert,  m u s s  das Plancksche Wirkungsquantum h eine Naturkonstante sein.

Wenn ich allerdings die Stringtheorie richtig verstehe, behauptet die ja, dass es nur eine einzige Naturkonstante gäbe (die String-Kopplungs-Konstante, welche die Stärke der Grundkräfte bestimmt). Aus ihr, so die Stringtheoretiker, könnten sie alle anderen Konstanten der Physik herleiten.

Wikipedia übrigens sagt:

Zitat:
 
Das Wirkungsquant ist neben der Gravitationskonstante und der Lichtgeschwindigkeit eine der drei fundamentalen Naturkonstanten der Physik.

spricht aber gleichzeitig auf einer anderen Seite von vier solch fundamentaler "Naturkonstanten":

Zitat:
 
Die Planck-Einheiten bilden ein System natürlicher Einheiten für die physikalischen Größen. Sie werden direkt aus vier fundamentalen Naturkonstanten berechnet: aus der Gravitationskonstanten G, der Lichtgeschwindigkeit c, dem planckschen Wirkungsquantum h und der Boltzmann-Konstanten kB.

Die Planck-Einheiten sind daher, bis auf die Wahl eventueller zusätzlicher Faktoren, durch die Naturgesetze selber festgelegt.


Mag diese Zweideutigkeit in Wikipedia noch ein Flüchtigkeitsfehler sein, zeigt der Unterschied zur Stringtheorie wohl doch, dass sich Deine Frage heute mit Sicherheit wohl noch gar nicht beantworten lässt.

ABER: Nach Abschnitt 1.2.2 des Papiers CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants (2010) gilt das Plancksche Wirkungsquantum h heute ganz eindeutig als eine nur durch Messung (unabhängig von anderen Konstanten) bestimmte Konstante.


Gruß, grtgrt
 

 Beitrag 0-287
Wo beginnt Geist? — Grenzen der Naturwissenschaft

 
 

 
Kann Naturwissenschaft uns sagen, wo Geist beginnt?

 
 
Naturwissenschaft setzt auf ausschließlich  r a t i o n a l e  Welterklärung.
 
Wir sehen die Grenzen dieser Weltsicht, und viele von uns haben den Eindruck, dass es jenseits ihrer noch mehr gibt. Wie sicher aber können wir uns dessen sein?
 
 
Nur wenige Physiker erlauben sich hin und wieder, ein klein wenig über den Zaun zu schauen (genauer: über ihn hinweg Vermutungen anzustellen):
 
Freeman Dyson etwa sieht Geist als eine Eigenschaft der Materie, die schon den Atomen zukommt und in steigender Komplexität zunehmend Kontrolle über die Materie gewinnt.

 

 Beitrag 0-112
Imaginäre Zeit — Ist Hawkings Euklidische Quantengravitation eine Sackgasse?

 
 

 
Euklidische Quantengravitation

 
 
Unter der Theorie Euklidischer Quantengravitation versteht man die Idee von Hartle und Hawking, die Zeit der Raumzeit statt durch reele durch imaginäre Zahlen zu messen.
 
Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass dann
  • die Minkowski-Metrik der Raumzeit zur euklischen Metrik wird
     
  • und die Zeit dann einfach nur als eine weitere Raumdimension gesehen werden kann.

Mit anderen Worten: Hawking und Hartle wollen die Sonderrolle die Zeit beseitigen.
 
Dies gelang ihnen zunächst durch einen mathematischen Trick, dem sie dann aber auch physikalische Bedeutung zumessen. Hawking erklärt das wörtlich so:


Hawking (Zitat):
 
Die Erkenntnis, dass sich die Zeit wie eine weitere Raumdimension verhalten kann, bedeutet, dass wir uns der Frage, ob die Zeit einen Anfang hat, auf ähnliche Weise entledigen können wie derjenigen, ob die Welt einen Rand hat ...
 
Wenn wir die Allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantentheorie kombinieren, wird die Frage, was vor dem Anfang des Universums geschah, zu einer sinnlosen Frage.
 


Hartle und Hawking nannten dies die kein-Rand-Bedingung.
 
 
Raum und Zeit als von gleichem Wesen zu sehen, führt dann aber leider auch zu recht unangenehmen Konsequenzen: Die Theorie bekommt Lösungen, welche das ansonsten in der Physik stets unterstellte Postulat der Kausalität verletzen (Wurmlöcher und geschlossene Zeitkurven).
 
Hawking und Hartle denken, dass sich die mikroskopischen Quanteneffekte — also z.B. auch mikroskopische Wurmlöcher — in makroskopischer Sicht wieder herausmitteln und somit in der klassischen Physik bedeutungslos seien.
 
Andere Physiker geben zwar zu, dass die Theorie der Euklidschen Quantengravitation von ihrem mathematischen Ansatz her aussichtsreich erscheint, meinen dann aber doch, dass sie eher eine Sackgasse sei, da nicht klar ist, wie man von der imaginären Sicht wieder zurück in die reelle findet (mehr dazu in Euclidean Gravity: A lost cause).
 
Dieter Lüst betont, dass der Ansatz Euklidischer Quantengravitation weder in Konkurrenz zur kanonischen Schleifenggravitation noch zur Stringtheorie steht: Er lasse sich problemlos kombiniert mit beiden anwenden.
 
 
 
Quelle: Dieter Lüst: Quantenfische, DTV 2014, S. 245-246
 
 
Nebenbei: Die Idee, die Zeit mit der imaginären Einheit zu multiplizieren, um so die Raumzeit mit der euklidischen Metrik auszustatten, mag künstlich und unmotiviert erscheinen. Entscheidend aber ist, dass das dieses Rezept — es geht zurück auf Richard Feynman — die richtigen Antworten für die Wahrscheinlichkeiten von Teilchenreaktionen liefert. Das lässt sich sogar exakt beweisen, wie zwei mathematische Physiker, der Schweizer Konrad Osterwalder und der Deutsche Robert Schrader zeigen konnten: Die Eigenschaften einer herkömmlichen Quantentheorie, die auf der Raumzeit der Speziellen Relativitätstheorie definiert ist, lassen sich exakt aus dem Feynman-Rezept für eine korrespondierende, imaginärzeitige Raumzeit rekonstruieren.


 

  Beitrag 1209-25
Ist die Natur der Raumzeit wirklich schon voll verstanden?

 
 
Bernhard Kletzenbauer in 1209-22:
 
Raum ist für mich das imaginäre, leere (unendlich große, nicht von Wänden begrenzte) Gefäß.

RaumZeit ist für mich der Inhalt, der das Gefäß vermutlich völlig ausfüllt (zusätzlich zu Materie und Strahlung). Dieser Inhalt ist auf direktem Weg bisher mit keinem Mittel meßbar.

Genauer habe ich es hier beschrieben:
Beitrag 52-42

Der Vergleich hinkt gewaltig, aber ich sehe Raum als das leere Trinkglas - und RaumZeit als das Bier.


Hi Bernhard,

mir scheint, dein » Inhalt, der das Gefäß ausfüllt « könnte  Kraftpotential  sein: das Potential des Vakuums, Potentialwellen zu erzeugen — das also, was Quanten­fluktuation hervorruft.

Die Raumzeit scheint vergleichbar mit der Oberfläche eines Sees: Sie/er kann Wellen bilden, hat dieses Potential aber nur deswegen, weil es unter der Oberfläche Tiefe gibt.

Was die entsprechende » Tiefe « ist, über der die Raumzeit — als das, was verformbare Oberfläche ist — sitzt, wäre sicher überlegenswert.

Die Summe aller in unserem Universum vorhandenen Energie könnte dem Volumen des Sees unter seiner Oberfläche entsprechen.

Gruß, grtgrt

 

  Beitrag 2110-27
Zeit und Raum aus Sicht der Lebewesen (Hartis Argumentation)

 
Hallo Grtgrt,

um der Frage, was das Wesen der Zeit ausmacht, näher zu kommen, könnte man auch von der Entwicklung des menschlichen Geistes ausgehen.

Was die Menschen von der Natur zunächst wahrgenommen haben, waren Veränderungen. Bäume wachsen, die Sonne wandert über den Himmel, es wird hell und dunkel. Im Laufe ihrer geistigen Entwicklung haben sie gelernt, diese Veränderungen mit zwei Kategorien ( Vorstellungen) zu erfassen und zu beschreiben.
Sie haben die Vorstellung entwickelt, dass Veränderungen dauern. Diese Vorstellung entsteht dadurch, dass während eines Vorgangs zahlreiche andere Vorgänge stattfinden. Daraus ist eine allgemeines Gefühl für Dauer (Zeitgefühl) entstanden.
Sie haben aufgrund ihrer dreidimensionalen Sehfähigkeit eine Vorstellung für Distanzen entwickelt und dies als Raum bezeichnet.
Die Vorstellungen von Raum und Zeit sind zunächst vollkommen unabhängig voneinander entwickelt worden und werden auch heutzutage bei Veränderungen meist unabhängig von einander betrachtet.
Beispiel: Veränderung eines Neugeborenen zu einem Erwachsenen. Zeitliche Veränderung ca. 20 Jahre, räumliche Veränderung ca. 140 cm.
Es ist nicht üblich, die Beziehung zwischen räumlicher und zeitlicher Veränderung (Wachstumsgeschwindigkeit) in diesem Beispiel zu Gegenstand von
von Überlegungen zu machen.
Es ist allerdings so, dass jede Veränderung, genau genommen, die Betrachtung mit beiden Kategorien erfordert; denn nichts passiert instantan und absolute räumliche Ruhe ist eine Fiktion (mathematische Idealvorstellung). Die getrennt Betrachtung der Kategorien von Raum und Zeit erfolgt also lediglich aus Zweckmäßigkeitsgründen, weil die eine oder andere Kategorie in dem jeweiligen Zusammenhang nicht interessiert.
Dies ist bei Bewegungen grundsätzlich anders, weil diese nur mit ihrem räumlichen und zeitlichen Anteil vollständig beschrieben werden können.

Aus diese Überlegungen folgere ich, dass die Aussage, Raum und Zeit seien mit dem Urknall entstanden nicht zutreffend ist. Mit dem Urknall hat das Universum begonnen sich zu verändern. Die Vorstellungen von Raum und Zeit sind erst im Laufe der geistigen Entwicklung der Menschen zur Beschreibung der Veränderungen in der Natur entwickelt worden.
MfG
Harti
 

  Beitrag 2094-1
Raum, Zeit und Raumzeit existieren nur auf gedanklicher Ebene — konkret sind nur Ereignisse (Raumzeitpunkte)

 
 
Hans-Peter Dürr sagt uns klar, dass Materie nur eine sich makroskopisch ergebende Illusion ist. Ähnliches gilt auch für Raum und Zeit sowie ihre Summe, die Raumzeit.

Die Tatsache nämlich, dass zueinander unterschiedlich schnell bewegte Beobachter stets die gleiche Lichtgeschwindigkeit messen, kann der Relativitätstheorie nach nur so gedeutet werden, dass man feststellt:


Den als » Raumzeit « bezeichneten Hintergrund, auf dem sich alles physikalische Geschehen abspielt,

gibt es nur in Form beobachterspezifischer Illusionen R(B).



Hierbei bezeichnet B den Beobachter, welcher R(B) als eine (n+1)-dimensionale Umgebung seiner selbst sieht, deren Struktur durch Geodäten und deren Abstandsbegriff durch die Minkowski-Metrik gegeben ist.

    Die Geodäten verhalten sich wie Schienen durch den Raum. Jedes sich bewegende Objekt bewegt sich — in R(B) — grundsätzlich mit Lichtgeschwindigkeit1 und stets nur entlang dieser Schienen. Das Objekt zu beschleunigen bedeutet, die Schienen zu verbiegen (eine wichtige Erkenntnis Albert Einsteins).
    In der SRT, die ja grundsätzlich nur unbeschleunigte Bewegungen betrachtet, ist jede dieser Schienen eine Gerade im üblichen (euklidischen) Sinne, und genau des­wegen hat die Raumzeit der SRT auch keine Singularitäten: Ihre Struktur ist die eines euklidischen Vektorraumes.
    Beobachter B, so kann man sich vorstellen, ruht hinsichtlich eines geeignet gewählten Koordinatensystems K für R(B) im Ursprung von K, und K macht R(B) zu einem Bezugssystem R(B,K), in das sich alle durch B grundsätzlich beobachtbaren Ereignisse (Synonym: Raumzeitpunkte) einordnen.
    Eine der n+1 Dimensionen von R(B,K) modelliert, was B als seine » Uhrzeit « sieht. Über die in Beitrag 2089-45 beschriebene Regel lässt die sich verallgemeinern zu einem wohldefinierten Uhrzeitbegriff auf der Menge  a l l e r  dem B grundsätzlich bekannt zu machender Ereignisse (Raumzeitpunkte).

SRT und ART sagen uns, welche Eigenschaften die durch diese Bezugssysteme R(B,K) erzeugten Sichten haben und wie sich raumzeitliche Entfernungen beim Wechsel von einem ins andere transformieren in Abhängigkeit davon, wie schnell sich die ihnen zugeordneten Beobachter relativ zueinander bewegen und welcher Beschleunigung jeder einzelne unterliegt.

FAZIT also:


Raum, Zeit und Raumzeit existieren nur als rein gedankliche Konstruktion.

Von konkreterer Existenz sind lediglich Ereignisse (auch Raumzeitpunkte genannt),
die sich über beobachterspezifisch gedachte, mathematisch präzisierbare Netze verbiegbarer Geodäten relativ zueinander angeordnet sehen.

Soweit diese Ereignisse unteilbare Wirkung haben, erzeugen oder vernichten sie Elementarteilchen.

Jedes Elementarteilchen ist einfach nur Potentialwelle.




1 Siehe Seite 50 in Brian Greenes Buch The Elegant Universe, wo man liest:

Zitat:
 
When an object moves throgh space relative to us, its clock runs slow compared to ours. That is, the speed of its motion through time slows down. Here’s the leap: Einstein proclaimed that all objects in the universe are always travelling through spacetime at one fixed speed — the speed of light.

This is a strange idea; we are used to the notion that objects travel at speeds considerably less than that of light. We have repeatedly emphasized this as the reason relativistic effects are so unfamiliar in the everyday world. All of this is true.

We are presently talking about an object’s combined speed through all four dimensions — three space and one time — and it is the object's speed in this generalized sense that is equal of the speed of light.
 


Gebhard Greiter, Okt..2013
 

  Beitrag 2094-10
-

 
 
Haronimo in 2094-7:
Hallo grtgrt,

Deiner Darstellung ähnelt die des Holografischen Universums-Theorie. Wolltest du in etwa dahin?


Nein, Haronimo,

daran habe ich nun wirklich nicht gedacht.

Ich sollte aber darauf hinweisen, dass meine Feststellungen in Beitrag 2094-1 bestätigen, was Stueps zu glauben scheint. Er nämlich schrieb:


Stueps in 2085-251:
 
Ich wollte ausdrücken, dass Raumzeit ohne Energie (die sich in physikalischen Entitäten und Wirkungen ausdrückt) ein sinnfreies Konstrukt ist. Ein Raumzeit-Koordinatensystem sagt ohne von uns in ihm eingebettete Objekte gar nichts aus.


Wer sich vor Augen führt, dass jedes Elementarteilchen einfach nur Potentialwelle ist, kommt zwangsläufig zur Einsicht, dass der gesamte Kosmos — als Gesamtheit von allem, was die nur gedanklich existierenden "Räume" bewohnt — schlicht und einfach » brodelnde Energie « ist.


Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 2094-5
-

 
 
Horst in 2094-3:
Grtgrt in 2094-1:
 
Hans-Peter Dürr sagt uns klar, dass Materie nur eine sich makroskopisch ergebende Illusion ist.
 
Na dann sagt der esoterisch angehauchte Hans-Peter Dürr ja klar, dass er selbst auch nur eine sich makroskopisch ergebende Illusion ist. ;-)
Mit allen Konsequenzen?


Richtig, Horst,

Hans-Peter Dürrs Aussage bedeutet nichts anderes als dass er auch sich selbst letztlich nur als ein Paket von Potentialwellen sieht, welches Leute, die weniger genau hinschauen, Materie nennen.

Aber was soll daran so falsch oder unmöglich sein?



Zitat von Horst bezugnehmend auf eine Aussage grtgrts in 2094-1:
 
Aha, gedachte Ereignisse ... sind also von konkreter Existenz?

Hier hast du nicht genau genug gelesen, denn ich sage ja gerade, dass Ereignisse  K o n k r e t e r e s  darstellen als nur rein gedankliche Konstruktion.



Horst in 2094-3:
Grtgrt in 2094-1:
 
Soweit diese Ereignisse unteilbare Wirkung haben, erzeugen oder vernichten sie Elementarteilchen.

Wie denn das? Elementarteilchen sind doch Materie und Materie ist doch nach Dürr reine Illussion!
Sozusagen Kampf der Illusionen?


Erstens gibt es Elementarteilchen — Photonen etwa —, die wahrscheinlich nicht mal Du als Materie einordnen würdest,
und zum Anderen sind ja selbst jene Elementarteilchen, die sich des Higgs-Feldes wegen als Materie zeigen, letztlich doch nur Potentialwelle.

Mit anderen Worten: Du argumentierst, als würdest Du z.B. auch jedes in einer Karnevalsitzung auftretende Mitglied des Mainzer Karnevalvereins für einen Narren halten, nur weil er oder sie sich 5 Stunden lang als solcher darzustellen versucht.


Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 2094-11
-

 
 
Horst in 2094-9:
 
Das bedeutet aber doch noch lange nicht, dass ihn auch der Rest der Welt, außer dir vielleicht, genau so sehen muß – wenn man genau hinschaut!


Na dann lies doch mal bitte den Artikel » It's confirmed: Matter is merely vacuum fluctuations «.



 

  Beitrag 2094-13
Die 3 Grundformen aller Existenz

 
 
Haronimo in 2094-12:
 
Deine, und Stueps seine, durch einige Beispiele nachvollzogene Gedanken, werden nur unter den Hinweis auf experimentell durchgeführte Wissenschaft, Akzeptanz erlangen. Wir müssen vielleicht, die Assoziationen zwischen manche Theorien intensiver betrachten.


Vor allem sollten wir klar unterscheiden
  • Dinge und Phänomene, die allein nur logischer Verstand konstruiert (z.B. Raum, Zeit, Raumzeit),
  • Dinge und Phänomene, deren Existenz wir unseren Sinnen verdanken (z.B. anfassbare Objekte, Lärm, Wärmegefühl, Gefühle) und
  • Dinge und Phänomene, die keines von beidem sind, aber doch in der Natur vorkommen (Energie, Wellen, atomar eintretende Wirkung).


Dinge, die nur unser Verstand konstruiert, werden auch Experimente uns  n i e  zeigen können.


 

  Beitrag 2094-15
-

 
 
H... in 2094-14:
Grtgrt in 2094-13:
 
Vor allem sollten wir klar unterscheiden
  • Dinge und Phänomene, die allein nur logischer Verstand konstruiert (z.B. Raum, Zeit, Raumzeit),
  • Dinge und Phänomene, deren Existenz wir unseren Sinnen verdanken (z.B. anfassbare Objekte, Lärm, Wärmegefühl, Gefühle) und
  • Dinge und Phänomene, die keines von beidem sind, aber doch in der Natur vorkommen (Energie, Wellen, atomar eintretende Wirkung).

Dinge, die nur unser Verstand konstruiert, werden auch Experimente uns  n i e  zeigen können.
 

Grtgrt, ich weiss, das Thema ist schwierig zu beherrschen. Aber man muss ganz exakt bleiben:
Alles, was du aufgezählt hat, verdanken wir den Sinnen! Das ist die einzige Möglichkeit, zu interagieren. Die Wahrnehmung wird als real wahrgenommen (jetzt wird es auch noch rekursiv...).

Du kannst es drehen und wenden wie du willst - du wirst auf diesem Weg nicht erklären können, ob etwas da ist auch ohne die Wahrnehmung.


Ja, auch ich sehe das so.

Und genau deswegen bin ich ja der Meinung, dass man im Zweifelsfall eher von einer Illusion auszugehen hat als von der Annahme, dass das entsprechende Ding oder Phänomen wirklich in genau der Form existriert, in der wir es wahrnehmen.


Die moderne Physik findet mehr und mehr die schon recht alte Vermutung bestätigt, dass ALLES um uns herum nur Vorstellung und Illusion sei:

Zitat von Parmenides (geboren etwa 530 v. Chr.). Er lehrte:

Die Welt, in der wir zu leben glauben,

ist die vermeintliche Welt der Sinneswahrnehmungen — die Welt ist nur Meinung ...



Und genau so sehen es im 20. Jahrhundert ja auch Kant (als Philosoph) und Niels Bohr (als Physiker), wenn sie sagen:

Zitat von Kant:
Es gibt die Dinge der Erscheinungen und die Dinge an sich.

Wir kennen die Dinge nur so, wie sie auf uns wirken.

Zitat von Bohr:

Die Physik kann  n i c h t  ergründen, wie die Natur funktioniert.

Aufgabe der Physik ist lediglich, zu untersuchen, wie die Natur sich uns zeigt.

 

  Beitrag 2094-17
Fiktion, Illusion — nicht wirklich passende Worte

 
 
Horst in 2094-16:
 
So ein Schalk aber auch der Schöpfer, gaukelt uns lauter Illusionen vor .......wenn er nicht selbst auch nur ne Illusion ist!:smiley9:


Hallo Horst,

nur für den — wie mir scheint recht unwahrscheinlichen — Fall, dass Du doch mal den Wunsch haben solltest, wirklich zu verstehen, sei gesagt:

Worte wie » Illusion « (oder ersatzweise » Fiktion «) gebrauche ich, wenn ich über Physik spreche, nur widerwillig — einfach nur deswegen, weil mir kein besserer Begriff einfällt.

Was ich sagen möchte, wenn ich davon spreche, dass Materie, Raum oder Zeit nur Fiktion (Illusion) seien, ist einfach nur:

Unsere Sinne täuschen uns eine wesentlich konkretere Existenz dieser Dinge vor als tatsächlich vorhanden.



Unsere Sinne glauben zu verstehen, und doch verstehen sie die wahre Natur solcher Dinge einfach nur falsch.

So lange es um so einfache Dinge wie Pakete von Potentialwellen geht, bemerken Physiker das irgend wann. Was aber, wenn es um ein so komplexes Wesen geht, wie unser Schöpfer es ist?

Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 2094-20
-

 
 
Horst in 2094-19:
Grtgrt im Beitrag 2094-17

Zitat:
Unsere Sinne glauben zu verstehen, und doch verstehen sie die wahre Natur solcher Dinge einfach nur falsch.

Hallo Grtgrt
Hierzu besteht Erklärungsbedarf:

Woher weißt du denn, was  die wahre Natur der Dinge  tatsächlich ist und nach welchen Kriterien stellst du fest, dass wir sie falsch verstehen?


Wenn jemand etwas betrachtet und später — nachdem er es genauer betrachtet hat — feststellt, dass es seiner Natur nach was ganz anderes ist als das, was er zunächst dachte, dann bezeichne ich diese zweite Natur des Betrachteten als die, die der Wahrheit näher kommt. (Ob das dann schon wirklich die  l e t z t e  Wahrheit ist, bleibt natürlich stets offen).

Dass die zweite, die  w a h r e r e  Natur, die wir so entdeckt haben, tatsächlich das wirkliche Wesen dessen, was wir da betrachten, treffender beschreibt, ist bewiesen, sobald man verstanden hat, wie sich der ursprüngliche Eindruck aus dem, was das Ding jetzt auf den zweiten Blick darstellt, ableitet.


Zitat:
Zitat von grtgrt:
 
So lange es um so einfache Dinge wie Pakete von Potentialwellen geht, bemerken Physiker das irgend wann.
Was aber, wenn es um ein so komplexes Wesen geht, wie unser Schöpfer es ist?

Und wieso besteht so ein komplexes Wesen aus Liebe zu Physikern nicht auch aus Paketen von Potentialwellen?:confused:


Diese Frage, Horst, wird dir nur jenes Wesen selbst beantworten können. Und deinen Weg, es zu fragen, wirst du selber finden müssen.

Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 2094-22
-

 
 
Horst in 2094-21:
Grtgrt im Beitrag 2094-20

Zitat:
Wenn jemand etwas betrachtet und später — nachdem er es genauer betrachtet hat — feststellt, dass es seiner Natur nach was ganz anderes ist als das, was er zunächst dachte, dann bezeichne ich diese zweite Natur des Betrachteten als die, die der Wahrheit näher kommt. (Ob das dann schon wirklich die  l e t z t e Wahrheit ist, bleibt natürlich stets offen).

Hallo Grtgrt

Thema verfehlt,
denn ich habe dich im Verdacht, dass du diese Erkenntnisse bei der genauen Betrachtung deiner, oder der Frauen im Allgemeinen gewonnen hast? :smiley32:

Gruß Horst


Hi Horst,

die Tatsache, dass aus dir ein solch wahrhaft philosophischer Vergleich kommt, scheint mir das erste überzeugende Argument dafür zu sein, dass Du wohl doch mehr sein musst als nur ein kompliziertes Paket von Potentialwellen ...

Aber wie ich schon sagte: Der wirklich  l e t z t e n  Wahrheit können wir uns nie sicher sein.

Beste Grüße,
Gebhard
 

  Beitrag 2080-40
Blockuniversum und Eternalismus

 
Grtgrt in 2080-35:
 
Henry in 2080-33:
 
... er [Einstein] war später der Ansicht, seine Raumzeit sei real, was ihn sogar soweit brachte, ein Blockuniversum als wahrscheinlich anzunehmen.


Hallo Henry,

es würde mich sehr wundern, wenn es eine Literaturstelle gäbe, in der Einstein selbst den Begriff "Blockuniversum" in den Mund nimmt.




Zeitpunkte im Sinne der ART machen stets nur  l o k a l  Sinn,

und so sind Zeitscheiben im Sinne des Blockuniversums gar keine wohldefinierten Konzepte.


 

Hallo, Gebhard!

"Später hatte sich Einstein den – damals noch nicht so genannten – Eternalismus ebenfalls zu eigen gemacht. 1952 betonte er im 5. Anhang zur 15. Auflage seines Buchs "Relativity: The Special and General Theory", dass es natürlicher erscheint, die physikalische Realität als eine vierdimensionale Existenz zu denken statt wie bisher als Entwicklung einer dreidimensionalen Existenz." ist ein Zitat über Einstein aus Focus online, ich kannte den Zusammenhang aus anderer Quelle, mir ist aber nicht mehr klar, woher.

"Für uns gläubige Physiker hat die Scheidung zwischen Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft nur die Bedeutung einer wenn auch hartnäckigen Illusion." ist ein Zitat von Albert Einstein aus dem Jahre 1955 und bezieht sich auf den Eternalismus, der als philosophiisches Konzept eine Konsequenz der SRT ist.

Beide Zitate beziehen sich auf das "Blockuniversum".

Was stets übersehen wird, ist, dass die Raumzeit als GESAMTHEIT real ist, und nur in diesem Zusammenhang macht auch die Auffassung des Universums als Blockuniversum tatsächlich Sinn, denn nur, wenn Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft gleichberechtigt real sind, macht es Sinn, von einem "Blockuniversum" zu sprechen. Das hat nichts mit der "Lokalität" zu tun, sondern damit, dass unterschiedliche Beobachter sich nicht über die Gleichzeitigkeit von Ereignissen einigen können (was natürlich nicht wörtlich zu nehmen ist, denn wenn sie über die Hintergründe wissen, können sie sich auch einigen, Lorenz-Transformation) bzw. wegen der verschiedenen Weltlinien der Beobachter, die sich aus der Bewegung der Beobachter zueinander ergeben.
 

  Beitrag 2080-42
-

 
 
Henry in 2080-40:
 
Was stets übersehen wird, ist, dass die Raumzeit als GESAMTHEIT real ist, und nur in diesem Zusammenhang macht auch die Auffassung des Universums als Blockuniversum tatsächlich Sinn, denn nur, wenn Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft gleichberechtigt real sind, macht es Sinn, von einem "Blockuniversum" zu sprechen.


Hallo Henry,

wenn die Raumzeit als GESAMTHEIT real wäre, müssten doch vergangene und zukünftige Zustände ebenso real sein, wie der (rein örtlich) hinter mir und vor mir liegende Raum. Dann aber, so scheint mir, müsste auch Hugh Everetts Viele-Welten-Theorie richtig sein (!).

Wer nun aber (wie z.B. ich)  n i c h t  an eine wie immer geartete Realität von Parallelwelten im Sinne Everetts glaubt, wird eher Heisenberg zustimmen, der der Meinung war, dass unsere Welt aus Vergangenheit, Gegenwart und Varianten  m ö g l i c h e r  Zukunft besteht, von denen jeweils nur  e i n e  erst zu realer Gegen­wart und dann zu einem Teil der Vergangenheit wird.

Parallelwelten existieren dann nur als  M ö g l i c h k e i t e n  für zukünftige Formen unserer Welt, und so können sie nicht ebenso reale Existenz haben wie der Zustand der Gegenwart.

Kurz: Eternalismus scheint mir ein gedanklicher Irrweg. Es tut mir leid zu hören, dass Einstein ihm gegen Ende seines Lebens auch anhing.

Beste Grüße,
und danke für deinen Hinweis auf dieses Stichwort,

Gebhard
 

  Beitrag 2080-44
-

 
 
Hallo Horst,

danke für die Blumen.

Auch ich finde die gefundene Antwort recht überzeugend.
Ohne dein hartnäckiges immer-wieder-Nachfragen wäre ich aber nicht dorthin gelangt.

Danke also,
mit besten Grüßen,
Gebhard
 

 Beitrag 0-101
Kennt die Natur ein kollektives Gedächtnis?

 
 

 
Gibt es — wie Sheldrake vermutet — ein uns unbewusstes
 
kollektives Gedächtnis?
 
 
Und ist es möglich, dass wir dort abgelegtem Wissen hin und wieder als zunächst nur  e r a h n t e r  Wahrheit begegnen?

 
 
Wer Rupert Sheldrakes These morphogenetischer Felder kennt und darüber hinaus auch zahlreiche Beobachtungen, die uns nahelegen, seine These nicht allzu vorschnell als esoterische Spinnerei einzustufen, wird an sie erinnert, wo wir uns vor Augen führen, dass die Grundaussagen der Quantenphysik uns eine Realität ganz anderer Art nahelegen als sämtliche Beobachtungen aus unserem Alltagsleben.
 
Wie der durchschlagende Erfolg moderner Technologie — insbesondere der heute so zahlreichen elektronischen Produkte — uns beweist, muss richtig sein, was die Quantenphysik uns sagt.
 
Erstaunlicher Weise aber zählen hierzu auch eine ganze Reihe von Vorstellungen, die sich in bis zu 2500 Jahre alten philosophischen Lehren finden, aber damals — wie wir heute denken — durch keine zutreffende Beobachtung begründbar scheinbar völlig aus der Luft gegriffen waren. Hier einige Beispiele:

     
  • Die Quantenphysik und alle auf ihrer Basis erzielten technologischen Errungenschaften beweisen uns, dass die Welt der elementaren Systeme (Quanten, Atome, Moleküle ...) anders beschaffen sein muss als unsere Sinne sie uns ausmalen.
     
    Aber schon Anaximander (etwa 600 v.Chr.) war hiervon überzeugt. Er schrieb: Alle Dinge sind aus einer Ursubstanz entstanden, aber sie — das Apeiron — ähnelt keiner Substanz, die wir kennen. Anaximander sah das Apeiron als unendlich, alle Welten umfassend und dauernd neue Wirklichkeit schaffend.
     
     
  • Die Quantenphysik sieht die Elektronen in Atomen als mathematische Formen, die stehende Wellen darstellen und deren Interferenz die sichtbare Ordnung des Universums erschafft.
     
    Doch schon Platon (etwa 350 v.Chr.) schrieb: Die Atome der Elemente sind nicht Dinge, sondern mathematische Formen.
     
    Die Wellenfunktionen der Quantenphysik sind tatsächlich nur Platonische Ideen: Sie unterscheiden sich von der gewöhnlichen Wirklichkeit, enthalten aber alle Wirklichkeit.
     
     
  • In jeder quantenphysikalischen Messung bzw. Interaktion vollzieht sich, nach Heisenberg, der Übergang vom Möglichen zum Faktischen, ganz so als würde die Wirklichkeit erst durch Beobachtung geschaffen.
     
    Doch es war schon Bischof Berkeley (um 1700) überzeugt: Zu sein heißt, beobachtet zu werden ... Alle wirklichen Dinge sind Ideen ....
     
     
  • Die Phänomene der Quantenwirklichkeit deuten darauf hin, dass die Natur des Universums die einer Ganzheit ist. Nichtlokale Quanteneffekte sind wesentliche Züge dieser Wirklichkeit. Der Quantenphysiker Hans-Peter-Dürr wurde nicht müde, uns dies immer wieder zu sagen, und auch Bohm schrieb (1980): Die Wirklichkeit ist ein ungebrochenes Ganzes, einschließlich des ganzen Universums mit all seinen Feldern und Teilchen.
     
    Aber auch schon Parmenides (etwa 500 v.Chr.) hat sich so geäußert. Er schrieb Alles ist eins.
     
     
  • Und wie konnte es kommen, dass schon Leukippos und sein Schüler Demokrit (vor rund 2400 Jahren) zur Überzeugung kamen, dass sich alle Materie aus kleinsten, unteilbaren Bausteinen aufbaut (damals Atome genannt)? Wirklich bewiesen hat uns das jedenfalls erst die moderne Kernphysik.
     
     
  • Noch erstaunlicher ist, dass Lukrez (etwa 55 v.Chr.) in seinem Werk Über die Natur der Dinge schrieb: Und so muss es von Allem einen kleinsten Teil geben, jenseits der Erkenntnis unserer Sinne. Dieser kleinste Teil ist unzerlegbar, ist die kleinstmögliche Einheit. Er kann nie für sich allein existieren, sondern immer nur als Unterbestandteil eines größeren Körpers, von dem keine Kraft ihn je trennen kann.
     
    Diese Aussage trifft, wie wir heute wissen, exakt so auf die Quarks zu — die kleinsten Bausteine der Materie. Die "größeren Körper", von denen Lukrez spricht, sind nach heutiger Erkenntnis die Nukleonen (Protonen und Neutronen).

 
FRAGE also: Wie konnte es kommen, dass derart alte Theorien fast genau das beschrieben, was erst die Quantenphysik — und das tadellose Funktionieren auf ihr aufbauender hochkomplexer Produkte — uns beweisen konnten?
 
Wäre es denn wirklich unmöglich, dass all diese alten Vorstellungen Ahnungen waren, die jene Philosophen einem der gesamten Natur gemeinsamen kollektiven Wissensspeicher unbewusst entnommen haben?
 
 
 
Siehe auch: Erahnte Prinzipien, 19. Anhang in Lothar Schäfers Buch Versteckte Wirklichkeit, Hirzel 2004.
 
Es findet sich dort noch ein weiteres Beispiel, über das sich nachzudenken lohnt:



Lothar Schäfer, Prof. für physikalische Chemie (Zitat):
 
Die These der Alchemisten, dass auch die  F o r m  eines Reaktionsgefäßes den Verlauf einer chemischen Reaktion beeinflusst, scheint völlig unberechtigt.
 
Wenn sich die Abmessungen des Reaktionsgefäßes nun aber molekularen Dimensionen nähern, so ergibt die quantenmechanische Analyse, dass die Aufent­haltswahrscheinlichkeit und die Energiezustände von Substanzen — beides Eigenschaften, die die chemische Reaktivität direkt beeinflussen — tatsächlich entscheidend von der Form des Gefäßes abhängen.
 
Selbst in großtechnischen Verfahren, in denen chemische Produkte tonnenweise hergestellt werden, können chemische Reaktionen aus den verschiedensten Gründen von der Form des Reaktionsbehälters beeinflusst werden.
 
 
Aus all diesen Beispielen lässt sich folgern: Im Voraus erahnte Prinzipien enthalten oft einen wahren Kern. Historische Fehler sind immer dann unterlaufen, wenn man nicht vorsichtig genug war, die wesentlichen Aussagen erahnter Prinzipien von nebensächlichen Einzelheiten zu trennen.
 
Note: Man wende diese Überlegungen einmal auf die verschiedenen religiösen Systeme an und frage sich, ob sich daraus Konsequenzen ergeben.
 



 

 Beitrag 0-265
Was Quantenphysik uns über die wahre Natur aller belebten und unbelebten Dinge im Universum sagt

 
 

 
Die genaueste Sicht auf uns und unsere Welt

 
 
Wie die Quantenphysik uns nahelegt, kann man sich den gesamten Inhalt des Universums durch ein Vektorfeld » Drang nach Wirkung « beschrieben denken.

     
    Nach Schrödingers Wellenmechanik ist der Drang nach Wirkung gerichteter Drang beschrieben durch Vektoren eines unendlich-dimensionalen Vektorraums.
    Seiner Stärke nach aber ist dieser Drang – wie Born fand – quantifiziert durch das Quadrat der Länge dieser Vektoren.

 
Der Drang nach Wirkung — das also, was unsere Welt belebt — ist Summe von aus dem Vakuum kommender Feldanregungen, deren jede sich, ein reales oder virtuelles Elementarteilchen darstellend, als Kugelwelle genau bestimmter Frequenz um den Ort ihres Auftauchens herum ausbreitet.
 
 
Zeit und Veränderung ergeben sich durch in ständiger Folge eintretender Quantenereignisse.
 
Man versteht darunter das spontane Eintreten kleinster, einzeln für sich  u n t e i l b a r e r  Portionen von Wirkung, deren jede eine kleine Menge M1 jener Wellen (Synonym: Elementarteilchen) schlagartig durch eine Menge M2 anderer solcher Wellen ersetzt — aber stets unter der Nebenbedingung, dass die Wellen aus M1 insgesamt ebenso viel Energie darstellen wie die aus M2.
 
 
Ein konkretes Weltbild der Physik ergibt sich nun stets dadurch, dass man zur Beschreibung des Vektorfeldes und seiner Komponenten — der einzelnen Wellen ebenso wie der quantitiven Eigenschaften der Summe sämtlicher Wellen bzw. Feldanregungen — stets nur Zahlen einer ganz bestimmten begrenzten Genauigkeit benutzt. Man rundet sozusagen. Dies macht unser Bild der Welt zu einem pixelartigen Bild, so dass jeder der würfelartigen Pixel seiner Farbe nach durch genau ein Bit beschrieben ist (schwarz = unterhalb, weiß = oberhalb des Amplitudenquadrates der Wellenberge).
 
 
Wenn wir uns dieses Bild nun als 2-dimensional vorstellen — die waagrechte Dimension mit der Raumzeit, die senkrechte mit der Amplitude des Vektorfeldes identi­fizieren —, so können wir uns vorstellen, dass das Bild senkrecht auf einer Ebene steht, welche wir als » die Oberfläche des Meeres aus Energie, welches wir als das Vakuum bezeichnen « deuten können.
 
Da aus dieser Sicht alle Pixel Quadrate darstellen, deren Seitenlänge durch unsere maximale Rechengenauigkeit bestimmt ist, werden alle Wellen ignoriert, deren Maximalamplitude kleiner als die halbe Seitenlänge der Pixel ist (korrekte Rundung von Rechenergebnissen vorausgesetzt).
 
Dies vereinfacht unsere Sicht auf die Welt, verfälscht sie aber auch etwas:
 
Da unser Blick dann nicht mehr bis hinunter zur Oberfläches des Vakuums reicht (des Meeres aus Energie) — da unser Bild auf der halben Höhe der untersten Pixelreihe abgeschnitten erscheint —, ist dadurch der Inhalt unseres Universums zu einer Menge von Wellenbergen geworden, die sich nicht mehr alle überlappen: Für viele nämlich ist der Drang, gemeinsam Wirkung zu entfalten — ihr berlappungsbereich also — seiner Amplitudenhöhe nach kleiner als die halbe Pixelhöhe. Sie erscheinen uns dann im Bild als Objekte, deren Drang zu wirken, sich nirgendwo mehr gegenseitig beeinflusst, obgleich das doch — mit letzter Genauigkeit — gar nicht so ist.
 
Bilder der Physik, die nur Objekte bis hinunter zu einer bestimmten minimalen Größe zum Gegenstand haben wollen, ergeben sich einfach dadurch, dass man die Pixelbreite entsprechend größer wählt.

 
 
Je größer man sie aber wählt, desto weniger werden — dem Bild nach — die gezeigten Objekte gemeinsam verantworteten Drang nach Wirkung aufweisen.

 
 
Daher kommt es, dass aus unserer normalen Alltagssicht heraus — oder auch aus der Sicht von Ärzten und Psychologen — keine Wechselwirkung zwischen einander unbekannten oder weit von einander entfernt weilenden Personen denkbar ist (vorausgesetzt natürlich, sie stehen nicht gerade über moderne elektronische Kommunikationsmittel miteinander in Kontakt).
 
Nicht vergessen sollten wir, dass auch jeder von uns — jede einzelne Person — eines dieser Objekte ist, und dass wir alle uns — in der untersten Schicht der Pixel im Bilde — dennoch sämtlich miteinander überlappen (!).
 
Letztlich also stellt jeder von uns — aber auch jedes andere Lebewesen, ja sogar jedes uns als unbelebt eingestufte materielle Objekt — seinem wahren Wesen nach nur einen der vielen lokalen Schwerpunkte des überall vorhandenen Vektorfeldes Drang nach Wirkung dar.

 
 
So also wird verständlich und als wahr erkennbar, was


die Wissenschaftsjournalistin Lynne McTaggert im Vorwort ihres Buches » Das Nullpunktfeld « 2002 schrieb:
 
Einige Jahrzehnte lang haben angesehene Wissenschaftler verschiedener Disziplinen überall in der Welt gut geplante Experimente durchgeführt, deren Ergebnisse für die konventionelle Biologie und Physik einen Schlag ins Gesicht darstellen. Zusammengenommen liefern diese Untersuchungen uns eine Fülle von Informationen über die zentrale organisierende Energie, die unseren Körper und den Rest des Kosmos steuert.
 
Was sie entdeckt haben, ist nichts weniger als erstaunlich:
 
Auf letzte elementare Grundlagen zurückgeführt, sind wir nicht chemische Reaktion, sondern energetische Ladung.
 
Menschliche Wesen und alle lebenden Geschöpfe sind energetische Einheiten in einem Feld aus Energie, verbunden mit allem und jedem auf dieser Welt. Dieses pulsierende Energiefeld ist der zentrale Motor unseres Daseins und Bewusstseins — das Alpha und das Omega unserer Existenz.

 


 
Jene Wissenschaftler — Rupert Sheldrake etwa oder z.B. auch den weltweit anerkannten Quantenphysiker Hans-Peter Dürr — solcher Schlussfolgerung wegen als
der Esoterik deutlich zu nahe stehend einzuordnen, wäre sicher falsch.

 

  Beitrag 1994-1
Kennen wir bisher nur zwei Werkzeuge, natürliche Unschärfe zu beweisen?

 
 

Eine nächste spannende Frage


Wie wir inzwischen wissen, existieren physikalische Objekte nur in dem Umfang, in dem die Natur uns Information über sie liefert. Wie aber lässt sich nun im konkreten Fall feststellen, ob wir wirklich alle durch die Natur bereitgestellte Information denn wirklich schon gefunden haben oder wenigstens Wege kennen, sie einzusehen?

FRAGE also: Sind
  • Heisenbergs Unschärfe-Relation
die bisher einzigen uns bekannten Werkzeuge, mit denen sich feststellen lässt, dass die Natur hier oder dort weniger Information bereitstellt als man zunächst vermuten könnte?

 

  Beitrag 1994-3
Was mit dieser Frage gemeint ist

 
 
Bauhof aus 1994-2:
 
hast du vielleicht andere Werkzeuge anzubieten?

Die Natur kann prinzipiell nicht mehr Information liefern, als Heisenbergs Unschärfe-Relation es zulässt. Mehr Information dahinter zu vermuten, wäre metaphysisch.

Hi Eugen,

du hast meine Frage missverstanden. Gemeint war:

Heisenbergs Unschärfe-Relation ebenso wie Ungleichungen des Bellschen Typs zeigen uns Stellen, an denen die Natur weniger definiert ist, als man zunächst dachte.
Es liegt daher nahe zu fragen, ob es über diese Stellen hinaus vielleicht noch weitere gibt, an denen die Natur nicht so genau definiert ist, wie wir bisher denken.

Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 1994-5
-

 
 
Bauhof aus 1994-4:
 
... ich kann trotzdem nicht erkennen, wie uns deine Frage in der physikalischen Erkenntnis weiterbringen soll.

Neue Erkenntnis ergibt sich
  • hin und wieder zufällig und unerwartet (so wie Planck das Wirkungsquantum entdeckt hat)
  • oder dadurch, dass jemand eine Frage stellt, die bisher niemand gestellt hat (und er oder andere dann versuchen, sie zu beantworten).

Gruß, grtgrt
 

  Beitrag 1954-1
Warum Well Defined Degrees of Freedom (WDDF) die Basis aller physikalischen Gesetze sein könnten

 
 

WDDF — Well Defined Degrees of Freedom


Zum physikalischen Informationsbegriff:

Grtgrt aus 1948-1:
 
Wäre so einer schon erarbeitet, müsste er wohl mindestens den biologischen und den kybernetischen verallgemeinern (und gemeinsame Wurzel beider sein).
Nicht vergessen sollte man: Auch auf der Ebene physikalischer Systeme treten Phänomene der selbstorganisierten Strukturbildung auf, die weit mehr auf Frei­heitsgrade zurückzuführen sind als auf ein Ursache-Wirkungs-Verhältnis.

Somit scheint Information die Grundlage aller Selbstorganisation zu sein.

 


Wie in Beitrag 1948-34 schon erklärt wurde, stellen Ordnung und Unordnung die beiden Grundformen dar, in denen Information auftreten kann. Ihr Bezug zu Freiheitsgraden ist offensichtlich:
  • Ordnung setzt  G r e n z e n  für Freiheitsgrade,
  • Unordnung ist Symbol für die  A u s s c h ö p f u n g  von Freiheitsgraden.

Nicht zuletzt deswegen kommt mir bei der Suche nach einer Antwort auf die Frage, was denn nun eigentlich das Wesen eines Begriffs von Information ausmachen könnte, der tauglich wäre, Basis aller physikalischen Gesetze zu sein, der Verdacht, dass es sich hierbei um ein Naturgesetz handeln könnte,

welches Freiheitsgraden entspricht,

entlang derer sich jeder im Universum ablaufende Prozess entwickelt in dem Sinne, dass die Natur
  • ihn zwingt, sich NUR in ihrem Rahmen zu entwickeln
  • ihm ansonsten aber jede Freiheit lässt, den Rahmen, diese Freiheitsgrade also, VOLL auszuschöpfen.

Der durch die Freiheitsgrade gesetzte Rahmen in Kombination mit absolutem Zufall im Sinne der Quantenphysik könnte zur Folge haben, dass solche Prozesse selbstorganisierend sind und so Ordnung entsteht, die der Evolution fähig ist — einer Evolution, die gezielt die jeweils stabileren Strukturen begünstigt, weil die ja, eben
w e g e n  ihrer Stabilität, selbst wieder zu steuernden Faktoren werden in dem Sinne, dass sie den Zufall mehr und mehr kanalisieren:

Hinreichend stabile Strukturen verändern die Wahrscheinlichkeiten, mir der ansonsten gleich wahrscheinliche Ereignisse zufällig eintreten.


Gebhard Greiter (grtgrt)
 

  Beitrag 1954-5
Beispiel eines Freiheitsgrades im Sinne von WDDF

 
 
Henry aus 1954-4:
"Ordnung" wird durch Gravitation geschaffen, "Unordnung" ist der systemimantente "Drang" nach völliger Gleichverteilung, nach Ausgleich zwischen Potentialen. Der antopozentrische Begriff der "Freiheitsgrad" hat hier keinerlei Bedeutung.

Hi Henry,

"Ordnung" wird keineswegs nur durch Gravitation geschaffen, sondern — um nur EIN Beispiel zu geben — auch durch die einem Quantensystem (einem Molekül etwa) zugeordnete Wellenfunktion ψ.

Auch meinen Begriff "Freiheitsgrade" interpretierst du viel zu eng:

Nimm z.B. ein Molekül und die ihm zugeordnete Wellenfunktion. Sie definiert sog. "Knotenflächen". Die wiederum stellen die Menge aller Raumpunkte dar, an denen sich kein einziges Elektron im Molekül aufhalten kann (kein Elektron wird sich dort zeigen, wenn man versucht, es zu beobachten).

Damit ist diese Wellenfunktion Beschreibung eines sehr komplizierten "Freiheitsgrades". Er gibt dem Orbitalmodell des Moleküls eine ganz bestimmte Struktur (siehe etwa diesen Artikel und die Bilder darin) und sagt den Elektronen, wo sie sich zeigen bzw. nicht zeigen dürfen.

Gruß,
grtgrt
 

 Beitrag 0-14
Die gesamte Natur ist Summe aus Geist, Zufall und Energie

 
 

 
Die Natur ist:  Geist, Zufall und Energie

 
 
So wie die Bibel den Gott, von dem sie spricht, als Summe von 3 Personen sieht, so muss Naturwissenschaft bekennen:
 
Der Gegenstand ihrer Betrachtung — die Natur — existiert ganz offensichtlich als Summe von 3 Phänomenen, die man kurz als
 
 
Geist, Zufall, und Energie

 
bezeichnet, dann aber doch etwas erklären muss:
 
  • Unter Geist versteht der Naturwissenschaftler das Wirken zeitlos gültiger mathematischer Gesetze.
    Sie existieren und wirken unabhängig davon, ob der Mensch sie nun kennt oder nicht, d.h. ob er sie schon entdeckt oder eben noch nicht entdeckt hat.
     
  • Zufall — gemeint ist absoluter Zufall im Sinne der Quantenphysik — regiert überall dort, wo mathematisches Gesetz keine Vorschriften mehr macht (d.h. berall dort, wo der einem existierenden Zustand innewohnende Drang, sich zu verändern, nach mindestens zwei Richtungen hin absolut gleich stark ist).
     
  • Energie schließlich ist zu verstehen als quantifizierbares Wirkpotential. Es kann (aus Sicht der Physiker) in recht unterschiedlichen Formen vorliegen, i.W. als
     
    • kinetische Energie
    • als Kraft, die drückt oder zieht
    • oder als potenzielle Energie (die aber eher doch nur Erscheinungsform drückender oder ziehender Kraft ist).

 
Das mit Abstand wichtigste Phänomen, über das absoluter Zufall sich bemerkbar macht, ist Quantenfluktuation (Vakuumfluktuation). Wir können heute nicht ausschließen, dass selbst der sich anscheinend völlig zufällig ergebende Wert einer quantenphysikalischen Messung durch Quantenfluktuation beeinflusst eintritt.
 
Da durch Quantenfluktuation stets Paare virtueller Teilchen entstehen bzw. sich gegenseitig vernichten, muss — wer den Energie-Erhaltungssatz ernst nimmt — aller Energie, die in Form von Elementarteilchen existiert, eine Art logisches Vorzeichen zuschreiben. Dieses Vorzeichen mit berücksichtigt, könnte die Summe aller Energie stets Null sein, womit dann klar wäre, dass selbst alle Energie noch allein durch Geist und absoluten Zufall erzeugt sein könnte.
 
Da absoluter Zufall einfach nur das Fehlen einer vom Geist gegebenen Regel ist, wäre so die gesamte Natur auf Geist und Zufall allein zurückgeführt.

 

 Beitrag 0-63
Quantenmechanik — keine andere physikalische Theorie macht genauere Aussagen

 
 

 
Quantenmechanik — unsere bisher genaueste Theorie

 
 
Seltsamerweise ist die Quantentheorie — obgleich sie für alles von ihr Vorhergesagte doch nur Wahrscheinlichkeiten nennt — das erfolgreichste und genaueste je von Menschen ersonnene physikalische Modell. Seine Vorhersagen sind oftmals bis auf den zehnmilliardsten Teil akkurat.
 
Erst diese Genauigkeit macht die technischen Wunder der heutigen Zeit möglich: Laser, Computer, Mobilfunk, Mikrowellenherd und vieles mehr.
 
Und nicht zuletzt auch ganz unglaublich genau gehende Uhren ( jetzt und demnächst ).
 
 
Da solche Uhren den Fluß der Zeit anhand der Schwingungen von Quanten zeigen, wird klar:
 
 
Durch die Natur konstant gehaltene Schwingungen des Energiefeldes liefern uns die Zeit.
 
Diese scheint der Grund dafür zu sein, dass für zueinander nicht beschleunigte Beobachter die Zeit gleich schnell voranschreitet.


 

 Beitrag 0-34
Jedes Quantensystem ist einfach nur zeit- und ortsabhängiges Wirkpotential

 
 

 
Jedes Quantensystem ist ein Feld von Wirkpotential

 
 
Da jedes Quantensystem — Bosonen, Elementarteilchen, Atome, Moleküle, usw. — Summe von Wellen ist, deren jede schwankendes Kraftpotential beschreibt, muss jedes Quantensystem als ein Feld von  W i r k p o t e n t i a l  gesehen werden, welches zeit- und ortsabhängig durch seine Wellenfunktion ψ beschrieben ist.
 
Unter Dekohärenz versteht man die Tatsache, dass sich durch ständig spontan eintretende atomare Entladung des Potentials (kleinste Portionen von Wirkung) diese Wellenfunktion laufend im Kleinen neu konfiguriert. Jede Konfiguration, die sich dadurch ergeben könnte, entspricht einem möglichen Zustand des Quantensystems.
 
Die modernste, aussagekräftigste Form unserer Atom-Modelle beschreibt die möglichen Zustände des Atoms über seine Orbitale.

 

 Beitrag 0-33
Beispiele: Elektron und Elektronenhülle eines Atoms

 
 

 
Warum Elektronen tatsächlich Welle — statt Kügelchen — sind

 
 
Auf Seite 97 seines Buches Auf dem Holzweg durchs Universum - Warum die Physik sich verlaufen hat werden wir durch Alexander Unzicker daran erinnert, dass selbst eine bewegte Ladung erst dann eine elektromagnetische Welle erzeugt, wenn die Bewegung  b e s c h l e u n i g t  ist.
 
Umgekehrt: Wo immer elektrische Ladungen beschleunigt werden,  m ü s s e n  sie — so zeigen Maxwells Gleichungen — elektromagnetische Wellen aussenden, also Energie abstrahlen.


Zitat von Unzicker:
 
Daher musste man die zu simple Vorstellung aufgeben, im Atom umkreise ein Elektron den Kern — denn allein schon durch die Beschleunigung aufgrund der Zentripetalkraft käme es zu einer Abstrahlung und somit zu Energieverlust.
 


 
Demzufolge erinnert unser aktuellestes Modell der Atome auch nicht mehr an ein Planetensystem (in dem die Elektronen den Atomkern umkreisen würden wie Planeten die Sonne), sondern ist stattdessen ein Modell aller denkbaren  Z u s t ä n d e  des Atoms.
 
Jeder Zustand wird beschrieben durch sog. Orbitale, wobei man unter einem  O r b i t a l  eine Raumregion versteht, in der die Wahrscheinlichkeit, dort ein Elektron des Atoms zu beobachten (wenn es registrierbare Wirkung verursacht), mindestens 90% beträgt.
 
Versucht man die Orbitale eines Atomzustandes graphisch zu visualisieren, so kommt man zu Bildern wie hier errechnet, siehe insbesondere dieses Beispiel und die Bedeutung der Farben.
 
 
Weitere Beispiele: Zwei Zustände des Wasserstoffatoms:
 
 
 
Zwei Zustände des Wasserstoffatoms
 
Quelle: Bernd Thaller: Visionen des UnSEHbaren – Impressionen aus der Welt der Quanten


 

 Beitrag 0-82
Von welcher Natur genau sind ein Elektron oder andere Quanten?

 
 

 
Was ist ein Elektron?

— zum wahren Wesen z.B. aller Elementarteilchen —

 
 
Ein Elektron — wie überhaupt  j e d e s  Elementarteilchen — muss man sich vorstellen als eine Wolke von Wirkpotential, die überall dort existiert, wo die Wahr­scheinlichkeit, dieses Elektron zu beobachen, nicht Null ist.
 
Bilder, die Orbitale beschreiben (d.h. Bereiche um einen Atomkern herum, in denen die Wahrscheinlichkeit, dort ein Elektron zu beobachten, nicht Null ist), zeigen das recht schön:
 
 

 
 
Natürlich ist auch jedes makroskopische Objekt — schon allein als Quantensystem — mehr oder weniger überall dort anzutreffen, wo es als Wirkpotential (wie schwach auch immer) vorhanden ist. Der Ausdruck » mehr oder weniger « ist also selbst noch für solche Objekte durchaus wörtlich zu nehmen.
 
 
Und so gilt in der Tat:
 
 
Alles aus Materie Bestehende ist — physikalisch gesehen — einfach nur nur
 
eine ortsabhängig unterschiedlich dichte Wolke von Wirkpotential.

 
 
Und genau das ist gemeint, wenn Quantenphysiker wie etwa Hans-Peter Dürr oder Milo Wolff feststellen: Es gibt keine Materie.

 
tags: Natur1gegreit Dimensionen1gegreit Physik1gegreit