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Gustav123
Gast
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 Gustav123 Verfasst am: 17. Okt 2012 09:53 Titel: Atomismus |
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Meine Frage:
Hallo.
1. Ist der Atomismus heute noch zeitgerecht?
2. Inwieweit ist das Postulat von Demokrit richtig?
?Nur scheinbar hat ein Ding eine Farbe, nur scheinbar ist es süß oder bitter; in Wirklichkeit gibt es nur Atome und leeren Raum.?
3. Waren Leukipp und Demokrit ihrer Zeit voraus?
Meine Ideen:
Danke |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18206
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| TomS Verfasst am: 17. Okt 2012 10:19 Titel: |
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Nun, im strengen Sinne sind die heute bekannten Atome nicht die "Dinge", die Demokrit im Sinn hatte
- sie sind nicht unteilbar (unteilbarä wären Elementarteilchen wie Elektronen, Quarks, ...
- man kann nicht lokalisierte Atome von umgebenden leeren Raum trennen
- sie sind keine geometrischen Objekte und haben keine "Form"
- sie sind keine konkreten Träger von klassischen Eigenschaften
- ...
Mit diesem klassischen Objektbegriff hat die Quantenmechanik gründlich aufgeräumt. Statt dessen müssen wir auf sehr abstrakte mathematische Formalismen zurückgreifen, um die Atome zu beschreiben und die uns bekannte Eigenschaften (in Spezialfällen!) zu rekonstruieren.
Trotzdem findet sich die grundsätzliche Idee Demokrits in der modernen Physik wieder, wenn auch eher auf Ebene der Elememtarteilchen.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 17. Okt 2012 10:28 Titel: |
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1. Gibt es heute noch zeitgerechte Atommodelle (die nicht zu falsifizieren sind), oder muss man rein mathematisch an die Sache heran gehen?
2. Könnte man den Satz von Demokrit so modifizieren, dass er nicht falsifizierbar ist (dass er richtig ist)?
Wie würde er dann aussehen (nach dem heuten Stand der Physik)? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18206
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| TomS Verfasst am: 17. Okt 2012 11:07 Titel: |
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| Gustav123 hat Folgendes geschrieben: | | 1. Gibt es heute noch zeitgerechte Atommodelle, oder muss man rein mathematisch an die Sache heran gehen? |
Wenn du damit meinst, dass die Atommodelle anschaulich und in Alltagsbegriffen formuliert werden können, dann gibt es diese nicht. Quantenmechanik ist ein mathematisch abstrakter Formalismus; jede Veranschaulichung ist gleichzeit auch eine Verfälschung.
| Gustav123 hat Folgendes geschrieben: | | 2. Könnte man den Satz von Demokrit so modifizieren, dass er nicht falsifizierbar ist (dass er richtig ist)? |
Vorsicht: "nicht-falsifizierbar" bedeutet noch lange nicht "verifizierbar" oder "richtig". Atome bestehen aus unerkennbar kleinen Gummibärchen ist z.B. nicht falsifizierbar.
Ein Versuch: "Ein makroskopisches Objekt hat Eigenschaften, die im wesentlichen auf Wechselwirkungen von Atome (eigtl.: Elementarteilchen) zurückgeführt werden können."
Über den "leeren Raum" sage ich aus zwei Gründen nichts: erstens ist er nach den Modellen der Quantenmechanik nicht wirklich leer und nicht eigenschaftslos. Und zweitens versteht man eine gemeinsame Beschreibung sowie den Zusammenhang zwischen Gravitation (Eigenschaft des Raumes) und Quantentheorie heute noch nicht wirklich.
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 17. Okt 2012 11:26 Titel: |
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Und die Wechselwirkungen zwischen Atomen bzw. Elementarteilchen können auf 4 Grundkräfte reduziert werden, richtig?
Elementarteilchen haben ja diverse Eigenschaften wie z.B. die Ladung, Spin und Masse (der Theorie von Higgs zufolge ist Masse keine Eigenschaft der Materie).
Ladung beispielsweise ist die Eigenschaft von Teilchen oder Objekten, mit einem Feld zu wechselwirken.
Doch gibt es diese Eigenschaften "wirklich"? Oder sind es bloße Vorstellungen zur Veranschaulichung?
Auch der Spin ja eine rein quantenmechanische Eigenschaft, die mit klassischer Mechanik nichts zu tun hat. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18206
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| TomS Verfasst am: 17. Okt 2012 11:36 Titel: |
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| Gustav123 hat Folgendes geschrieben: | | Doch gibt es diese Eigenschaften "wirklich"? Oder sind es bloße Vorstellungen zur Veranschaulichung? |
Es sind keine Vorstellungen, sondern mathematische Strukturen und Modelle. Bereits in der QCD ist der Ladungsbegriff nicht mehr anschaulich vorstellbar. Ob es "wirklich" ist kann die Physik nicht beantworten, das ist Aufgabe der Philosophie.
Meine Meinung ist grob folgende: wir sind in der Lage, mathematische Modelle zu formulieren, die beobachtbare Phänomene sehr exakt beschreiben. Diese Phänomene sind sicherlich "wirklich". Ob nun etwas "hinter" diesen Phänomenen "existiert" und diese hervorbringt, oder ob es eben nur diese Phänomene gibt, kann die Physik nicht diskutieren; die Philosophie kann es diskutieren - aber nicht erklären ;-) Da unsere mathematischen Modelle aber so extrem erfolgreich sind, komme ich nicht umhin, eine irgendwie geartete "mathematische Struktur" als "in der Natur existent" zu vermuten. Wieso sollten unsere Modelle so präzise funktionieren, wenn sie nicht einen Zipfel der Wahrheit enthalten?
Ich würde meine Position als die eines "Strukturrealisten" beschreiben, mit einem gewissen Schuss "Platonismus". Eine rein phänomenologische bzw. positivistische Haltung halte ich bei Physikern für Selbsttäuschung.
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 17. Okt 2012 13:22 Titel: |
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Es gibt aber nur 4 Grundkräfte und auf diese Wechselwirkungen können alle Phänomene zurückgeführt werden?
Und die 4 fundamentalen Wechselwirkungen sind Folge der Symmetrien, richtig?
Inwieweit hat der Begriff der Ladung etwas mit diesen Wechselwirkungen zu tun?
Warum gibt es drei verschiedene Arten der Ladung? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18206
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| TomS Verfasst am: 17. Okt 2012 14:14 Titel: |
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| Gustav123 hat Folgendes geschrieben: | | Es gibt aber nur 4 Grundkräfte und auf diese Wechselwirkungen können alle Phänomene zurückgeführt werden? |
Soweit heute bekannt ja - mit der Problematik, dass die Kombination der Grundkräfte und der QM im Bereich der Quantengravitation heute noch nicht verstanden ist.
| Gustav123 hat Folgendes geschrieben: | | Und die 4 fundamentalen Wechselwirkungen sind Folge der Symmetrien |
Nicht die Folge. Sie respektieren gewisse Symmetrien.
| Gustav123 hat Folgendes geschrieben: | | Inwieweit hat der Begriff der Ladung etwas mit diesen Wechselwirkungen zu tun? |
In dem Bereich gibt es zwei Begriffe von Ladung: zum einen eine Koplungsstärke, mit der eine WW zwischen den Teilchen stattfindet, zum anderen eine Art Ladungsinhalt eines Volumens bzw. die Ladung eines Teilchens. Beide haben wenig miteinander zu tun.
| Gustav123 hat Folgendes geschrieben: | | Warum gibt es drei verschiedene Arten der Ladung? |
Was meinst du mit drei? welche?
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 17. Okt 2012 14:57 Titel: |
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Ich meine die Elektrische Ladung (zur elektromagnetischen Wechselwirkung), die Schwache Ladung (zur schwachen Wechselwirkung) und die Farbladung (zur starken Wechselwirkung). |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18206
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| TomS Verfasst am: 17. Okt 2012 16:54 Titel: |
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Die Grundsatzfrage lautet, warum gerade die Symmetriestruktur U(1) * SU(2) * SU(3) - das weiß niemand!
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 17. Okt 2012 17:15 Titel: |
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Was haben die Symmetrien überhaupt mit den 4 Grundkräften zu tun? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18206
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| TomS Verfasst am: 17. Okt 2012 19:16 Titel: |
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Hm, na ja , es funktioniert eben ;-)
Man muss die Felder, die die Wechselwirkung vermitteln (el.-mag. Feld, Gluonen, ...) an die Materiefelder (Elektronen, Quarks, ...) koppeln. Das macht man über die sogenannte kovariante Ableitung, d.h.
\,\psi)
Dabei steht psi für ein Materiefeld und A für ein sogenanntes Eichfeld. Diese Struktur hat automatisch eine der genannten Symmetrien U(1), SU(2), SU(3), wenn man A als Feld oder Matrix von Feldern geeignet wählt.
Warum gerade das zur Natur passt weiß niemand, aber es ist (beweisbar!) ein erfolgreiches Konstruktionsverfahren für konsistente Quantenfeldtheorien.
http://www.physik.uzh.ch/~kmueller/text/vorlesung/eich1.pdf
Für die Gravitation ist die Struktur der unterlagerten Eichtheorie SO(3,1) im üblichen Formalismus der Allgemeinen Relativitätstheorie nicht sichtbar; man muss die Gleichungen erst geeignet umschreiben - aber das ist eine sehr technische Geschichte
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