Ist es möglich, dass die Physik falsch abgebogen ist?

Laie2 · Gast

Und neu entdeckte Phänomene mit Erkenntnissen aus Schlussfolgerungen einer falschen Abbiegung dennoch stimmig erklärt werden können und man somit Fehler auf Fehler baut?

Viele Physiker suchen derzeit eine Große vereinheitlichte Theorie zu finden, die die Physik im kleinen und die Phsik im großen miteinander vereint.
Aber gesetzt den Fall, man wäre irgendwo weit vorher falsch abgebogen, kann man dann überhaupt zu einer stimmigen Lösung für eine solche Große vereinheitlichte Theorie finden?

Ich bin kein Physiker und weiß nicht, ob man irgendwo mal falsch abgebogen ist. Das ist nur eine generelle philosophische Frage ob es möglich wäre und vor allem ob es möglich wäre, dass dann auf diesem Fehler weitere Erkenntnisse aufgebaut werden, die aber für sich ein stimmiges Gesamtbild ergeben, so dass uns das nicht auffällt. Weil wir glauben, das alles was zuvor theoretisch erklärt wurde, auch richtig erklärt wurde, also stimmen muss und das dann nicht mehr hinterfragt wird, ob es denn stimmt?

Besonders interessant wäre die Frage auf eine längere Verkettung von solchen Bausteinen.

Baut man Stein C auf Stein A und B, und Stein D stimmig auf C und F usw. kann es dann sein, dass einer der unteren Bausteine dann falsch ist, während man für die darauf aufbauenden Bausteine eine stimmige Erklärung hat, so dass der Fehler im unteren Baustein gar nicht erst auffällt?
Das meine ich übrigens mit falsch abbiegen, ein Gleislinie geht ja in einer Verästelung dennoch weiter, obwohl man vielleicht vor vielen Entscheidungen falsch abgebogen sein könnte.

Und hätte man dann überhaupt die Chance diesen Fehler tief unten im Gebäude überhaupt zu finden, wenn niemand diesen unteren Baustein hinterfragt, weil alles was darauf aufbaut, trotzdem ein stimmiges Gesamtbild gibt, auch wenn dieses dann nie zur Großen vereinheitlichten Theorie führen könnte?

Und zum Schluss wäre ich dann damit auch bei der Frage, ob man schon einmal von Grund auf versucht hat, alles der Physik erneut auf den Prüfstand zu stellen und zwar so, dass man erst einmal davon ausgeht, dass alles noch nicht belegt ist, solange es noch nicht auf Basis dieses von Grund auf angefangenen Prüfstands untersucht wurde?
Also so ne Art Code Audit für die Physik, bei der man erstmal dem Code, den man noch nicht audited hat, nicht traut?

Ein Physikstudent wird wahrscheinlich, das, was man ihm in der Uni beibringt, erstmal ungeprüft glauben und damit vielleicht gar nicht auf die Idee kommen, dass da irgendein Fehler enthalten sein könnte. Vor allem würde ich mal die Annahme treffen, dass er das gerade dann glaubt, wenn die Erklärung dafür stimmig ist, aber was, wenn die dann falsch ist.

Heute geht man bspw. von dunkler Energie und dunkler Materie aus, weil man sie benötigt um bestimmte Phänomene auf basis des bisher bestehenden Physikgebäudes zu erklären, aber was, wenn in diesem bestehenden Gebäude ein Fehler steckt und man die dunkle Energie oder dunkle Materie dann gar nicht bräuchte, hätte man nur den Bugfix für den Fehler?

Auf eure Diskussion über dieses Thema bin ich mal gespannt.
Ich bin allerdings nur Laie und werde da nicht viel beitragen können aber ich hoffe, der Text ist ausführlich genug, damit klar ist, worum es mir geht.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18110

Diese Möglichkeit besteht durchaus, und man begegnet auch zuweilen Physikern, die diese Befürchtung teilen.

Dabei ging es jedoch mehrere Varianten von “falsch abbiegen”.

1a) Die theoretische Physik beschreibt die Natur zunächst mittels Feldern, die Differentialgleichungssysteme erfüllen, die man wiederum durch Anwendung bestimmter Prinzipien (Prinzip der kleinsten Wirkung, Symmetrien, insbs. allgemeine Kovarianz und Eichinvarianz, inzwischen noch Supersymmetrie) gewinnt.
1b) Im Falle der Quantenfeldtheorie werden diese Felder in sogenannte Operatoren überführt, die auf einem sogenannten Hilbertraum wirken, in dem die Zustände des physikalischen Systems kodiert werden.
Eine Möglichkeit von “falsch abbiegen” bestünde darin, dass diese sehr allgemeine Vorgehensweise (1a + b), die eine riesige - sogar unendliche - Menge von Theorien zulässt, dennoch nicht allgemein genug ist.

2) Um sich in dieser Menge von Theorien nicht zu verlieren, untersuchen Physiker insbs. Theorien mit einer möglichst einfachen bzw. “eleganten” mathematischen Strukturen.
Eine weitere Möglichkeit von “falsch abbiegen” wäre, dass die tatsächlich benötigten Theorien jedoch nicht in diesem Sinne einfach oder “eleganten” sind.

3a) Als Konsequenz aus (1) wurden tatsächlich Theorien entwickelt, die die in (1a) genannten Prinzipien in gewisser Weise erweitern; zu nennen wären insbs. die Stringtheorie. Diese eröffnet eine neue Perspektive, wie man bestimmte konventionelle Theorien im Sinne von (1a) gewinnen kann, wobei die o.g. Prinzipien und sämtliche resultierenden Theorien letztlich aus einer einzigen fundamentalen Theorie folgen sollten.
Im Sinne der Stringtheorie hieße “falsch abgebogen”, dass die Idee der Stringtheorie - Strings - ganz grundsätzlich nicht funktioniert; einige Theorien aus (1), die im Sinne von (3) zulässig sind und zudem noch (2) gehorchen, und von denen man sich eine Lösung des Problems der Dunklen Materie erhofft hat, sind inzwischen experimentell widerlegt; es bleiben weiterhin Möglichkeiten, die (2) eher zu widersprechen scheinen.

3b) Die meisten Physiker ziehen die Quantenmechanik und damit (1b) nicht in Zweifel; eine systematische Untersuchung, ob “falsch abbiegen” die Quantenmechanik selbst betrifft, kann ich nicht erkennen.

4) Die theoretische Physik hat von ihren Anfängen insbs. seit Newton bis ca. in die 80iger bis 90iger der letzten Jahrhunderts (1) in engem Austausch mit den Experimentalphysikern betrieben: neue Theorien sagten neue Phänomene vorher, die experimentell bestätigt oder ausgeschlossen wurden; umgekehrt haben neue experimentelle Phänomene direkt zur Entwicklung neuer Theorien beigetragen (es lohnt sich, dabei mal auf die Zeitabstände zwischen theoretischer Vorhersage und experimenteller Bestätigung zu schauen - Stichworte Positron, Neutrino ... W- und Z-Bosonen, top-Quark, Higgs).
Viele der neuen Ansätze befassen sich mit Problemen, die experimentell wahrscheinlich nicht zugänglich sind (Urknall, schwarze Löcher, Quantengravitation), d.h. neue Theorien entstehen rein mathematisch, ohne experimentelle Rückkopplung. Dies wäre eine weitere Möglichkeit des “falsch Abbiegens”.

5) Darüberhinaus gibt es diverse Beispiele, wo das “falsche Abbiegen” nicht die große Richtung betrifft (wie komme ich von Nürnberg nach Berlin) sondern eher das Verfahren im kleinen betrifft (verfranst wegen Einbahnstraßen in Kreuzberg). Damit scheitern neue Theorien eben so, wie sie seit langem scheitern - weil sie in bestimmten Fällen eben nicht funktionieren. Beispiele, wo man bestimmte Ansätze teilweise kritisch sieht, wären Modelle auf Basis SUSY zur Erklärung der Dunklen Materie, MOND-inspirierte Modelle zum gleichen Problem, evtl. mathematische Inkonsistenzen in der Schleifenquantengravitation, ...

Claus_W · Gast

Der Rechnende Raum ist ein Medium für Elementarteilchen ähnlich der Finite-Elemente-Simulation. In diesem Raum gibt es absolute Ortsangaben die sich aber mit Messgeräten, die aus den Elementarteilchen innerhalb dieses Raumes aufgebaut sind, nicht bestimmen lassen. Konrad Zuse u.a. haben in den 60ger Jahren Artikel zu dem Rechnenden Raum geschrieben. In der Wikipedia kann man Angaben dazu noch finden, die aber seit Jahren weniger geworden sind. Obwohl sich mit dem Rechnenden Raum Elementarteilchen, deren Geschwindigkeiten und Beschleunigungen und sogar die elektrostatischen Kräfte zwischen den Teilchen modellieren lassen, ist die Physik-Welt davon abgekommen. Zufällig fand ich mit der Suchmaschine nach 7 Jahren (!) Suche das Skript von Prof. Patt über Wellenmaschinen, das die Idee des Rechnenden Raumes praktikabel macht.

Während der Rechnende Raum die Welt als Raster von Pixeln sieht, in der es eine kleinste Länge gibt, hat die Physik die Eigenart, alles durch Differentialgleichungen anzugeben (bei denen die kleinste Länge immer noch verkleinert werden kann) Lehrer

und baut noch ordentlich große Mengen Griechischer Formelzeichen ein.

Dazu kommt folgendes: Im Rechnenden Raum breiten sich Wellen kugelförmig aus. Das kann ich aber schlecht vermitteln. Erkläre ich das jemandem, so kommt die Antwort, dass es im Pixelgitter des Rechnenden Raumes Vorzugsrichtungen gibt, das alles also falsch sein muss, und ich nicht weitermachen soll. Die große Menge an Lehrmaterial blockiert jedes Vorwärtskommen. Lediglich durch die neuen Formelplotter und Tabellenkalkulationsprogramme kamen wohl seit längerem einige Leute von den gut geübten Differentialgleichungen ab und denken in diskreten Zahlen.