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Spicki
Anmeldungsdatum: 21.03.2007
Beiträge: 2
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 Spicki Verfasst am: 21. März 2007 09:01 Titel: Ist Masse geronnene Energie? |
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Hallo zusammen,
In der letzten Zeit interessiere ich mich sehr für diese Frage (siehe Titel).
Könnte mir jemand genauere Erklärungen dazu geben, wir haben das in der Schule angesprochen, jedoch nicht sehr detailreich.
Vielen Dank im Voraus,
Spicki |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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Spicki
Anmeldungsdatum: 21.03.2007
Beiträge: 2
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| Spicki Verfasst am: 21. März 2007 19:01 Titel: |
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ja das ist wirklich noch interessant...
wir hatten auch so ne ähnliche diskussion, nur nicht so kompliziert
kennt jemand irgend einen guten Artikel dazu? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 21. März 2007 19:16 Titel: |
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Vielleicht magst du mal ein bisschen erzählen, was ihr bisher schon diskutiert habt, was du schon dazu verstanden hast, und was dich speziell noch interessiert?
Dass Masse "geronnene Energie" ist, ist eine schöne anschauliche Formulierung, die klar macht, dass Masse nichts anderes als eine Form von Energie ist, wie Einsteins berühmte Formel  besagt. Das heißt, man kann Masse in nutzbare Energie verwandeln, und man kann umgekehrt auch zum Beispiel Strahlungsenergie in Masse verwandeln. |
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Alter Flieger
Anmeldungsdatum: 06.03.2007
Beiträge: 9
Wohnort: Seligenstadt
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| Alter Flieger Verfasst am: 22. März 2007 08:48 Titel: |
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das heißt ja eigentlich das wir menschen mit energie gott spielen könnten, man brauch halt nur genug oder? |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 22. März 2007 13:49 Titel: |
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Das halte ich für stark übertrieben. Ich glaube, da überschätzt du die Energie, die Menschen nutzen können, und die Kontrolle, die sie über solche Vorgänge haben.
Wenn man zum Beispiel die Erzeugung von Materieteilchen in Kollisionen in Teilchenbeschleunigern als "Urknall im Kleinen" bezeichnet, um ein populärwissenschaftliches, anschauliches Bild zu verwenden, dann wird so etwas in der Feder mancher Journalisten vielleicht zu Formulierungen wie "Gott spielen können"  |
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-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
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| -Christian- Verfasst am: 24. März 2007 20:24 Titel: |
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Hallo zusammen!
Ich tue mich persönlich auch immer etwas schwer mit der anschaulichen Vorstellung zu diesem Problem. Aber als ich vor ein paar Tagen den Thread gelesen habe, auf den Markus hier verwiesen hat, kam mir dazu folgende Idee:
Wenn Energie per Defintion "Die Fähigkeit von Materie ist, Arbeit zu verrichten." und Masse auch eine Form der Energie ist, dann muss man diese Defintion ja auch auf die Masse anwenden können.
So müsste kinetische Energie z.B. die Fähigkeit eines Körpers sein, Arbeit an einem Körper in Form von Beschleunigungsarbeit (So wie es zum Beispiel während eines Stoßes passiert) oder Verformungsarbeit (sind wir auch wieder beim Stoß ... da brauch man ja nur mal einen Stein gegen ein Fenster werfen ... da wird der Stein schön Verformungsarbeit am Glas verrichten) zu verrichten.
Masse muss also auch die Fähigkeit eines Körpers sein, irgendwie Arbeit zu verrichten.
Laut allgemeiner physikalischer Vorstellung besitzt jeder Körper, der massebehaftet ist, ja nun ein Gravitationsfeld. Durch dieses Gravitationsfeld übt jeder Körper auf andere Körper eine Kraft aus und verrichtet an diesen eine Beschleunigungsarbeit. Würde also zur Definition passen und ist bisher die anschaulichste Beschreibung, die mir in den Sinn gekommen ist.
Leider wirft das ganze wieder neue Probleme für mich auf, für die mir keine Antwort einfällt:
Arbeit verrichten bedeutet ja im Prinzip Energie weitergeben. Dabei muss die Arbeit, die mit einer bestimmten Energie verrichtet wird, nicht die gleichnamige Energie des Körpers erhöht werden, an dem die Arbeit verrichtet wird. Aber Fakt ist, dass ein Körper Energie verliert und diese an den anderen abgibt.
Nun müsste also auch beim verrichten der Beschleunigungsarbeit im Gravitationsfeld die Energie des "anziehenden" Körpers verringert werden. Nun verliert ja scheinbar kein Körper Masse nur weil er über sein Gravitationsfeld Arbeit an anderen Körpern verrichtet.
Woher nimmt also so ein Gravitationsfeld seine Energie, die er an anderen Körpern verrichtet?
[Edit:] Gut. Jetzt habe ich eine ganze Weile in Wikipedia herumgelesen und bin da auf eine interessante Aussage gestoßen, die den vorherigen Absatz schon etwas erklärt.
Wenn sich zwei Körper in einem Feld anziehen, dann ist ihre Gesamtmasse kleiner als die Summe ihrer Einzelmassen. Die "verlorene" Masse findet sich in der Bindungsenergie der beiden Körper wieder.
Damit kann ich meine obige Überlegung also so auf die Masse anwenden: Massen verrichten aneinander Beschleunigungsarbeit auf Grund ihrer Gravitationsfelder. Dabei wird die dazu nötige Energie ihren Massen entnommen. Es wird also die "Massenenergie" in Bindungsenergie umgewandelt.
Die Arbeit wird solange verrichtet, bis die Körper aneinanderstoßen und sich somit nicht mehr weiter aufeinander zubewegen können. Ab da kann keine weitere Arbeit mehr verrichtet werden, die Bindungsenergie ist am größten und die Gesamtmasse pendelt sich auf einen festen Wert ein. Was übrig bleibt ist eine Kraftwirkung, die die Körper in ihrer festen Position hält und zu einem System vereinigt.
Kann man das so stehen lassen?[/Edit]
Zum anderen bedeutet meine Überlegung oben, dass ich mich von der Vorstellung trennen müsste, dass Materie = Masse ist. Denn Masse ist ja nur die Eigenschaft von Materie. "Zufälligerweise" besitzt aber alle Materie diese Eigenschaft, die ja auf seltsame Art und Weise unweigerlich miteinander verbunden zu sein scheinen. Denn offensichtlich bedeutet die Erhöhung von Masse in einem Raumgebiet auch, dass Materie erzeugt wird. Siehe Teilchenbeschleuniger. Und diese beiden Aussagen, kann ich auch nicht so recht zusammenbringen!
Obwohl mir dazu jetzt gerade eine Frage aufkommt: Im Teilchenbeschleuniger werden Teilchen zur Kollision gebracht. Ist es dann so, dass die Massen der entstehenden Teilchen größer ist, als die Masse der zerfallenen Teilchen? Oder woher nimmt man die Aussage, dass dort aus Energie Materie erzeugt wird?
Vielleicht fällt euch ja noch was dazu ein!? 
Gruß
Christian
Zuletzt bearbeitet von -Christian- am 25. März 2007 10:36, insgesamt einmal bearbeitet |
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T-Tauri
Anmeldungsdatum: 01.03.2007
Beiträge: 41
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| T-Tauri Verfasst am: 25. März 2007 04:05 Titel: |
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| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | | wie Einsteins berühmte Formel besagt. |
Du meinst wohl Poincarés Formel. Das Wichtigste, was man zur speziellen Relativitätstheorie wissen muss ist, dass andere vor Einstein da waren und derselbe diese Ergebnisse noch mal veröffentlich hat. Ein Glück, dass er dafür keinen Nobelpreis kassierte... |
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T-Tauri
Anmeldungsdatum: 01.03.2007
Beiträge: 41
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| T-Tauri Verfasst am: 25. März 2007 04:18 Titel: |
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@ Topic:
Ihr vergesst, dass es verschiedene Manifestationen von Energie gibt. Materie ist nur eine davon. Licht ist keine Materie, besitzt aber eine definierte Energie. Gravitationswellen tragen ebenfalls eine Energie.
Davon abgesehen erzeugt Licht, bzw. die Photonen, Gravitationsfelder. Und nicht nur das, auch Gravitationsfelder selbst erzeugen Gravitationsfelder, da diese schließlich eine Energie tragen. Diese krümmen wieder die Raumzeit usw.
@-Christian-: Wenn du dir solch fundamentale Fragen stellst, wirst du mit der Newton'schen Gravitationstheorie nicht weit kommen. Da muss schon wenigstens die ART herhalten ;) |
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-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
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| -Christian- Verfasst am: 25. März 2007 11:00 Titel: |
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Hallo T-Tauri!
| T-Tauri hat Folgendes geschrieben: |
Ihr vergesst, dass es verschiedene Manifestationen von Energie gibt. Materie ist nur eine davon. Licht ist keine Materie, besitzt aber eine definierte Energie. Gravitationswellen tragen ebenfalls eine Energie. |
Genau das versuchen wir ja hier zu bearbeiten. Es geht ja gerade darum zu verstehen, wie man die Gleichung E = mc² interpretieren kann. Und ich bin auch auf Grund meiner obigen Überlegungen nicht ganz einverstanden mit deiner Aussage, dass Materie eine Form der Energie ist. Ich versuche ja gerade Masse und Materie zu differenzieren.
In der Physik geht man davon aus, dass Masse und Energie Eigenschaften von Materie sind.
Materie an sich ist unweigerlich mit diesen Eigenschaften verbunden und Materie kann scheinbar ohne diese Dinge nicht existieren. Das heißt aber im Umkehrschluß nicht zwangsläufig, dass Materie Masse oder Energie ist.
Diese Vorstellung wirft bei mir zwar auch noch Probleme auf (siehe vorheriges Posting), aber die lassen sich bestimmt auch klären.
Masse ist also eine Eigenschaft von Materie und seit Einstein (,der zwar sicherlich nicht der alleinige Entdecker der Formeln für die Masse-Energie-Äquivalenz oder die Zeitdilatation war, aber immernoch derjenige, der die vorhandenen Bruchstücke zu einem schlüssigen Konzept vereinigt hat. Wollen wir ihn also mal nicht ganz so herabwürdigen ... ) wissen wir, dass sie eine Form der Energie ist.
Und zu sagen, dass Licht keine Materie ist, ist denke ich auch gefährlich. Momentan weiß keiner so recht, was Licht eigentlich ist. Wir wissen, dass es eine Energie hat, die man experimentell nachweisen kann. Wir denken auch, dass es die Energieform der (dynamischen) Masse in sich trägt. (Konnte man das eigentlich auch schon nachweisen?)
Wir können dem Licht also gewisse Eigenschaften zuweisen, aber wir können momentan glaube ich nicht erkläen, was es wirklich ist. Teilchen (also Materie), Welle, oder doch was dazwischen?
Korrigiert mich, wenn ich mich da irre!
| T-Tauri hat Folgendes geschrieben: |
Davon abgesehen erzeugt Licht, bzw. die Photonen, Gravitationsfelder. Und nicht nur das, auch Gravitationsfelder selbst erzeugen Gravitationsfelder, da diese schließlich eine Energie tragen. Diese krümmen wieder die Raumzeit usw.
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Echt? Wie hat man dass denn nachgewiesen, dass andere Energieformen (neben der Masse) Gravitationsfelder erzeugt? Das klingt ja jetzt spannend ...
| T-Tauri hat Folgendes geschrieben: |
@-Christian-: Wenn du dir solch fundamentale Fragen stellst, wirst du mit der Newton'schen Gravitationstheorie nicht weit kommen. Da muss schon wenigstens die ART herhalten |
Nee du, da wage ich mich noch nicht so wirklich heran. Ich verstehe die SRT ja gerademal ansatzweise, auch wenn ich mir inzwischen schon ganz gut vorstellen kann, wie das ist mit den Inertialsystemen und der Wechselseitigkeit der SRT. Aber ich denke, dass ich meine Fragen oben lieber erstmal versuche auf klassischem Wege zu verstehen. Wenn ich merke, dass ich gar nicht weiterkomme, dann kann ich immernoch versuchen mit der ART und der Quantendynamik und ihren Austauschteilchen weiterzukommen. Aber da alles aufeinander aufbaut, wäre es glaube ich falsch mit den letzteren Dingen anzufangen.
Außerdem habe ich das Gefühl, dass ich mit meinen Überlegungen von oben schon gar nicht so auf dem Holzweg bin. Aber mal gucken ...
Gruß
Christian |
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T-Tauri
Anmeldungsdatum: 01.03.2007
Beiträge: 41
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| T-Tauri Verfasst am: 25. März 2007 17:57 Titel: |
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| -Christian- hat Folgendes geschrieben: |
Und zu sagen, dass Licht keine Materie ist, ist denke ich auch gefährlich. Momentan weiß keiner so recht, was Licht eigentlich ist. Wir wissen, dass es eine Energie hat, die man experimentell nachweisen kann. Wir denken auch, dass es die Energieform der (dynamischen) Masse in sich trägt...
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Wir wissen sehr genau über das Wesen und die Gesetze des Lichtes bescheid, in der Quantenelektrodynamik steht alles drin. So etwas wie eine dynamische Masse gibts übrigens nicht.
| -Christian- hat Folgendes geschrieben: |
Echt? Wie hat man dass denn nachgewiesen, dass andere Energieformen (neben der Masse) Gravitationsfelder erzeugt? Das klingt ja jetzt spannend ...
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Gravitationsfelder sind Beschleunigungsfelder, die durch Krümmungen in der Metrik der Raumzeit zustande kommen. Diese Krümmungen hängen einzig und allein von der Gestalt des sog. Energie-Impuls-Tensors ab, welcher in den Einsteingleichungen der ART zu finden ist. Alles, was einen EIT besitzt, erzeugt ein Gravitationsfeld; daher verstärken sich Gravitationsfelder bis zu einem bestimmten Sättigungswert auch selbst.
| -Christian- hat Folgendes geschrieben: |
Nee du, da wage ich mich noch nicht so wirklich heran. Ich verstehe die SRT ja gerademal ansatzweise, auch wenn ich mir inzwischen schon ganz gut vorstellen kann, wie das ist mit den Inertialsystemen und der Wechselseitigkeit der SRT. Aber ich denke, dass ich meine Fragen oben lieber erstmal versuche auf klassischem Wege zu verstehen. Wenn ich merke, dass ich gar nicht weiterkomme, dann kann ich immernoch versuchen mit der ART und der Quantendynamik und ihren Austauschteilchen weiterzukommen. Aber da alles aufeinander aufbaut, wäre es glaube ich falsch mit den letzteren Dingen anzufangen.
Außerdem habe ich das Gefühl, dass ich mit meinen Überlegungen von oben schon gar nicht so auf dem Holzweg bin. Aber mal gucken ...
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Die klassische Physik IST der Holzweg, sie stellt keine fundamentalen Einsichten in die Wirklichkeit bereit.
Der erste Schritt ist es, sich über die Higgs Theorie zu informieren; ab besten hier: Higgs Teilchen |
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-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
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| -Christian- Verfasst am: 25. März 2007 19:24 Titel: |
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| T-Tauri hat Folgendes geschrieben: |
Wir wissen sehr genau über das Wesen und die Gesetze des Lichtes bescheid, in der Quantenelektrodynamik steht alles drin.
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Sorry, aber seien wir doch mal ehrlich: Gerade was das Thema Quantenphysik angeht kratzen wir Menschen doch noch an der Oberfläche. Dass die Physiker eben momentan noch nicht wirklich beschreiben können, was Licht ist, zeigt doch allein schon der Fakt, dass wir 2 Modelle brauchen, um Licht je nach Situation beschreiben zu können.
Ich meine, klar ... die Physik hat im letzten Jahrhundert experimentell bestätigen können, dass dieser "Welle-Teilchen-Dualismus" existiert und es hat auch bestätigen können, dass Licht quantisiert ist, aber die eigentliche Natur des Lichtes ist doch nicht damit geklärt. Nur weil wir ganz gut vorhersagen können, wie sich Licht in manchen Situationen verhält, heißt es doch aber noch lange nicht, dass wir "sehr genau über das Wesen [...] des Lichtes" Bescheid wissen.
Oder kannst du mir anschaulich erklären und exakt beschreiben, was ein Quantenobjekt denn nun eigentlich ist? Ich glaube es ist noch ein langer Weg bis wir das verstehen lernen ...
| T-Tauri hat Folgendes geschrieben: |
So etwas wie eine dynamische Masse gibts übrigens nicht.
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Dynamische Masse ist nur ein anderer Begriff für relativistische Masse. Und die kann für ein Photon zumindest ausrechnen:
Inwiefern das schon nachgewiesen wurde, weiß ich nicht ... aber das habe ich ja schon in meinem vorherigen Posting gesagt.
| T-Tauri hat Folgendes geschrieben: |
Gravitationsfelder sind Beschleunigungsfelder, die durch Krümmungen in der Metrik der Raumzeit zustande kommen. Diese Krümmungen hängen einzig und allein von der Gestalt des sog. Energie-Impuls-Tensors ab, welcher in den Einsteingleichungen der ART zu finden ist. Alles, was einen EIT besitzt, erzeugt ein Gravitationsfeld; daher verstärken sich Gravitationsfelder bis zu einem bestimmten Sättigungswert auch selbst.
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Das sagt mir ehrlich gesagt nichts. Ich weiß zwar, dass die ART die Gravitation als Krümmung der Raumzeit beschreibt, aber was dieser Energie-Impuls-Tensor ist ...
Kannst du mir da kurz auf die Sprünge helfen? Habe schonmal in Wikipedia geschaut, aber der Artikel dort ist nicht so wirklich was für Einsteiger. Was beschreibt dieser Tensor denn genau?
Konnte das experimentell auch schon bestätigt werden?
| T-Tauri hat Folgendes geschrieben: |
Die klassische Physik IST der Holzweg, sie stellt keine fundamentalen Einsichten in die Wirklichkeit bereit.
Der erste Schritt ist es, sich über die Higgs Theorie zu informieren; ab besten hier: Higgs Teilchen |
Wer kann schon sagen, was die Wirklichkeit ist? In der Physik geht es doch letztendlich darum die Natur und die Vorgänge in ihr zu beschreiben. Dabei ist jede physikalische Theorie solange "richtig" (und diesem Sinne könnte man vielleicht "wirklich"/"wahr" sagen), wie sie physikalische Vorgänge innerhalb eines gesteckten Rahmens zu beschreiben vermag.
Und soweit ich weiß gilt die klassische Physik noch immer, auch wenn die SRT, ART oder Quantenphysik sie etwas bei Seite gedrängt hat, weil diese die Vorgänge beschreiben können, bei denen die klassische Physik versagte oder ungenau wurde.
Die gesamte moderne Physik baut letztendlich auf der klassischen Physik auf und ich denke, dass ich nicht einfach irgendwo in der Mitte oder mit den "neuesten Theorien" anfangen sollte, wenn ich ein physikalisches Problem verstehen will. Das heißt ja nicht, dass man später seine Vorstellung dann nicht um die aktuellen Erkenntnisse erweitern kann und sollte.
Aber eben alles zu seiner Zeit ...
Bevor ich meine Synapsen also mit den noch bisher nicht einmal bewiesenen Higgs-Teilchen ringen lasse, versuche ich erstmal zu ergründen, was der gute alte Newton gesagt hätte.
Gruß
Christian
[Edit] Latex richtig formatiert! |
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Schüler
Anmeldungsdatum: 05.05.2006
Beiträge: 175
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| Schüler Verfasst am: 25. März 2007 19:49 Titel: |
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| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | T-Tauri hat Folgendes geschrieben: |
Wir wissen sehr genau über das Wesen und die Gesetze des Lichtes bescheid, in der Quantenelektrodynamik steht alles drin.
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Sorry, aber seien wir doch mal ehrlich: Gerade was das Thema Quantenphysik angeht kratzen wir Menschen doch noch an der Oberfläche. Dass die Physiker eben momentan noch nicht wirklich beschreiben können, was Licht ist, zeigt doch allein schon der Fakt, dass wir 2 Modelle brauchen, um Licht je nach Situation beschreiben zu können.
Ich meine, klar ... die Physik hat im letzten Jahrhundert experimentell bestätigen können, dass dieser "Welle-Teilchen-Dualismus" existiert und es hat auch bestätigen können, dass Licht quantisiert ist, aber die eigentliche Natur des Lichtes ist doch nicht damit geklärt. Nur weil wir ganz gut vorhersagen können, wie sich Licht in manchen Situationen verhält, heißt es doch aber noch lange nicht, dass wir "sehr genau über das Wesen [...] des Lichtes" Bescheid wissen.
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Stichworte zur Auflösung dieses sogenannten Welle-Teilchen Dualismus sind die üblichen Dinge aus der Quantenmechanik wie z.B
Wahrscheinlichkeitswelle
Schrödinger-Gleichung
Dabei ist die wahrscheinlichkeitswelle eine komplexwertige funktion und somit keine messgröße, also schwingt die welle wohl in einer anderen uns nicht vorstellbaren ebene
Jedes Teilchen wird durch so einer wellenfunktion beschrieben und nur das betragsquadrat lässt sich als Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Teilchens experimentiell bestimmen etc.
Aber letztlich zu erklären was das wirklich bedeutet ist wohl ähnlich schwer, wie einem von geburt an blinden die Farbe blau zu erklären
uns fehlen einfach die sinnesorgane um die natur vollständig verstehen zu können |
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-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
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| -Christian- Verfasst am: 25. März 2007 20:24 Titel: |
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Die Wellenfunktion und Schrödingergleichungen sind sicherlich gut geeignet, um zu beschreiben, wie sich ein Quantenobjekt in bestimmten Situationen verhält. Das streite ich nicht ab ...
Aber in der Physik reicht nunmal kein bloßer mathematischer Formalismus, sondern es gehört eben auch eine allgemein verständliche Interpretation dazu. Und gerade das fehlt in der Quantenphysik. Eine einheitliche Interpretation ... sicherlich gibt es Versuche und Ansätze, aber momentan weiß noch keiner, was uns der mathematische Hick-Hack nun über die Natur wirklich zu sagen vermag.
Das hat dann glaube ich auch nichts mit "fehlenden Sinnesorganen" oder "einem blinden die Farbe blau" erklären zu tun, sondern einfach damit, dass wir das, was wir wahrnehmen und beschreiben können eben noch nicht wirklich zusammengebracht werden konnte, weil wir das, was dir da tun, scheinbar noch nicht wirklich verstehen.
Und genau das ist der Punkt. Es ist vermessen zu sagen, dass wir sehr genau wissen, was Quantenobjekte (wie das Licht) sind, wenn wir es eben noch nicht wirklich erfasst haben.
Gruß
Christian |
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sqrt(2)
Anmeldungsdatum: 16.03.2007
Beiträge: 35
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| sqrt(2) Verfasst am: 27. März 2007 21:30 Titel: |
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| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | Aber in der Physik reicht nunmal kein bloßer mathematischer Formalismus, |
Stimmt, er muss die Natur auch beschreiben. Aber sonst nichts.  ist genauso Formalismus wie die Schrödingergleichung. Hast du schon einmal Kraft oder Impuls an sich gesehen?
| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | sondern es gehört eben auch eine allgemein verständliche Interpretation dazu. |
Mit der Allgemeinverständlichkeit scheiterst du in der 1. Vorlesungsstunde "Einführung in die Physik".
| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | Und gerade das fehlt in der Quantenphysik. Eine einheitliche Interpretation ... |
Warum die statistische Interpretation bei dir nicht als solche zählt, und du nur die Kopenhangener Deutung, die du offenbar nicht magst, als solche heranziehst, musst du erklären. |
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-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
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| -Christian- Verfasst am: 27. März 2007 22:41 Titel: |
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Hallo sqrt(2),
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: |
Stimmt, er muss die Natur auch beschreiben. Aber sonst nichts. ist genauso Formalismus wie die Schrödingergleichung. Hast du schon einmal Kraft oder Impuls an sich gesehen?
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Nein ... gesehen habe ich Impuls und Kraft noch nicht. Sicherlich deren Wirkung, aber ansonsten habe ich sicherlich noch keine "Kraftpfeile" (/-vektoren) durch die Gegend schwirren sehen ...
Aber zum Glück habe ich noch meinen anderen Sinne und mit denen habe ich durchaus schon eine Kraft und einen Impuls wahrgenommen. Oder wurdest du noch nie geschubst/angerempelt (Kraftstoß und daraus resultierende Impulserhöhung deiner selbst)?
Und das du Kraft benötigst, wenn du irgendwelche Gegenstände anhebst oder meinetwegen auch mit jemanden eine Runde Armdrücken machst, das dürfte wohl auch jeder zweifelsfrei schonmal gespürt haben.
Gegenfrage: Kannst du dir bildlich vorstellen oder anders wahrnehmen, was das für ein Objekt ist, das Wellen und Teilcheneigenschaften hat? Wenn du das kannst und auch entsprechend beschreiben kannst, dann ersetze ich dein Modell gern durch die bisher genutzten Welle-Teilchen-Modelle, die je nach betrachteter Eigenschaft des Lichtes momentan noch getrennt voneinander angewendet werden müssen, weil man eben nicht genau weiß, was das nun ist, das Licht.
| srqt(2) hat Folgendes geschrieben: | | Mit der Allgemeinverständlichkeit scheiterst du in der 1. Vorlesungsstunde "Einführung in die Physik". |
Ich habe doch nie abgestritten, dass in der Physik jegliches abstraktes Denken unnötig und fehl am Platz sei. Wenn ich das gesagt habe, dann sollte ich mir wirklich Sorgen machen und von Physik lieber die Finger lassen.
Meine Aussage war:
Es ist gefährlich alles abstrakte, auch wenn es die derzeitigen Beobachtungen mathematisch gut beschreibt, als "das genaue" Bescheidwissen über "das Wesen und die Gesetze" (um T-Tauri nochmal zu zitieren) des (mathematisch sicherlich gut beschriebenen) Sachverhaltes zu betiteln.
Was wäre das für ein Physiker, der sich eine Formel herleitet, die mathematisch korrekt beschreibt, was in der Realität zu beobachten ist und meint, sein Werk wäre getan ... auch wenn er nicht wirklich weiß, was die Formel für die Realität eigentlich bedeutet?
(OK ... ein Mathematiker wahrscheinlich ... )
Was wäre das für ein Physiker, der an seiner Theorie 20 Flicken anbringen musste, um die Löcher in dieser zu verbergen (siehe getrenntes Wellen- und Teilchenmodell) und dann meint, seine Theorie erkläre alles sehr genau und er wisse nun sehr genau Bescheid?
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: | | Warum die statistische Interpretation bei dir nicht als solche zählt, und du nur die Kopenhangener Deutung, die du offenbar nicht magst, als solche heranziehst, musst du erklären. |
Es geht nicht darum, was ich mag und was ich nicht mag ... es geht genauso wenig darum, dass ich eine Interpretation von vornherein ausschließe und nicht als solche ansehe, weil sie mir nicht passt.
Es geht eben darum, dass es so viele verschiedene Interpretationen für die Quantenphysik gibt und man sich eben nicht auf eine einigen kann, weil jede etwas wahres an sich hat und etwas, was doch etwas zweifelhaft erscheint. Und gerade deswegen ist es sehr verwegen zu sagen, wir wüssten genau Bescheid ... wir haben eine Ahnung ... eine gute vllt. sogar, aber genau Bescheid wissen wir doch nun wirklich noch nicht ...
Oder?
Gruß
Christian |
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sqrt(2)
Anmeldungsdatum: 16.03.2007
Beiträge: 35
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| sqrt(2) Verfasst am: 27. März 2007 23:17 Titel: |
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| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | Aber zum Glück habe ich noch meinen anderen Sinne und mit denen habe ich durchaus schon eine Kraft und einen Impuls wahrgenommen. |
Nein, das ist der Punkt: Du hast weder Kraft noch Impuls wahrgenommen. Das, was du wahrgenommen hast, ist ein holistischer Naturvorgang, den du mit Kraft oder Impuls assoziierst. Beides sind nur Modelle.
| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | Gegenfrage: Kannst du dir bildlich vorstellen oder anders wahrnehmen, was das für ein Objekt ist, das Wellen und Teilcheneigenschaften hat? Wenn du das kannst und auch entsprechend beschreiben kannst, dann ersetze ich dein Modell gern durch die bisher genutzten Welle-Teilchen-Modelle, die je nach betrachteter Eigenschaft des Lichtes momentan noch getrennt voneinander angewendet werden müssen, weil man eben nicht genau weiß, was das nun ist, das Licht. |
Wir wissen sehr genau, was Licht ist, nämlich etwas, das sich wie beschrieben verhält (die Definition eines Objekts folgt stets durch seine Wechselwirkungen mit der Umgebung; etwas das überhaupt nicht wechselwirkt, fällt Occam's Razor zum Opfer).
Das, was du da mit deinen Welle-Teilchen-Modellen beschreibst, ist die Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik, die mitnichten unumstritten ist und ihre Probleme hat (wenigstens schwurbelt sie nicht wie Everett's Many Worlds). Ich muss nicht ein Objekt wahrnehmen, das Welle und Teilchen zugleich ist, oder mal das, mal das. (Wer sagt, dass da überhaupt ein Objekt sein muss? Die Vorstellung krankt schon daran, dass wir in der Quantenmechanik ein Problem mit der Wohldefiniertheit von Ort/Impuls, Energie/Zeit etc. haben.)
Was ich wahrnehme, ist die Intensitätsverteilung des Lichts hinter dem Doppelspalt oder den Ausschlag des Strommessers an der Fotozelle. Das ist äquivalent zur Wahrnehmung des Remplers, den du erfährst. Die Modellbildung dahinter ist Formalismus.
| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | Ich habe doch nie abgestritten, dass in der Physik jegliches abstraktes Denken unnötig und fehl am Platz sei. |
So habe ich das auch nicht behauptet.
| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | Meine Aussage war:
Es ist gefährlich alles abstrakte, auch wenn es die derzeitigen Beobachtungen mathematisch gut beschreibt, als "das genaue" Bescheidwissen über "das Wesen und die Gesetze" (um T-Tauri nochmal zu zitieren) des (mathematisch sicherlich gut beschriebenen) Sachverhaltes zu betiteln. |
Weil? Ich glaube, du sitzt dem Trugschluss auf, die physikalischen Modelle wären irgendwie gleichwertig zur Natur. Dem ist nicht so, die Natur ist holistisch, die Physik reduktionistisch.
| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | Was wäre das für ein Physiker, der sich eine Formel herleitet, die mathematisch korrekt beschreibt, was in der Realität zu beobachten ist und meint, sein Werk wäre getan ... |
Einer, der ein Phänomen erklärt hat, und sich darum kümmern kann, dass sein Paper in einer Zeitschrift erscheint.
| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | Was wäre das für ein Physiker, der an seiner Theorie 20 Flicken anbringen musste, um die Löcher in dieser zu verbergen (siehe getrenntes Wellen- und Teilchenmodell) und dann meint, seine Theorie erkläre alles sehr genau und er wisse nun sehr genau Bescheid? |
Dass du das als "Flicken" wahrnimmst, liegt an deinem ästhetischen Empfinden. Eine physikalische Theorie kann sich selbst widersprechen oder Experimenten, die Quantenmechanik tut keines von beidem, sondern sie gestattet sehr präzise Vorhersagen.
Du solltest übrigens schnell davon abkommen, da unbedingt irgendwelche Teilchen/Wellen sehen zu wollen, oder irgendwas, was mal das eine oder das andere ist. Die Natur ist offenbar nicht so.
| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | Es geht nicht darum, was ich mag und was ich nicht mag ... es geht genauso wenig darum, dass ich eine Interpretation von vornherein ausschließe und nicht als solche ansehe, weil sie mir nicht passt. |
Doch. Du schnappst dir die Kopenhagener Interpretation (du redest ständig von Welle-Teilchen-Dualismus), und sagst, dass dir die Anschauung von Welle und Teilchen gleichzeitig nicht passt, und forderst dann eine neue Theorie oder eine neue Interpretation, die dir besser gefällt (wobei du dir andere Interpretationen der Quantenmechanik noch gar nicht angesehen zu haben scheinst).
Der Job des Physikers ist getan, wenn die Theorie die Natur gut beschreibt. Die Quantenmechanik beschreibt sie ausgezeichnet. |
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T-Tauri
Anmeldungsdatum: 01.03.2007
Beiträge: 41
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| T-Tauri Verfasst am: 28. März 2007 04:42 Titel: |
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Der Fehler ist die Frage danach, wie die Dinge wirklich sind. "Wirklich sein" wird im Sinne von "Aussehen" gedeutet, doch das Aussehen bezieht sich auf das Auge. So etwas gibt es garnicht.
Mathematik ist Logik und nichts anderes als das. Das Universum ist logisch und nichts anderes als das. Wenn ich davon spreche, wie etwas wirklich ist, dann spreche ich allgemein von einer Beschreibung davon. Die mathematische Beschreibung ist die Beschreibung dieser Sache; so und nur so ist es korrekt.
Jeder Versuch solche Dinge zu visualisieren wird scheitern und was man sich damit einhandelt ist ein immer schlechteres und schlechteres Verständnis dieser Dinge. Man kann Bilder benutzen, um gedanklich damit zu arbeiten, man darf sich aber nicht einreden, dass diese Bilder genau das darstellen, was die Dinge "tatsächlich sind". |
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Airblader
Anmeldungsdatum: 07.05.2006
Beiträge: 129
Wohnort: Geislingen
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| Airblader Verfasst am: 28. März 2007 07:23 Titel: |
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Um evtl. mal noch was reinzubringen:
Ihr redet ständig über die QM, aber es gäbe auch noch z.B. die Stringtheorie, die viele solcher Fragen (vorübergehend) schon beantworten kann, da sie eben auch Erklärungen liefern kann, warum etwas ist, wie es ist (das wäre ja auch das Ziel beim Finden einer "Weltformel").
Natürlich müsste man dann "Anhänger" der Stringtheorie sein, aber man kann es keinem verwerfen, nicht einer Theorie anzugehören, die experimentell bisher nicht überprüfbar ist und erst relativ am Anfang steht (auch wenn natürlich vieles schon entdeckt wurde etc.).
Allzutief steige ich aber nicht ein. Zum Einen muss ich langsam los zur Schule und zum 2. kenn ich mich dann widerum zu wenig aus War nur mal ein Vorschlag für einen Gedankenweg.
air
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"Mehr als die Vergangenheit interessiert mich die Zukunft, denn in ihr gedenke ich zu leben." (Albert Einstein) |
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T-Tauri
Anmeldungsdatum: 01.03.2007
Beiträge: 41
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| T-Tauri Verfasst am: 28. März 2007 18:51 Titel: |
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Also ich bin Anhäger der M-Theorie bzw. gehöre zu denen, die in diesem Rahmen denken. QM ist sowieso unzulänglich, weil es die SRT nicht berücksichtigt. |
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sqrt(2)
Anmeldungsdatum: 16.03.2007
Beiträge: 35
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Airblader
Anmeldungsdatum: 07.05.2006
Beiträge: 129
Wohnort: Geislingen
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| Airblader Verfasst am: 28. März 2007 21:16 Titel: |
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Bin selber (wie man wahrsch. auch erkennen konnte) auch ein Vertreter der Stringtheorie. Natürlich kenne ich den mathematischen Formalismus praktisch nicht, aber das Buch, welches ich gelesen habe, erweckt in mir viele Hoffnungen für die Zukunft, zumal es ja so scheint, als könne die Stringtheorie auch schon einige Probleme lösen
air
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"Mehr als die Vergangenheit interessiert mich die Zukunft, denn in ihr gedenke ich zu leben." (Albert Einstein) |
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-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
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| -Christian- Verfasst am: 28. März 2007 21:44 Titel: |
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| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: | | Nein, das ist der Punkt: Du hast weder Kraft noch Impuls wahrgenommen. Das, was du wahrgenommen hast, ist ein holistischer Naturvorgang, den du mit Kraft oder Impuls assoziierst. Beides sind nur Modelle. |
Nein, sorry ... aber jetzt vertauschst du Ursache und Wirkung. Meine Wahrnehmung (und die Wahrnehmung von dem, was wir jetzt Kraft und Impuls nennen) ist nicht auf Basis der Modelle entstanden, sondern genau umgekehrt. Die Modelle beschreiben nämlich unsere Wahrnehmung und es ist nicht etwa andersherum, sodass unsere Wahrnehmung "zufällig" mit den Modellen assoziert wird.
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: | | (die Definition eines Objekts folgt stets durch seine Wechselwirkungen mit der Umgebung; [...] ). |
Ja. Ein Objekt definieren wir danach, wie es sich verhält und wie es wechselwirkt. Diese Definitionen lassen sich dann aber ohne Abstriche in jeder Situation anwenden und beschreiben immer das selbe Objekt. Ebenfalls sollte eine Definition es ermöglichen das Verhalten des Objektes zu erklären. Und zwar eindeutig. Sonst ist die Beschreibung eben nicht vollständig und somit nicht genau.
Und beim Licht, waren die Physiker mit dem Definieren offensichtlich noch nicht so wirklich sicher. Mal ist es Welle. Mal ist es Teilchen. Es ist irgendetwas dazwischen ... aber was?
Warum verhält es sich mal so? Warum mal anders?
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: |
Das, was du da mit deinen Welle-Teilchen-Modellen beschreibst, ist die Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik, die mitnichten unumstritten ist und ihre Probleme hat (wenigstens schwurbelt sie nicht wie Everett's Many Worlds). Ich muss nicht ein Objekt wahrnehmen, das Welle und Teilchen zugleich ist, oder mal das, mal das. (Wer sagt, dass da überhaupt ein Objekt sein muss? Die Vorstellung krankt schon daran, dass wir in der Quantenmechanik ein Problem mit der Wohldefiniertheit von Ort/Impuls, Energie/Zeit etc. haben.) |
Dass da ein Objekt ist, verrät uns die Wahrnehmung. Denn wäre nichts da, dann würde auch nichts wechselwirken. Folglich muss dann irgendetwas existieren.
Dass der Welle-Teilchen-Dualismus nur in der Kopenhagener Deutung existiert, ist mir neu. Da habe ich mich vllt. auf's Glatteis führen lassen, weil wir das im Schuluntericht innerhalb des letzten halben Jahres nie anders erwähnt haben und ich da deswegen in der Richtung auch nicht genug nachgelesen habe.
Wie wird denn dieses Auftauchen der Wellen- und Teilcheneigenschaften in den anderen Interpretationen beschrieben? Ich weiß, dass der Kollaps der Wellenfunktion in den unterschiedlichen Interpretationen anders erklärt wird (siehe z.B. Everetts Viele-Welten-Theorie), aber der Welle-Teilchen-Dualismus?
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: | | Weil? Ich glaube, du sitzt dem Trugschluss auf, die physikalischen Modelle wären irgendwie gleichwertig zur Natur. Dem ist nicht so, die Natur ist holistisch, die Physik reduktionistisch. |
Weil jede Naturwissenschaft, zumindest ist das meine Vorstellung von selbigen, das Ziel hat die Natur zu beschreiben und zu erklären. Sicherlich hängen Naturvorgänge in ihrer Gesamtheit von sehr vielen Faktoren ab, die die Physik unmöglich alle miteinbeziehen kann. Keine Frage. Aber das heißt für mich noch nicht, dass man jede abstrakte Beschreibung hinnehmen und als das Non-Plus-Ultra darstellen sollte.
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: | Einer, der ein Phänomen erklärt hat, und sich darum kümmern kann, dass sein Paper in einer Zeitschrift erscheint.
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Eben das meine ich. Er hätte es nicht erklärt ... er hätte es "lediglich" mathematisch beschrieben. Aber das ist noch ein ganz schöner Unterschied würde ich sagen.
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: | | Dass du das als "Flicken" wahrnimmst, liegt an deinem ästhetischen Empfinden. Eine physikalische Theorie kann sich selbst widersprechen oder Experimenten, die Quantenmechanik tut keines von beidem, sondern sie gestattet sehr präzise Vorhersagen. |
Sicherlich kann eine physikalische Theorie Experimenten widersprechen, aber das ist dann auch der eindeutigste Hinweis darauf, dass die Theorie irgendwo noch ihre Lücken hat.
Ich glaube, dass meine Argumente teilweise falsch bei dir ankommen. Ich will die Quantenmechanik nicht versuchen zu widerlegen oder ihr strittig machen, dass ihr mathematischer Formalismus nicht relativ präzise Vorhersagen gestattet. Was ich anzweifle ist die Intepretation desselbigen. Es gibt nun sehr viele unterschiedl. Intepretationen und keiner weiß bisher, wie genau das nun ist. Gibt es verborgene Variablen? Gibt es keine? Hat vllt. sogar Everett recht? Oder lag der gute Bohr mit seiner Kopenhagener Deutung näher dran?
Und wenn man diese herrschende Uneinigkeit sieht, dann kann man einfach nicht die Aussage tätigen: "Man wüsste genau Bescheid!"
Man weiß es eben nicht!
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: |
Du solltest übrigens schnell davon abkommen, da unbedingt irgendwelche Teilchen/Wellen sehen zu wollen, oder irgendwas, was mal das eine oder das andere ist. Die Natur ist offenbar nicht so. |
Weil?
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: |
Doch. Du schnappst dir die Kopenhagener Interpretation (du redest ständig von Welle-Teilchen-Dualismus), und sagst, dass dir die Anschauung von Welle und Teilchen gleichzeitig nicht passt, und forderst dann eine neue Theorie oder eine neue Interpretation, die dir besser gefällt (wobei du dir andere Interpretationen der Quantenmechanik noch gar nicht angesehen zu haben scheinst). |
Wie oben schon gesagt: Dass der Welle-Teilchen-Dualismus nur in der Kopenhagener Interpretation existiert, war mir nicht klar. Ích ging von unterschiedlichen Interpretationen für den Kollaps der Wellenfunktion aus. Vielleicht kannst du mir ein paar andere Interpretationsmöglichkeiten des Welle-Teilchen-Dualismus beschreiben? (Oder ein paar hilfreiche Links posten?)
Allerdings fordern, tue ich gar nichts. Ich stelle lediglich fest, dass die bisherigen Interpretationen (die ja doch in sehr unterschiedliche Richtungen gehen) nebeneinander existieren und keine wirklich belegt und keine wirklich widerlegt werden konnte. Wir haben also ein Wirrwarr von Interpretationsmöglichkeiten und jeder kann sich seine heraussuchen und dann behaupten, er wisse genau Bescheid. Es stehe alles in der Quantenmechanik (und seiner gerade favorisierten Interpretation)
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: | | Der Job des Physikers ist getan, wenn die Theorie die Natur gut beschreibt. Die Quantenmechanik beschreibt sie ausgezeichnet. |
Der Job des Mathematikers ist dann vllt. getan. Die des Physikers fängt dann erst richtig an. Er muss seine mathematische Beschreibung dann noch interpretieren.
@T-Tauri:
Wenn nichts wirklich ist, dann brauchst du auch nichts zu beschreiben. Denn wäre nichts wirklich, dann würde nichts existieren, was du beschreiben könntest.
Und wenn du "wirklich" nur im Sinne von "Aussehen" definierst, dann vernachlässigst du aber deine anderen Sinne und all die technischen Hilfsmittel, die sich der Mensch geschaffen hat um auch Dinge Jenseits seiner Sehkraft wahrzunehmen ganz schön.
Wo du sicherlich recht hast, ist die Sache, dass man nicht jede bildliche Vorstellung als Abbild der Realität hinstellen kann. Aber man kann sich Bemühen, dass diese Vorstellung sich so lückenlos wie möglich an die Realität und das, was man wahrnehmen kann, anlehnt und die Vorstellung korrigiert, wenn man merkt, dass sie irgendwo unstimmig ist.
Aber da gehört eben auch dazu, dass man letztere Möglichkeit sieht und offen hält. Man versperrt sich diese doch aber, wenn man von vornherein meint, dieser oder jeder Formalismus erlaubt es mir diesen oder jenen Naturvorgang sehr genau zu erklären und zu beschreiben, wenn doch offensichtlich noch nicht geklärt, ob nicht die anderen Interpretationen desselben Formalismus stimmiger und damit besser sind?
@Airblaider:
Von der Stringtheorie weiß ich leider kein Stück. Da versuche ich mich lieber erst gar nicht erst zu äußern ...
Außerdem würde das dazu führen, dass wir noch weiter abdriften von der eigentlichen Frage. Ich wäre auch sehr glücklich, wenn zu meiner am Anfang erwähnten Vorstellung noch jemand was sagen könnte. Danke!
Gruß
Christian |
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Airblader
Anmeldungsdatum: 07.05.2006
Beiträge: 129
Wohnort: Geislingen
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| Airblader Verfasst am: 28. März 2007 23:02 Titel: |
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Ganz wenig OT muss sein:
Mich schreibt man ohne "i" in der Mitte.
(Wieso macht das jeder falsch? Der Nick is doch stures Englisch! )
air
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"Mehr als die Vergangenheit interessiert mich die Zukunft, denn in ihr gedenke ich zu leben." (Albert Einstein) |
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T-Tauri
Anmeldungsdatum: 01.03.2007
Beiträge: 41
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| T-Tauri Verfasst am: 29. März 2007 01:58 Titel: |
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QFT != QM
| Airblader hat Folgendes geschrieben: |
Mich schreibt man ohne "i" in der Mitte.
(Wieso macht das jeder falsch? Der Nick is doch stures Englisch! )
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Englisch != Englisch, zumindest was die Aussprache angeht.
In Australien sprechen wir deinen Nick z.B. so aus: "Airblider", denn wir sprechen "a" wie "i". Das "i" ist bei uns "oi" (wie das Deutsche "eu"). |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 29. März 2007 02:51 Titel: |
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@Christian: Bei all dem, was du da folgerst, solltest du dir glaube ich einer Sache bewusst sein: Du gehst bei diesen Überlegungen oft von anschaulich formulierten, populärwissenschaftlichen Sätzen aus, die andere gesagt oder geschrieben haben. Diese Sätze sind aber nur eine grobe, sehr knappe und oft nur sehr ungefähre Darstellung für Leute, die es noch nicht geschafft haben, wirklich selbst die Experimente kennenzulernen und zu verstehen, und wirklich selbst das theoretische Handwerkszeug zu lernen, mit dem man es schafft, diese Experimente zu beschreiben.
Weil du dich bisher bei den fortgeschrittenen Themen, über die du da sprichst, oft noch nicht wirklich selbst auf experimentelles und theoretisches Wissen und Können stützen kannst (wie du es zum Beispiel in einem Physikstudium lernen kannst), klingen deine Überlegungen und Schlussfolgerungen oft sehr nach Raten und Spekulieren ohne echte Basis und ohne echtes Gespür oder Verständnis dafür, worauf sich das, was du gelesen hast, konkret bezieht.
| -Christian- hat Folgendes geschrieben: |
Wenn Energie per Defintion "Die Fähigkeit von Materie ist, Arbeit zu verrichten." und Masse auch eine Form der Energie ist, dann muss man diese Defintion ja auch auf die Masse anwenden können.
So müsste kinetische Energie z.B. die Fähigkeit eines Körpers sein, Arbeit an einem Körper in Form von Beschleunigungsarbeit (So wie es zum Beispiel während eines Stoßes passiert) oder Verformungsarbeit (sind wir auch wieder beim Stoß ... da brauch man ja nur mal einen Stein gegen ein Fenster werfen ... da wird der Stein schön Verformungsarbeit am Glas verrichten) zu verrichten.
Masse muss also auch die Fähigkeit eines Körpers sein, irgendwie Arbeit zu verrichten.
Laut allgemeiner physikalischer Vorstellung besitzt jeder Körper, der massebehaftet ist, ja nun ein Gravitationsfeld. Durch dieses Gravitationsfeld übt jeder Körper auf andere Körper eine Kraft aus und verrichtet an diesen eine Beschleunigungsarbeit. Würde also zur Definition passen und ist bisher die anschaulichste Beschreibung, die mir in den Sinn gekommen ist.
Leider wirft das ganze wieder neue Probleme für mich auf, für die mir keine Antwort einfällt:
Arbeit verrichten bedeutet ja im Prinzip Energie weitergeben. Dabei muss die Arbeit, die mit einer bestimmten Energie verrichtet wird, nicht die gleichnamige Energie des Körpers erhöht werden, an dem die Arbeit verrichtet wird. Aber Fakt ist, dass ein Körper Energie verliert und diese an den anderen abgibt.
Nun müsste also auch beim verrichten der Beschleunigungsarbeit im Gravitationsfeld die Energie des "anziehenden" Körpers verringert werden. Nun verliert ja scheinbar kein Körper Masse nur weil er über sein Gravitationsfeld Arbeit an anderen Körpern verrichtet.
Woher nimmt also so ein Gravitationsfeld seine Energie, die er an anderen Körpern verrichtet?
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Da hast du das, was ich in
http://www.physikerboard.de/ptopic,50601,.html#50601
mit
| dermarkus hat Folgendes geschrieben: |
Magst du sie [die Energie] dir vielleicht als "Tatendrang", der dem Körper innewohnt, oder als Maß für die Fähigkeit eines Körpers, etwas zu tun, vorstellen? Etwas physikalischer ausgedrückt gibt die Energie eines Körpers an, wieviel Arbeit er verrichten kann.
|
gesagt habe, anders interpretiert, als ich es gemeint habe.
Der Körper, der im Gravitationsfeld fällt, hat zu Beginn potentielle Energie im Gravitationsfeld, die er dann beim Fallen in kinetische Energie umwandelt. Die Energie fürs Beschleunigen holt er nicht aus seiner Masse (seine Masse bleibt konstant !) sondern schlicht und einfach aus der potentiellen Energie, also aus dem Gravitationfeld des Planeten, in dem er fällt.
Wir haben es in diesem Beispiel mit einer Energieumwandlung zu tun, in der die Energie, die in der Masse des Körpers und in der Masse des Planeten gespeichert ist, nicht angetastet wird, denn die Masse des Körpers und die Masse des Planeten bleiben konstant!
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Du sagst etwas von Bindungsenergie und Massenabnahme, wie du das vielleicht bei Molekülen oder Atomkernen kennengelernt hast. Ich vermute, du bist hier auf diese Idee gekommen, weil du gefühlsmäßig vermutet hast, wenn der Körper näher an dem Planeten dran ist, dann ist auch seine "Bindungsenergie" größer.
Mit dieser Vermutung bin ich nicht einverstanden, denn damit die "Bindungsenergie" zwischen Körper und Planet größer wird, müsste der Körper von einer höhergelegenen Umlaufbahn auf eine tiefergelegene Umlaufbahn wechseln. In unserem Beispiel bleibt er aber einfach nur auf seiner einen Umlaufbahn, denn wenn er nicht ausgerechnet gerade direkt auf den Planeten auftrifft (denn die Umwandlung der Aufprallenergie in Wärme und Verformungsenergie ist ja nicht das, worauf wir uns hier konzentrieren wollten) und nicht von irgendwelchen Luftreibungskräften abgebremst wird, wird er um den Planeten herumfliegen und immer wieder zu seinem Ausgangspunkt zurückkehren. Die Summe aus seiner potentiellen Energie und seiner kinetischen Energie und damit auch die Gesamtenergie des Gesamtsysstems bleibt in deinem Beispiel also gleich!
Deine Betrachtungsweise der auf unendlichen Abstand bezogenen potentiellen (plus der kinetischen) Energie eines Körpers auf einer Umlaufbahn eines Planeten als "Bindungsenergie, die die Gesamtmasse verringert" ist von der Bezeichnungsweise her sehr ungewöhnlich. Denn normalerweise bezeichnen wir ja die Gesamtmasse des Systems "Planet + Körper" als die Summe dieser beiden Massen und nicht etwa als die Summe dieser beiden Massen minus dem Betrag der potentiellen (plus kinetischen) Energie (geteilt durch c^2), den der Körper im Gravitationsfeld des Planeten bezüglich eines Punktes im Unendlichen hat.
(Wenn du sagen möchtest "Die 'Gesamtmasse' verringert sich um die Bindungsenergie (durch c^2), wenn ein Körper aus dem Unendlichen auf eine Umlaufbahn nahe am Planeten gebracht wird", dann bedeutet das also genaugenommen: "Die Masse des Planeten bleibt gleich, die Masse des Körpers bleibt gleich. Nur die Gesamtenergie des Systems Planet + Körper verringert sich um den Betrag der Bindungsenergie, wenn der Körper aus dem Unendlichen auf eine nahe Umlaufbahn gebracht wird, und, wenn man so will, damit auch die 'Gesamtmasse', wenn man mit Gesamtmasse die Gesamtenergie (also einschließlich der Energie, die in Form von Masse gespeichert ist) geteilt durch c^2 bezeichnen möchte. ")
Denn hier handelt es sich ja um große Dinge, deren Massen wir locker separat messen können, nicht um kleine Dinge wie einen Atomkern oder ein Molekül, deren Bestandteile wir nicht separat "wiegen" können, ohne diese Dinge auseinanderzureißen. Also bezeichnen wir die potentielle (plus kinetische) Energie (durch c^2) eines Satelliten im Gravitationsfeld eines Planeten üblicherweise nicht als Teil der Gesamtmasse dieses Systems
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| -Christian- hat Folgendes geschrieben: |
Obwohl mir dazu jetzt gerade eine Frage aufkommt: Im Teilchenbeschleuniger werden Teilchen zur Kollision gebracht. Ist es dann so, dass die Massen der entstehenden Teilchen größer ist, als die Masse der zerfallenen Teilchen? Oder woher nimmt man die Aussage, dass dort aus Energie Materie erzeugt wird?
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Stell dir da am besten mal zwei Teilchen vor, ein Elektron und ein Positron. Beide werden in einem Teilchenbeschleunigerring beschleunigt, das Elektron zum Beispiel links im Kreis herum, und das Positron rechts im Kreis herum. Bis beide eine sehr große kinetische Energie haben, die sogar noch viel größer ist als die Energie, die der Ruhemasse dieser Teilchen entspricht.
Wenn man sie dann an einer Stelle aufeinanderknallen lässt, dann ballt sich an der Stelle des Zusammenstoßes die gesamte Energie, also die kinetische Energie dieser beiden Teilchen plus die Energie, die durch Teilchenvernichtung (Teilchen und zugehöriges Antiteilchen annihilieren, wenn sie sich treffen) freigesetzt wird.
Diese Energie ist dann so konzentriert an einem Ort zusammengeballt, dass aus ihr unter anderem auch "neue Masse" (also alle möglichen Elementarteilchen) entsteht.
Die Teilchen, die herauskommen, sind ganz andere Teilchen als die, die zusammengeprallt sind. Und ihre Ruhemassen können deutlich größer sein als die Ruhemassen der Ausgangsteilchen, allerdings natürlich nicht größer als die Gesamtenergie der Kollision. |
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sqrt(2)
Anmeldungsdatum: 16.03.2007
Beiträge: 35
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| sqrt(2) Verfasst am: 30. März 2007 16:45 Titel: |
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| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | Dass der Welle-Teilchen-Dualismus nur in der Kopenhagener Deutung existiert, ist mir neu. Da habe ich mich vllt. auf's Glatteis führen lassen, weil wir das im Schuluntericht innerhalb des letzten halben Jahres nie anders erwähnt haben und ich da deswegen in der Richtung auch nicht genug nachgelesen habe. |
Es ist charakteristisch für die Kopenhagener Deutung, unbedingt an den klassischen Begriffen "Welle" und "Teilchen" festhalten zu wollen, woraus auch dein ganzes Unbehagen mit der Quantenmechanik resultieren dürfte, da du das auch gerne möchtest. Gerade daraus sieht man aber, dass diese Begriffe keinen wirklichen Sinn mehr haben. Alternativ gibt es etwa die statistische Interpretation der Quantenmechanik, die die Wellenfunktion mit der Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Teilchens identifiziert.
Wenn die Anschauung versagt, ist es ziemlich anthropozentrisch, anzunehmen, die Natur müsse noch eine Interpretation zulassen, die für Menschen anschaulich erklärbar ist. Die Physik ist objektiver, sie begnügt sich mit der mathematischen Beschreibung. |
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-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
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| -Christian- Verfasst am: 31. März 2007 12:07 Titel: |
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@Airblader: Verzeihung!
@dermarkus
| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | | Weil du dich bisher bei den fortgeschrittenen Themen, über die du da sprichst, oft noch nicht wirklich selbst auf experimentelles und theoretisches Wissen und Können stützen kannst (wie du es zum Beispiel in einem Physikstudium lernen kannst), klingen deine Überlegungen und Schlussfolgerungen oft sehr nach Raten und Spekulieren ohne echte Basis und ohne echtes Gespür oder Verständnis dafür, worauf sich das, was du gelesen hast, konkret bezieht. |
Sicherlich kann ich mich bei meinen Überlegungen nur auf die wenigen Aussagen stützen, die ich in Büchern, im Internet und andersweitig aufgenommen haben. Weder bin ich einem Experiment aus der Quantenmechanik bisher nahegekommen, noch habe ich das mathematische Hintergrundwissen dazu. (mal abgesehen von der (Schul-)Theorie und Praxis zum äußeren lichtelektrischen Effekt)
Ich weiß nicht wie naiv meinen Überlegungen deswegen für Physikstudenten (und jene, die das Studium schon hinter sich haben) klingt. Letztendlich komme ich aber in dieses Forum, um zu lernen und freue mich auch, dass ich hier viele sehr kompetente Menschen finde.
Trotzdem ist es denke ich auch verständlich, dass ich meine Vorstellungen, die ich bisher aufgebaut habe (auch wenn sie für euch naiv sein mögen) nicht einfach über den Haufen werfen werde.
Alles was ich bisher zu der Quantenmechanik gelesen habe, war bisher doch an vielen Stellen recht vage formuliert. Vielleicht habe ich die falschen Bücher gelesen oder es bloß nicht richtig verstanden, was mir der Autor vermitteln wollte, da magst du vielleicht recht haben.
Dennoch stehe ich aber vor dem Fakt, dass es zahlreiche Interpretationen der Quantenmechanischen mathematischen Basis gibt. Ich habe irgendwann mal gelernt und fand es auch recht überzeugend, dass eine physikalische Theorie dann die Natur hinreichend beschreibt, wenn ihre theoretischen und mathematischen Vorhersagen experimentell bestätigt werden können (was bei der Quantenmechanik der Fall ist und das habe ich auch nie abgestritten) und wenn eine eindeutige Interpretation dieser Theorie existiert. Letzteres ist in der Quantenmechanik nicht der Fall. Sollte ich mich hier täuschen, dann würde ich mich sehr freuen, wenn ihr diesen großen Irrtum widerlegen könnt.
Wegen der Definition eine physikalischen Theorie habe ich gerade auch nochmal in Wikipedia geguckt. Da steht es auch in etwa so, wie ich es mal gelernt habe:
http://de.wikipedia.org/wiki/Physikalische_Theorie
Ich wollte keine große Diskussion darüber entfachen, wie richtig die Quantenmechanik ist. Mathematisch scheint sie sehr exakt zu sein und das habe ich nie bestritten. Es wäre ja größenwahnsinnig von mir, das zu tun, wo mein mathematischen Wissen über diese Theorie gegen 0 strebt.
Mein Problem ist einfach nur, dass man sich doch etwas die Augen verkleistert, wenn man nun sagt, dass man sehr genau Bescheid wisse, über das, was in der Quantenwelt passiert. Oder? (Ja ... man kann es mathematisch beschreiben ... aber man kann es scheinbar nicht eindeutig erklären)
Wenn ich auch hier mit Unwissenheit geschlagen bin und vielleicht einfach nicht verstanden habe sollte, dass sqrt(2) mir schon die ganze Zeit versucht zu erklären, dass es eben nicht so ist, wie ich denke, dann entschuldigt bitte. Aber dann könnt ihr mir vllt. einen Wink geben, in welche Richtung ich denn gehen muss, um es zu verstehen ...
| dermarkus hat Folgendes geschrieben: |
Da hast du das, was ich in
http://www.physikerboard.de/ptopic,50601,.html#50601
mit
| dermarkus hat Folgendes geschrieben: |
Magst du sie [die Energie] dir vielleicht als "Tatendrang", der dem Körper innewohnt, oder als Maß für die Fähigkeit eines Körpers, etwas zu tun, vorstellen? Etwas physikalischer ausgedrückt gibt die Energie eines Körpers an, wieviel Arbeit er verrichten kann.
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gesagt habe, anders interpretiert, als ich es gemeint habe.
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Das entspringt nicht etwa dem zitierten Thread, sondern der Defintion von Energie, die ich in der Schule gelernt habe und meiner Vorstellung zu dieser Definition.
Meine Überlegungen zu dieser Bindungsenergie habe ich zum einen aus der Aussage aus
http://de.wikipedia.org/wiki/Masse_%28Physik%29 (unter "Äquivalenz von Masse und Energie, Massenvielfache")
Außerdem habe ich dahingehend ein Verständnisproblem damit, dass der Körper mit der potentiellen Energie, der im Gravitationsfeld beschleunigt wird - also an dem Arbeit verrichtet wird - die Energie zum Verrichten der Arbeit bereit stellt. Das verstehe ich nicht ganz. Das wäre als würde jemand an mir ziehen und die Energie, die dieser jemand dafür bräuchte, würde er mir entziehen. Das verstehe ich leider nicht so wirklich ...
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Die Gesamtmasse hatte ich wirklich nur als die Summer der beiden Einzelmassen betrachtet. Und wegen dieser Aussage ...
"In der klassischen Mechanik gilt: Werden n Körper von gleicher Masse zusammengefügt, entsteht ein Körper n-facher Masse. Die Summe aller Massen ist eine Erhaltungsgröße.
In der Relativitätstheorie gilt dies aufgrund der Äquivalenz von Masse und Energie nicht mehr. Ziehen sich zwei Körper an, so ist ihre gemeinsame Masse kleiner als die Summe ihrer Einzelmassen."
... bin ich davon ausgegangen, dass die Einzelkörper an Masse verlieren, die in Bindungsenergie umgewandelt wird. Im kleinen (Atome) wie im großen (Planeten).
Ist die Aussage da oben dann also falsch?
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Danke für die Beschreibung des Teilchenzusammenstoßes! Die hat sehr geholfen!
@sqrt(2)
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: | Es ist charakteristisch für die Kopenhagener Deutung, unbedingt an den klassischen Begriffen "Welle" und "Teilchen" festhalten zu wollen, woraus auch dein ganzes Unbehagen mit der Quantenmechanik resultieren dürfte, da du das auch gerne möchtest. Gerade daraus sieht man aber, dass diese Begriffe keinen wirklichen Sinn mehr haben. Alternativ gibt es etwa die statistische Interpretation der Quantenmechanik, die die Wellenfunktion mit der Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Teilchens identifiziert.
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Vielleicht hast du recht und ich halte zu sehr an der klassischen Vorstellung fest. Aber es ist eben doch schon sehr ungewöhnlich, dass diese Wahrscheinlichkeitswelle in einem sogenannten Konfigurationsraum (hieß der so?) schwingt, der ja auch wieder nur ein mathematisches Hilfmittel ist und keine wirkliche Interpretation, oder sehe ich das falsch?
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: |
Wenn die Anschauung versagt, ist es ziemlich anthropozentrisch, anzunehmen, die Natur müsse noch eine Interpretation zulassen, die für Menschen anschaulich erklärbar ist. Die Physik ist objektiver, sie begnügt sich mit der mathematischen Beschreibung. |
Das ist wohl richtig, dass es allzu menschlich ist, nach einer anschaulischen Interpretation zu suchen. Aber wie ich ja oben schon geschrieben habe, ist mein Verständnis von Physik nunmal, dass diese Naturwissenschaft sich auf die Fahne geschrieben hat, die Welt zu beschreiben und zu verstehen.
Vielleicht ist dazu die von dir beschriebene Objektivität, die sich mit einer mathematischen Beschreibung begnügt, erstmal erfolgsversprechend, weil man möglicherweise "unbequemen Fragen" aus dem Weg geht. Aber ich weiß nicht ob dieser Weg zufriedenstellend und richtig ist. Ich meine, ich weiß nicht, ob es vielleicht der einzige Weg ist und wir Menschen einfach zu begrenzt sind, um es anders zu verstehen. Dann sollte ich mich sicherlich langsam von dieser Vorstellung trennen. Aber es fällt mir eben schwer das zu tun, weil ich eben auch glaube, dass die Physik letztendlich anfängt oberflächlich zu werden, wenn sie sich mit rein mathematischen Beschreibungen zufrieden gibt. Meint ihr nicht, dass man da irgendwann doch den Boden unter den Füßen verliert?
Das heißt wie gesagt für mich nicht, dass man nicht auf eine gewisse Weise abstrakt denken muss. Und sicherlich kann man nicht bestreiten, dass das Maß an abstraktem Denken immer mehr zugenommen hat, aber das heißt nicht, dass man rein mathematisch denken muss. Abstrakt ist doch eigentlich nur im Sinne von "entgegen dem Gewohnten" zu denken ... nicht zwangsläufig "entgegen der Anschaulichkeit".
Vielleicht täusche ich mich auch und die Physik fängt an eine menschliche Barriere damit zu überwinden, aber so wie ich Physik verstehe, bin ich der Überzeugung, dass es nicht zur Überwindung einer Grenze beiträgt. Eher zur Schaffung einer neuen.
Gruß
Christian
[Edit] Rechtschreibfehler korrigiert und noch was umformuliert ... |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 31. März 2007 22:31 Titel: |
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| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | und wenn eine eindeutige Interpretation dieser Theorie existiert.
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So wie du das hier formulierst, kenne ich diese Anforderung nicht.
Was ich im Wikipedia-Artikel, den du dazu zitierst, lese
http://de.wikipedia.org/wiki/Physikalische_Theorie
| Zitat: |
Eindeutigkeit in der Interpretation der Aussagen und in der Zuordnung zu den Erscheinungen
|
scheint mir da schon mehr Sinn zu machen. Jede Theorie soll natürlich eindeutig sagen, wie man mit ihr rechnen kann und was man mit ihr rechnen kann. Dagegen, dass es gerne auch mehrere Theorien oder mehrere Wege geben kann, um zu einer richtigen Vorhersage des Ergebnisses eines Experiments zu kommen, wird in diesen Anforderungen nichts gesagt.
| Zitat: |
wenn man nun sagt, dass man sehr genau Bescheid wisse, über das, was in der Quantenwelt passiert.
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So eine Formulierung mag natürlich etwas unbescheiden klingen. Ist es vielleicht weniger missverständlich, wenn das zum Beispiel so sagt: "Man kann mit dieser Theorie prima den Ausgang der Experimente beschreiben, die man 'über die Quantenwelt' durchführen kann." ?
| Zitat: |
[man kann] das, was in der Quantenwelt passiert (...) nicht eindeutig erklären
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Die konkrete Aufgabe einer Theorie ist es ja, das zu beschreiben und vorherzusagen, was da nachprüfbar passiert, also den Ausgang der Experimente. Wie eine Theorie erklärt, was "hinter den Kulissen" abläuft, damit es zu diesem Ergebnissen der Experimente kommt, ist egal, solange sie es erfolgreich schafft, ihre konkrete Aufgabe zu erledigen.
| Zitat: |
Außerdem habe ich dahingehend ein Verständnisproblem damit, dass der Körper mit der potentiellen Energie, der im Gravitationsfeld beschleunigt wird - also an dem Arbeit verrichtet wird - die Energie zum Verrichten der Arbeit bereit stellt.
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Halte dich da nicht zu sehr an den Formulierungen fest, "wer" diese Energie bereit stellt.
Beispiel: Ein Stein fällt von einem 10 m hohen Turm. Oben hat er mehr potentielle Energie als unten, die Differenz der potentiellen Energie wird beim Fallen in kinetische Energie des Steines umgewandelt.
Mit der Formulierung "Oben hat der Stein mehr potentielle Energie als unten" ist ganz genau dasselbe gemeint wie "Wenn sich der Stein oben befindet, dann hat das System "Stein plus Erde" eine höhere potentielle Energie als wenn der Stein unten ist.
| Zitat: |
In der Relativitätstheorie gilt dies aufgrund der Äquivalenz von Masse und Energie nicht mehr. Ziehen sich zwei Körper an, so ist ihre gemeinsame Masse kleiner als die Summe ihrer Einzelmassen.
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Das bezieht sich auf Atomkerne und auf Molekülbindungen.
Wenn du das unüblicherweise auch auf Planeten und Satelliten anwenden wolltest, dann müsstest du so konsequent sein, die potentielle Energie mit in die Massenbilanz dazuzuzählen, um das zu erhalten, was da mit "gemeinsamer Masse" gemeint ist.
| Zitat: |
dass die Physik letztendlich anfängt oberflächlich zu werden, wenn sie sich mit rein mathematischen Beschreibungen zufrieden gibt. Meint ihr nicht, dass man da irgendwann doch den Boden unter den Füßen verliert?
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"rein mathematisch" ist natürlich ein bisschen extrem formuliert. Aber das Rechnen mit der Theorie einerseits und das Experiment andererseits sind der Boden unter den Füßen, den wir haben. Auf diese beiden Standbeine müssen wir uns besonders dann verlassen, wenn die bisherige persönliche anschauliche Vorstellung nicht weiterhilft oder in die Irre führt. |
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-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
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| -Christian- Verfasst am: 01. Apr 2007 11:09 Titel: |
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| dermarkus hat Folgendes geschrieben: |
Was ich im Wikipedia-Artikel, den du dazu zitierst, lese
http://de.wikipedia.org/wiki/Physikalische_Theorie
| Zitat: |
Eindeutigkeit in der Interpretation der Aussagen und in der Zuordnung zu den Erscheinungen
|
scheint mir da schon mehr Sinn zu machen. Jede Theorie soll natürlich eindeutig sagen, wie man mit ihr rechnen kann und was man mit ihr rechnen kann. Dagegen, dass es gerne auch mehrere Theorien oder mehrere Wege geben kann, um zu einer richtigen Vorhersage des Ergebnisses eines Experiments zu kommen, wird in diesen Anforderungen nichts gesagt. |
Wichtig ist hier denke ich der erste Teil des Satzes: "Eindeutigkeit in der Interpretation der Aussagen". Die Aussage einer Theorie ist genauso ihre mathematischer Syntax und ihre Gleichungen. Für diese muss eben auch eine eindeutige Interpretation existieren.
Wie und was man mit ihr rechnen kann, ist eher mit dem zweiten Teil des Sates abgedeckt, würde ich sagen.
| Zitat: |
So eine Formulierung mag natürlich etwas unbescheiden klingen. Ist es vielleicht weniger missverständlich, wenn das zum Beispiel so sagt: "Man kann mit dieser Theorie prima den Ausgang der Experimente beschreiben, die man 'über die Quantenwelt' durchführen kann." ? |
Diese Formulierung ist eben nicht nur unbescheiden, sondern einfach falsch, denke ich.
Deine Umformulierung trifft dagegen vollkommen zu.
| Zitat: |
Wie eine Theorie erklärt, was "hinter den Kulissen" abläuft, damit es zu diesem Ergebnissen der Experimente kommt, ist egal, solange sie es erfolgreich schafft, ihre konkrete Aufgabe zu erledigen. |
Ich denke nicht, dass das egal ist. Die Theorie würde die Natur dann vielleicht mathematisch gut beschreiben, aber sie würde ohne eine zugehörige Interpretation dessen, was "hinter den Kulissen" abläuft, in keiner Weise dazu beitragen, die Natur zu verstehen/erkennen.
| Zitat: |
Halte dich da nicht zu sehr an den Formulierungen fest, "wer" diese Energie bereit stellt.
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Hm. Wenn ich soetwas auflösen will, dann kann ich also nur das gesamte System betrachten?
| Zitat: | Das bezieht sich auf Atomkerne und auf Molekülbindungen.
Wenn du das unüblicherweise auch auf Planeten und Satelliten anwenden wolltest, dann müsstest du so konsequent sein, die potentielle Energie mit in die Massenbilanz dazuzuzählen, um das zu erhalten, was da mit "gemeinsamer Masse" gemeint ist. |
OK. Danke! Dann habe ich den Satz aus wikipedia.de falsch übertragen.
| Zitat: |
"rein mathematisch" ist natürlich ein bisschen extrem formuliert. Aber das Rechnen mit der Theorie einerseits und das Experiment andererseits sind der Boden unter den Füßen, den wir haben. Auf diese beiden Standbeine müssen wir uns besonders dann verlassen, wenn die bisherige persönliche anschauliche Vorstellung nicht weiterhilft oder in die Irre führt. |
Sicherlich ist es etwas extrem formuliert. Es gibt ja auch Interpretationen der Quantenmechanik. Aber eben sehr viele ... und keiner weiß so richtig, wie genau man die Quantenmechanik da zu verstehen hat.
Aber eben deswegen ist das mathematische Gerüst (was durch die Experimente bestätigt wurde) eben nur ein Standbein. Das zweite - das wirkliche verstehen der mathematischen Aussagen - fehlt eben noch.
Gruß
Christian |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 01. Apr 2007 12:16 Titel: |
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| -Christian- hat Folgendes geschrieben: |
Ich denke nicht, dass das egal ist. Die Theorie würde die Natur dann vielleicht mathematisch gut beschreiben, aber sie würde ohne eine zugehörige Interpretation dessen, was "hinter den Kulissen" abläuft, in keiner Weise dazu beitragen, die Natur zu verstehen/erkennen.
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Meinst du mit "verstehen/erkennen" da vielleicht letztendlich, dass man eine so anschauliche Vorstellung für die Vorgänge in der Natur bekommt, dass man für sich selbst auch gefühlsmäßig den Eindruck hat, zu verstehen, was da passiert, und sich mit dieser Vorstellung angefreundet hat? Das wäre dann ja mehr Philosophie als Physik.
Für das Funktionieren der Theorie (Beschreiben der Experimente) ist das, was "hinter den Kulissen" passiert, sicher egal. Solange man nicht mit Experimenten entscheiden kann, was "wirklich" "hinter den Kulissen" passiert, kann man darüber natürlich als Naturwissenschaftler auch keine eindeutige Aussage treffen. Alles andere wäre Spekulieren oder Philosophieren. |
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-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
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| -Christian- Verfasst am: 01. Apr 2007 16:22 Titel: |
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Nein, mit "verstehen/erkennen" meine ich, wirklich zu erfassen, was mir zum Beispiel die Wellenfunktion "sagen will". Wirklich zu verstehen, wie der Kollaps der Wellenfunktion zustande kommt und wirklich zu verstehen, was denn ein Quantenobjekt nun eigentlich ist. Es geht nicht um das "gefühlsmäßige Verstehen". Es geht darum die Realität zu erkennen, soweit es möglich ist.
Vielleicht ist dieses Denken wirklich zu klassisch, wie es ja schon hier angesprochen wurde. Aber ich denke, dass es nur zu klassisch wirkt, weil unser gesamtes Denken in der klassischen Physik entstanden ist. Unser Erfahrungsalltag hat nichts mit der Quantenwelt zu tun, weil wir diese eben nicht wahrnehmen können. Und nur weil wir uns das, was in der Quantenwelt passiert (momentan) nicht hinreichend vorstellen oder erkennen können, heißt es ja nicht, dass es für diesen Bereich keine Wirklichkeit gibt und die mathematischen Beschreibungen ausreichen.
Die Mathematik ist eben nur ein Hilfsmittel, um den Ausgang von Experimenten vorhersagen zu können. Das was "hinter den Kulissen" geschieht, können wir uns momentan nicht erklären, was aber eben auch bedeutet, dass wir nur sehr wenig darüber wissen, was wirklich in der Quantenwelt geschieht. Zugespitzt kommt der mathematische Formalismus ohne Interpretation und Bestätigung dieser Interpretation nur einer zuverlässigeren Form des Ratens gleich.
Deswegen glaube ich, dass wir eben noch ziemlich am Anfang stehen, mit dem wirklichen Verstehen der Quantenmechanik/Quantenwelt.
Gruß
Christian |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 02. Apr 2007 01:10 Titel: |
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| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | Nein, mit "verstehen/erkennen" meine ich, wirklich zu erfassen, was mir zum Beispiel die Wellenfunktion "sagen will". Wirklich zu verstehen, wie der Kollaps der Wellenfunktion zustande kommt und wirklich zu verstehen, was denn ein Quantenobjekt nun eigentlich ist.
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Meinst du damit auch technische Dinge wie:
* "Das Quadrat der Amplitude der Wellenfunktion eines Teilchens an einem bestimmten Ort gibt die Wahrscheinlichkeit an, mit der das Teilchen in einem Experiment an diesem Ort gemessen werden wird.",
* "Wenn man das Experiment schon gemacht hat, dann kann man natürlich das Ergebnis eines gleich darauf durchgeführten zweiten, gleichen Experimentes am selben Teilchen mit Wahrscheinlichkeit 1 vorhersagen, also verändert sich die Wellenfunktion durch diese erste Messung natürlich von einer Wahrscheinlichkeitsverteilung zu einer sicheren Vorhersage."
* "Als Quantenobjekt bezeichnet man alle Teilchen oder Körper, die so klein sind, dass sich die nichtklassischen Quanteneigenschaften in Experimenten zeigen. (Zum Beispiel durch Interferenz von Materiewellen, ... )".
?
Das sind schlicht technische Aspekte des Handwerkszeugs "Quantenmechanik", die du lernen wirst, wenn du lernst, mit der Quantenmechanik zu arbeiten.
Wie nahe das dann für dich schon an "wirklichem Verstehen" dran sein wird, kann ich schwer für dich voraussagen. |
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-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
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| -Christian- Verfasst am: 02. Apr 2007 11:13 Titel: |
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Ich habe mich oben etwas schlecht ausgedrückt. Was mir die Wellenfunktion mathematisch sagen will, habe ich mir soweit schon angelesen. Sie stellt eine Wahrscheinlichkeitsverteilung da. Und auch die Beschreibung eines Quantenobjektes im Sinne, wie du es geschrieben hast, kenne ich auch. Diese technischen Aspekte meine ich allerdings nicht.
Ich versuche es mal so:
In der klassischen Physik lässt sich jeder physikalischen Größe (Kraft, Impuls, Arbeit, Geschwindigkeit, etc.) eine erfahrbares Äquivalent in unserem Alltag zuordnen. Die physikalische Größe repräsentiert also die erfahrbaren Wahrnehmungen und kann sie auch quantitativ beschreiben. Es dürfte relativ unstrittig sein, was diese physikalischen Größe also sind. Ich behaupte deswegen, dass wir die Wirklichkeit hier kennen. Gehst du da mit?
In der Quantenmechanik geht das nicht mehr, weil wir die Quantenwelt nicht direkt wahrnehmen können. Wir haben noch nie ein Quantenobjekt oder etwas annähernd ähnliches "gesehen"/wahrgenommen. Dennoch vermögen wir die Eigenschaften dieser Objekte über die Quantenmechanik einigermaßen zu quantifizieren. Wir haben also eine sehr gute Ahnung davon, wie sie sich verhalten. Was wir nicht gesichert wissen, ist, ob man sie nicht vielleicht noch genauer beschreiben kann (vielleicht kommen wir ja noch über die Wahrscheinlichkeiten hinaus). Was wir auch nicht wissen, ist, was diese Quantenobjekte wirklich sind.
Um den Unterschied nochmal zu verdeutlichen:
Bei einem Ball wissen wir, wie er aussieht, wie er sich anfühlt (aus welchen Material er also z.b. besteht) UND wir können beschreiben, wie er sich verhält, wenn wir ihn auf den Boden werfen oder gegen eine Wand.
Bei einem Quantenobjekt wissen wir nur, dass wir sein Verhalten durch eine Wellenfunktion, ein mathematisches Werkzeug, dass keine wirkliche Entsprechung in der Realität findet, beschreiben können.
Vielleicht ist das alles, was wir als Menschen je über diese Objekte sagen können werden. Vielleicht sind wir hier an unsere Grenze gestoßen. Das mag durchaus sein. Aber dann müssen wir uns damit arrangieren und können nicht einfach sagen, das wir die Realität beschrieben haben und ganz genau Bescheid wüssten.
Sorry, dass ich den letzten Satz ständig wiederhole, aber das war eben der Ausgangspunkt der Diskussion. Mehr habe ich nicht angezweifelt. Ich bin eigentlich weder ein QM-Gegner, noch will ich ihr strittig machen, dass sie uns nicht gewisse Vorhersagen erlaubt und die Natur auch in gewissen Grenzen (mathematisch) beschreibt.
So wie aber momentan mit diesem Wissen umgegangen wird, nämlich so, als hätte man alles bereits verstanden und die QM wäre bereits "ausgezeichnet", fühle ich mich an die Situation um 1900 erinnert. Da glaubte man ja wohl schoneinmal, dass die Physik fertig wäre und die Natur ausgezeichnet beschreiben würde.
Die QM mag gut sein. Aber auch wenn sie inzwischen schon ein Jahrhundert existiert, glaube ich, dass sie noch ziemlich am Anfang ist. Zumindest was ihr Verständnis angeht. Mathematisch hat sie zweifelsohne schon einige sehr gute Werkzeuge geschaffen.
Gruß
Christian |
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sqrt(2)
Anmeldungsdatum: 16.03.2007
Beiträge: 35
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| sqrt(2) Verfasst am: 02. Apr 2007 15:30 Titel: |
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| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | In der klassischen Physik lässt sich jeder physikalischen Größe (Kraft, Impuls, Arbeit, Geschwindigkeit, etc.) eine erfahrbares Äquivalent in unserem Alltag zuordnen. Die physikalische Größe repräsentiert also die erfahrbaren Wahrnehmungen und kann sie auch quantitativ beschreiben. Es dürfte relativ unstrittig sein, was diese physikalischen Größe also sind. Ich behaupte deswegen, dass wir die Wirklichkeit hier kennen. Gehst du da mit? |
Ich nicht. Ich halte etwa den Begriff "Kraft" für ein recht abstraktes Konzept. Ich sehe keinen qualtitativen Unterschied zwischen der Wahrnehmung eines Remplers mit der Assoziation mit einer Kraftwirkung und der Wahrnehmung einer Intensitätsverteilung auf einem Schirm und der Assoziation mit einer Wellenfunktion.
Wo machst du diesen Unterschied? Egal wo du ihn ziehst: Du wirst doch zugeben, dass dabei einiges an persönlichem Ermessen dabei ist, mindestens aber Anthropozentrismus: Wenn unsere Augen ein etwas besseres zeitliches Auflösungsvermögen hätten, könnten wir bei schwachen Lichtquellen tatsächlich einzelne Photonen (als Lichtpulse) sehen. Es würde mich überraschen, wenn du mit einem wissenschaftlich tauglichen Kriterium aufwarten würdest. |
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-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
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| -Christian- Verfasst am: 02. Apr 2007 16:25 Titel: |
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Hallo sqrt(2),
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: |
Ich nicht. Ich halte etwa den Begriff "Kraft" für ein recht abstraktes Konzept. Ich sehe keinen qualtitativen Unterschied zwischen der Wahrnehmung eines Remplers mit der Assoziation mit einer Kraftwirkung und der Wahrnehmung einer Intensitätsverteilung auf einem Schirm und der Assoziation mit einer Wellenfunktion. |
Prinzipiell hast du natürlich recht: Die Wahrnehmung der Intensitätsverteilung auf dem Bildschirm entspricht genauso einer Wahrnehmung wie der Rempler.
Auch einverstanden bin ich damit, dass das Interferrenzmuster, welches wir auf dem Bildschirm sehen können, sich einwandfrei mit einer Welle assozieren lässt. Bis hierhin sind beide Wahrnehmungen in Bezug auf ihr physikalisches Äquivalent (Rempler -> Kraftwirkung; Intesitätsverteiung -> Welle) absolut gleichwertig.
Den Unterschied sehe ich aber hier:
Kraft können wir immer in einer und der selben Form spüren. Beim Armdrücken, beim Heben eines Gegenstandes, beim Verrücken der Couch, usw.
Die Wahrnehmung ist immer die gleiche und das physikalische Modell Kraft lässt sich einwandfrei und vorallem eindeutig (!) auf die Wirklichkeit übertragen.
Beim Licht sieht das schon anders aus. Die Intensitätsverteilung kannst du prima mit dem Wellenmodell erklären. Bei Reflektion und Brechung oder dem Fotoeffekt wirst du dann aufgrund deiner Wahrnehmung auf ein Lichtteilchen schließen. Das beißt sich. Schon bekommt man Probleme das Licht physikalisch eindeutig (!) zu definieren. Um trotzdem sein Verhalten voraussagen zu können, greift man zurück auf mathematische Hilfsmittel: die Wellenfunktion.
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: |
Wenn unsere Augen ein etwas besseres zeitliches Auflösungsvermögen hätten, könnten wir bei schwachen Lichtquellen tatsächlich einzelne Photonen (als Lichtpulse) sehen. Es würde mich überraschen, wenn du mit einem wissenschaftlich tauglichen Kriterium aufwarten würdest. |
Wenn du dir da sicher bist, dann wirst du mir sicher auch sagen können, wie so ein Lichtpuls dann aussehen wird? Wie erkläre ich mit ihm alle Effekte, die beim Licht auftreten?
Gruß
Christian |
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sqrt(2)
Anmeldungsdatum: 16.03.2007
Beiträge: 35
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| sqrt(2) Verfasst am: 02. Apr 2007 17:55 Titel: |
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| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | Beim Licht sieht das schon anders aus. Die Intensitätsverteilung kannst du prima mit dem Wellenmodell erklären. Bei Reflektion und Brechung oder dem Fotoeffekt wirst du dann aufgrund deiner Wahrnehmung auf ein Lichtteilchen schließen. Das beißt sich. Schon bekommt man Probleme das Licht physikalisch eindeutig (!) zu definieren. Um trotzdem sein Verhalten voraussagen zu können, greift man zurück auf mathematische Hilfsmittel: die Wellenfunktion. |
Die Wellenfunktion ist die eindeutige "Definition". Der einzige Unterschied zu  ist, dass du mit dem einen vertrauter bist als mit dem anderen.
Ich frage dich immer noch nach einem wissenschaftlich brauchbaren Kriterium, um "Verständnis" zu entscheiden. "Wir haben ein Phänomen verstanden, wenn wir es mathematisch beschreiben können." ist eine sehr brauchbare Definition. Wenn du die Grundfesten des Selbstverständnisses der Physik angreifen möchstest, solltest du mit einer Alternative aufwarten können.
| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | Wenn du dir da sicher bist, dann wirst du mir sicher auch sagen können, wie so ein Lichtpuls dann aussehen wird? |
Du weißt selbst, wie ein Lichtpuls aussieht, warum muss ich dir das sagen?
| -Christian- hat Folgendes geschrieben: | | Wie erkläre ich mit ihm alle Effekte, die beim Licht auftreten? |
Wie erkläre ich durch das Berühren des Balles alle Effekte, die an und mit ihm auftreten? |
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-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
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| -Christian- Verfasst am: 02. Apr 2007 18:54 Titel: |
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| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: |
Die Wellenfunktion ist die eindeutige "Definition". Der einzige Unterschied zu ist, dass du mit dem einen vertrauter bist als mit dem anderen.
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Ich glaube, dass du hier einen ganz entscheidenden Punkt einfach so dahersagst ohne den bedeutenden Unterschied wahrzunehmen.
Man ist mit der Kraft vertrauter, weil man sie wahrnehmen, erkennen, mathematisch beschreiben und die physikalische Beschreibung direkt auf die Wirklichkeit anwenden kann.
Die physikalisch berechenbare Größe Kraft entspricht somit - und das vollkommen ohne mathematische Anpassung oder irgendein anderes Hilfsmittel - der wahrnehmbaren Wirklichkeit.
Die Physik hat die Kraft eindeutig beschrieben - sowohl quantitativ, als auch qualitativ. Sowohl in Zahlen, als auch eindeutig in Worten. Sie hat die physikalische Größe Kraft somit verstanden.
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: |
Ich frage dich immer noch nach einem wissenschaftlich brauchbaren Kriterium, um "Verständnis" zu entscheiden. "Wir haben ein Phänomen verstanden, wenn wir es mathematisch beschreiben können." ist eine sehr brauchbare Definition. Wenn du die Grundfesten des Selbstverständnisses der Physik angreifen möchstest, solltest du mit einer Alternative aufwarten können. |
Ich weiß nicht, was du für ein Kriterium erwartest, dass man als wissenschaftliche "Anzeige" dafür verwenden kann, dass etwas verstanden wurde.
Aber ich kann dir das Kriterium nennen, dass mir mein gesunder Menschenverstand bereitstellt:
Verstehen bedeutet für mich nicht reines definieren und quantisieren. Verstehen bedeutet Zusammenhänge zu finden und erklären zu können. Eine mathematische Formel/Gleichung an sich kann nie(!) erklären.
Wir beide könnten uns hinsetzen und gemeinsam ein Experiment zu einem physikalischen Thema durchführen. Wir könnten Messwerte aufnehme, versuchen Proportionalitäten zu finden und daraus eine Gleichung, ja, vielleicht sogar ein mathematisches Konzept aufbauen, dass quantitativ einwandfreie Vorhersagen erlaubt. Dann schaffen wir es noch die Gleichung mathematisch zu beweisen und können sehr sicher sagen: "Sie stimmt! Sie beschreibt die Natur ausgezeichnet!"
Wir könnten diese Gleichung dann in die Welt hinausschreien und jedem erklären, wie man damit rechnet und was am Ende rauskommt; was am Ende mit den Ergebnissen beschrieben wird. Sicherlich würden sehr viele Menschen dann mit dieser Formel rechnen lernen. Aber das wird noch lange nicht heißen, dass die Formel verstanden wurde.
Vielleicht werden die Menschen wissen, wie sie hergeleitet wurde; sie werden deswegen aber nicht zwangsläufig verstanden haben, was diese abstrakte mathematische Formel in der Realität darstellt.
Soweit sind die Quantenphysiker gekommen. Die Wellenfunktion beschreibt den Ausgang von Experimenten gut. Vielleicht sogar sehr gut. Aber die Wellenfunktion ist kein Objekt der Wirklichkeit. Sie ist keine physikalische Größe, die sich irgendwo im Raum ausbreitet. Sie ist ein mathematisches Hilfsmittel, das vorhersagen erlaubt und in irgendeinem "mathematischen, theorethischen Raum" schwingt. Und nicht in der Wirklichkeit!
Jede physikalische Größe beschreibt doch ein Objekt oder einen Vorgang der Wirklichkeit. Oder nicht?
So wie z.B. der Kraftstoß den Rempler.
Die Wellenfunktion ist kein Objekt oder Vorgang der Wirklichkeit. Sie erklärt nichts! Sie beschreibt lediglich auf quantitativem Weg die Wahrscheinlichkeit, mit der ein Quantenobjekt an einem bestimmten Ort zu einem bestimmten Zeitpunkt anzutreffen sein wird. Es gibt aber deswegen keine wirkliche Welle, die man irgendwo wahrnehmen könnte (auch nicht indirekt). Die Intensitätsverteilung auf dem Bildschirm entsteht nicht durch die sich ausbreitende Wellen(funktion), sondern durch irgendeinen, bisher nicht erklärbaren Prozess, den das Quantenobjekt durchläuft.
Die Wellenfunktion beschreibt nur, was am Ende herauskommen wird. Sie erklärt nicht, wie es zu diesem Ergebnis kam!
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: |
Du weißt selbst, wie ein Lichtpuls aussieht, warum muss ich dir das sagen? |
Nein. Denn wen du selbst sagtest, ist das menschliche Auge nicht in der Lage dies aufzulösen. Was wir Wissen ist, dass sich das Licht in Portionen im Raum ausbreitet. Wir nennen diese Portionen Quanten. Was diese Quanten wieder sind, können wir nicht sagen.
| sqrt(2) hat Folgendes geschrieben: |
Wie erkläre ich durch das Berühren des Balles alle Effekte, die an und mit ihm auftreten? |
Wenn ich weiß, wie groß, wie schwer der Ball ist und aus welchem Material er besteht, dann kann ich mit den Gesetzen der Mechanik - also physikalischen Größen wie Kraft, Impuls, Masse, Geschwindigkeit, etc. (die alle einer Eigenschaft/Prozess/Objekt der Realität entsprechen) - das Verhalten des Balles genau beschreiben und erklären.
Die Quantenmechanik kann zwar viel beschreiben, aber nur wenig erklären.
Gruß
Christian |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 02. Apr 2007 21:38 Titel: |
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Ich glaube, da sind wir im Wesentlichen an einem Punkt angelangt, wo wir uns mehr über die Wortwahl uneinig sind als über die Sache selbst.
Wir sind uns einig, dass die Quantenmechanik genauso gut funktioniert wie die klassische Mechanik oder die Relativitätstheorie, und wir sind uns einig, dass wir uns leichter damit tun, die klassische Mechanik zu verstehen, weil sie näher an unserer Alltagserfahrung ist.
Ob man Formulierungen wie "wirklich verstehen" oder "erklären" auf das wissenschaftliche Funktionieren der Theorie oder auf ein Verständnis bezieht, das tiefer greift als das wissenschaftlich Überprüfbare, ist sicher abhängig von Sprachgewohnheiten, Zusammenhang des Gesagten, und persönlichem Empfinden. |
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-Christian-
Anmeldungsdatum: 08.07.2006
Beiträge: 199
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| -Christian- Verfasst am: 03. Apr 2007 16:36 Titel: |
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| dermarkus hat Folgendes geschrieben: | | Wir sind uns einig, dass die Quantenmechanik genauso gut funktioniert wie die klassische Mechanik oder die Relativitätstheorie, und wir sind uns einig, dass wir uns leichter damit tun, die klassische Mechanik zu verstehen, weil sie näher an unserer Alltagserfahrung ist. |
Wenn du "Funktionieren" hier auf die rein mathematische Vorhersagekraft der mathematischen Formalismen beziehst, dann stimme ich dir zu. Da sind die QM, RT und klassische Mechanik weitestgehend gleichwertig.
Was wie gesagt die Interpretationen der Mathematik in den Theorien angeht, und was genau die mathematischen Formalismen für die Realität bedeuten ("was sie repräsentieren"), da hinkt zumindest die QM noch hinterher.
"Wirklich verstehen" und "erklären" kann sich eigentlich im physikalischen Kontext, denke ich, nie auf nur bloße Mathematik beziehen. Insofern sollten diese Begriffe eigentlich recht eindeutig sein und hängen nicht vom persönlichen Empfinden oder Sprachgewohnheiten ab.
Wo man vllt. noch differenzieren könnte, wäre folgende mgl. Trennung: "Mathematisches Verstehen" und "praktisches Verstehen". (Wenn man das so ausdrücken mag) Diese beiden Teile ergeben im Ganzen, das verstehen einer Theorie.
Wir können sicherlich mittels mathematischer Herleitungen und Beweisen verstehen, warum die mathematische Beschreibung der QM so zutrifft und warum wir sie so anwenden können. Praktisch jedoch, können wir es (noch) nicht nachvollziehen und verstehen. Uns fehlt also noch ein Stück, um die QM wirklich zu verstehen.
Gruß
Christian |
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