Determinismus in der modernen Physik

Mister_X · Gast

Meine Frage:
Hallo!

Mich würde mal ganz gerne die Meinungen der Physiker hier im Forum zum Thema Determinismus interessieren.

Und zwar habe ich nun schon häufiger gelesen, dass die moderne Physik den Determinismus quasi beerdigt hätte.

Dies wird nicht nur durch die Quantenmechanik begründet, sondern auch durch die moderne Chaosforschung und Thermodynamik im Nichtgleichgewicht.

In diesem Forum wird behauptet, dass quasi Determinismus nicht existieren könne und sämtliche Physik indeterminiert sei (gutefrage.net/frage/beispiel-fuer-den-determinismus). Dort heißt es:

"Der Fall, dass ein System bei gleichen Anfangsbedingungen sich zwischen zwei unterschiedlichen Wegen entscheiden kann, ist im Determinismus nicht vorgesehen. Im Determinismus gibt es nur Trajektorien, also eindeutige Zusammenhänge. Sogenannte Bifurkationen, bei denen die Zeitsymetrie gebrochen wird, gibt es nur in der modernen, nichtlinearen und indeterministischen Physik."

Ist dies den wirklich so?

Begründet wird es auch dort in einem anderen Thread durch den Zeitpfeil:

"Nun kam aber Ilya Prigogine mit seiner Theorie Dissipativer Strukturen, für die er 1977 den Nobelpreis erhielt. Darin zeigt er, dass Deterministen/Reduktionisten wie Hawing sich irren würden, indem sie dem 2. HS den naturgesetzlichen Charakter absprechen würde. Dass der Zeitpfeil keine große Rolle spielen würde, gälte ausschließlich in der Nähe des Thermodynamischen Gleichgewichtes, also innerhalb "toter physikalischer Systeme".
Fernab des thermodynamischen Gleichgewichtes, also bei allen lebenden Systemen (dissipativen Strukturen), sei der Zeitpfeil real existent und nicht nur eine Näherungslösung. Da sei Zeit auch keine Illusion mehr sondern ganz konkret von der Entropieproduktion (sprich der Entwertung von Energie) abhängig. Der physikalische Determinismus bzw. Reduktionismus ist widerlegt, denn tatsächlich sei das physikalische Universum indeterministisch und irreduzibel." (gutefrage.net/frage/was-beinhaltet-der-zeitpfeil-von-stephen-hawking)

Und kann man generell nachweisen, dass kein Determinismus existiert? Im gleichen Thema hieß es:

"Mit der von Prigogine behaupteten Irreduzibilität, der er auch konkret mathematisch und experimentell nachgewiesen hat, sei auch die Suche Hawkings nach der Weltformel hinfällig, da es sie aus prinzipiellen Gründen gar nicht geben könne."

Meine Ideen:
Von der Quantenmechanik mal ganz abgesehen, dachte ich eigentlich immer, dass auch moderne Chaosforschung nach wie vor mit deterministischer Mechanik arbeite. Da aber die Ergebnisse sensibel von den Anfangsbedingungen abhängig sind, können meistens Systeme nur stochastisch beschrieben werden.

Ist also wirklich der Determinismus in der Wissenschaft beerdigt, oder wird in diesem Forum nur stark übertrieben?

Und zum Schluss? Sind die dort genannten Theorien der Nichtgleichgewichtsthermodynamik wirklich das Nonplusultra der modernen Physik, mit der sich alles erklären lässt?

Ich bin gespannt auf eure Antworten, vielen Dank!

Dreistein · Gast

Natürlich gibt es eine Weltformel. Ich würde Hawking nicht unterschaetzen, er hatte einen IQ von 260 zum Vergleich Einstein und Newton hatten im Vergleich “nur” 160.

antaris

Bin zwar kein Physiker aber ich habe mich damit eingehend befasst…

Ganz kurz: Bei immer exakten Anfangsbedingungen folgen auch deterministisch alle Ursachen/Wirkungen. Nur sind die Anfangsbedingungen eben niemals immer exakt. Das ist immer noch deterministisch, nur fehlen uns die exakten Informationen der Anfangsbedingungen um exakte Berechnungen durchzuführen (Schmetterlingseffekt).
Durch iterative Verfahren ist es aber möglich die Berechnung bei jedem Rechenschritt wieder anzugleichen, was m.E. z.B. beim Mehrkörperproblem auch so gemacht wird.

Ob die Stochastik in der QM für alle Zeiten das große Rätsel bleibt, wage ich stark zu bezweifeln.

Das beste Beispiel ist das Klima/das Wetter und deren Vorhersagen. Je kürzer die Vorhersage und je besser Daten zur Verfügung stehen, desto genauer ist die Vorhersage.

M.E. ist der Determinismus lange nicht tot (totgesagte leben länger).

antaris

willyengland · Anmeldungsdatum: 01.05.2016 Beiträge: 715

Was ist mit der Radioaktivität?
Man kann nicht vorhersagen, wann ein Atomkern zerfällt.

Du kannst z.B. zwei Experimente aufbauen, jeweils mit einem Pu-Atom bestückt.
Einmal zerfällt das Atom nach 1 min, einmal erst nach 3 Jahren.

antaris

Dreistein · Gast

Es handelt sich ja um zwei unterschiedliche Atome mit unterschiedlichen Weltgeschichten. Wo siehst du hier ein Problem?

Die Historie der Elementaeteilchen ist ihnen aufgestempelt. Wir können diesen Stempel nur nicht lesen, noch nicht. Aber im Mittelalter konnte man auch keine einzelnen Atome mit Elektronenmikroskop erkennen, heute ein leichtes.

antaris

Mal das Beispiel der Mandelbrotmenge. Irgendwo hineingezoomt ist es unmöglich den exakten Verlauf zu berechnen, da die Anfangsbedingungen nicht exakt bestimmbar sind. Im Gegensatz dazu hat das Anfangsbild „des Apfelmännchens“ aber alle unendlichen Informationen in sich kodiert. Am Anfang stecken alle Informationen für den weiteren unendlichen Verlauf. So ähnlich sehe ich das beim Universum auch, denn nur die gesamte Mandelbrotmenge bzw. das gesamte Universum ist „Informationserhaltend“.

willyengland · Anmeldungsdatum: 01.05.2016 Beiträge: 715

Mister_X · Gast

In der Physik der Elementarteilchen ist es doch meiner Meinung nach eine Interpretationssache. Die Standarddeutung/Kopenhagen ist indeterminiert, Bohm determiniert usw.

Mich würde interessieren, was es mit den genannten Bifurkationen auf sich hat. Wie gesagt, ich kann mir beim besten Willen nicht vorstellen, dass man den Determinismus so einfach absprechen kann, wie es in den oben genannten Zitaten behauptet wird.

Außerdem: dort heißt es ja, Zeit sei abhängig von der Entropieproduktion....ich dachte eigentlich, dass Verhältnis von Zeit und Raum wird in der Relativitätstheorie beschrieben?

antaris

Vielleicht hilft dir das hier?
https://www.physik.uni-hamburg.de/en/th1/ag-potthoff/lehre/archiv/dokumente/ws-2011-2012/ws-11-12-proseminar-vortragt03.pdf

Das Stichwort für die Google-Suche ist „deterministisches Chaos“.
Meine Erfahrung ist leider, dass dieses Thema absolut nicht dem Mainstream zuzuordnen ist und es somit schwer ist fachlich aussagekräftige Gesprächspartner zu finden (die dazu noch Interesse an einer solchen Diskussion haben).

Mir wurde desöfteren der Begriff Esoteriker und Metaphysik an den Kopf geworfen… Hammer

Mister_X · Gast

Deshalb hoffe ich ja, dass hier im Forum vielleicht jemand Ahnung hat.

Den Vortrag habe ich mir mal angesehen. Allerdings sehe ich dort auch keinen Indererminismus, höchstens eine Unkenntnis der Anfangsbedingungen. Da frage ich mich wirklich, wie man darauf kommt, dass chaotische Systeme angeblich komplett indeterminiert sind.

antaris

Mister_X · Gast

Ja, das, was du schreibst, ist mir durchaus alles bewusst.

Aber wie gesagt, so kann man die Chaosphysik und auch die nicht lineare Dynamik nicht als indeterminiert bezeichnen, da sie es streng genommen nicht sind.

antaris

Ja das sehe ich auch so.

Es ist ja nicht richtig und die Quelle zudem (gutefrage.net) für solche Fragestellung eher ungeeignet.

Die Aussage „Der Fall, dass ein System bei gleichen Anfangsbedingungen sich zwischen zwei unterschiedlichen Wegen entscheiden kann, ist im Determinismus nicht vorgesehen“ ist aber genau richtig, weil sie nicht auf den Determinismus zutrifft.
Strittig waren/sind in dem Zusammenhang m.E. nur die stochastischen Prozesse der QM…

Mister_X · Gast

Das stimmt natürlich, da gibt es bessere Quellen. Der Antwortende gab allerdings in einem anderen Thema an, früher Thermodynamik studiert zu haben, weshalb ich dachte, er sei womöglich kompetent.
Wenn ich mir seine Antworten aber so anschaue, dann verehrt er gefühlt in jedem Post die Leistungen von Ilya Prigogine und will damit die ganze Welt erklären.
Und die Behauptung, dass das Chaos nicht determiniert sei, bleibt unverständlich.

A.Neumaier · Gast

antaris

Mister_X · Gast

A.Neumaier · Gast

Mister_X · Gast

Mister_X · Gast

Achse, noch ganz kurz nachgefragt:

Kann man eigentlich die Entropie nur im thermischen Gleichgewicht definieren oder funktioniert dies auch im Nichtgleichgewicht mit der statistischen Mechanik?

antaris

Ein ergänzendes Zitat, aus dem Jahr 2019, über die Sichtweise zum Determinismus von Prof. A.Neumaier (letzter eigener Kommentar zu seinem Beitrag):

A.Neumaier · Gast

antaris

A.Neumaier · Gast

antaris

Rein subjektiv, aus meiner persönlichen Sicht, ist es sehr wahrscheinlich, dass "das Ich" (das was ein jeden uns ausmacht) den materiellen Tod überleben wird.
Wir werden zwangsläufig, jeder für sich, den Beweis antreten (müssen). Entweder das Ich verlischt oder es bleibt erhalten, ist somit transzendent und unabhängig der materiellen Realität existent.

Objektiv betrachtet ist es eine 50/50 Wahrscheinlichkeit.