Ist das Universum nun doch deterministisch?

Die Quantenphysik ist ein Teilgebiet der Physik, das sich mit dem Verhalten und der Wechselwirkung sehr kleiner Systeme befasst. Messungen an Molekülen und noch kleineren Systemen liefern Ergebnisse, die der klassischen Physik widersprechen. Insbesondere sind bestimmte Größen quantisiert, das heißt, sie können nicht beliebige, sondern nur bestimmte diskrete Werte annehmen, die sich um sogenannte „Quanten“ unterscheiden. Der Begriff „Quantenphysik“ wird nicht als eindeutig definierte Bezeichnung einer bestimmten physikalischen Theorie verwendet, sondern als Sammelbegriff für verschiedene Quantentheorien.

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Re: Ist das Universum nun doch deterministisch?

Beitragvon ralfkannenberg » Mittwoch 12. Juni 2013, 09:29

Struktron hat geschrieben:Ja, ich dachte an die Unendlichkeit der Anzahl und dabei meine ich, dass dann keine Berechenbarkeit möglich ist und wir so etwas erhalten, was wie Zufall erscheint.

Hallo Lothar,

diesen Satz habe ich gestern übersehen, dabei könnte er der Schlüssel zu Deiner Problematik sein.

Ich werde das in Deinem Hauptthread weiter ausführen.


Freundliche Grüsse, Ralf


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Re: Ist das Universum nun doch deterministisch?

Beitragvon ralfkannenberg » Mittwoch 12. Juni 2013, 12:19

Struktron hat geschrieben:Insofern hast du recht, dass wir Objekte unseres Denkens, welchen viele verschiedene Eigenschaften zugeordnet werden können, ausschließen. Da ich in dem Gedankenexperiment möglichst wenige Eigenschaften haben möchte, könnten die beiden Objekte durch infinitesimal kleine Punkte beschrieben werden, wovon einer auf den anderen zu bewegt ist. Beim Erreichen eines Abstands r soll unser Ereignis eintreten. Durch Hinzunahme einer weiteren Eigenschaft können wir beispielsweise die Geschwindigkeit aufspalten, so dass nach dem Ereignis beide Partner eine Komponente besitzen. Betrachten wir dazu die zweite Raumdimension, wäre der Parameter zur Beschreibung der Eigenschaft beispielsweise ein Winkel.
Vorstellen können wir uns nun, dass unser System bei verschiedenen Skalen gilt. Dann könnten die Objekte Elementarteilchen, Moleküle, Sterne oder gar Galaxien sein. Die wirkenden Kräfte bei den Ereignissen denken wir uns so vereinfacht, dass wir die Stabilität der Objekte auch nach dem Ereignis noch haben.

Hallo Lothar,

auch hierzu möchte ich mich in Deinem Hauptthread äussern.


Freundliche Grüsse, Ralf


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Re: Ist das Universum nun doch deterministisch?

Beitragvon Struktron » Mittwoch 12. Juni 2013, 22:34

Hallo Ralf,
ralfkannenberg hat geschrieben:
Struktron hat geschrieben:Ja, ich dachte an die Unendlichkeit der Anzahl und dabei meine ich, dass dann keine Berechenbarkeit möglich ist und wir so etwas erhalten, was wie Zufall erscheint.


diesen Satz habe ich gestern übersehen, dabei könnte er der Schlüssel zu Deiner Problematik sein.

Ich werde das in Deinem Hauptthread weiter ausführen.

Dort ist meine Betrachtung der einfachen Objekte deterministisch und meine Verwendung der Wahrscheinlichkeitsverteilungen ein Rechenhilfsmittel, um mein einfaches Notebook mit Mathcad zu numerischen Simulationen verwenden zu können.

Hier geht es um den prinzipiellen Charakter der Natur bis zum uns bekannten Universum. Bis jetzt bin ich mit der Notlösung, dass alles deterministisch ist aber wegen Unkenntnis zufällig erscheint. Das ist aber keine exakte Interpretation des Begriffs "prinzipiell". Dazu gibt es doch noch offene Fragen. Sind die prinzipiell unendlich vielen Nachkommastellen ein Hinweis auf echten Zufall?

Noch eine Frage an alle hier fällt mir ein: Wenn nach dem Urknall, einem wenig erklärten Anfangszustand, die ersten Elementarteilchen kondensieren, erhöht sich dann die Zahl der im Universum vorhandenen Objekte? Wie geht es dann weiter, wird die Anzahl auch später noch erhöht?

Viele Grüße,
Lothar W.
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Re: Ist das Universum nun doch deterministisch?

Beitragvon ralfkannenberg » Donnerstag 13. Juni 2013, 12:47

Struktron hat geschrieben:Sind die prinzipiell unendlich vielen Nachkommastellen ein Hinweis auf echten Zufall?

Hallo Lothar,

um diese Frage beurteilen zu können mögest Du bitte einmal die Nachkommastellen der Zahl 1/9 betrachten. Oder meinetwegen auch die Nachkommastellen der Zahl 1/3, diese Zahl ist uns ja irgendwie mehr geläufig: jeder kann sich von klein an einen runden Kuchen vorstellen, der in 3 gleichgrosse Stücke geschnitten wird, während die Vorstellung, den Kuchen in 9 gleichgrosse Stücke zu schneiden, doch eher ungewohnt ist.

Und wenn Du das gemacht hast, betrachte doch mal die Nachkommastellen der Zahl 1/7.

Struktron hat geschrieben:Noch eine Frage an alle hier fällt mir ein: Wenn nach dem Urknall, einem wenig erklärten Anfangszustand, die ersten Elementarteilchen kondensieren, erhöht sich dann die Zahl der im Universum vorhandenen Objekte? Wie geht es dann weiter, wird die Anzahl auch später noch erhöht?

Ja - ganz genau darauf habe ich angespielt, als ich Deine Unendlichkeit von Objekten hinterfragt habe.

Genau genommen ist der Urknall übrigens nicht ein "wenig erklärter Anfangszustand", sondern ein "nicht-erklärter Anfangszustand", da es sich ja um eine Singularität handelt.


Freundliche Grüsse, Ralf
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Re: Ist das Universum nun doch deterministisch?

Beitragvon Dgoe » Mittwoch 19. Juni 2013, 21:35

Hallo zusammen,

Struktron hat geschrieben:...In quantenmechanischen Zufällen stecken zur Zeit noch
verborgene Ursachen. Vakuumfluktuationen, Lichtquanten, Teilchenstrahlen
und vielleicht verborgene "Ätherteilchen" kommen irgend wo her, wo sie,
zum Teil vor langer Zeit, auf natürliche Art erzeugt wurden. Demnach ist
ein heutiges Ereignis durch irgend etwas aus der Vergangenheit
verursacht. Das gilt dann für alle Ereignisse.
zu 2: Der Einfluß des mikroskopisch Kleinen läßt sich prinzipiell
nicht erfassen. Deshalb verwenden wir die Methoden der
Wahrscheinlichkeitsrechnug, um trotz allem interessante Voraussagen
machen zu können. Auch verbale Zusammenfassungen der Makrogeschehens
verwenden diese Methode, ohne daß wir uns dessen immer bewußt sind.
Wollten wir "sicheren" Ereignissen Zahlen zuordnen, kämen wir bei
genauem Überlegen immer noch auf etwas Unsicherheit. Deshalb stimmt auch
die zweite Aussage."
...
dem möchte ich mich anschließen. Wir hatten zu meiner Schulzeit im Fach Philosophie ellenlange Diskussionen zu dem Thema Determinismus, die nicht abschließend zu klären waren - über Wochen. Obwohl schon seinerzeit die Quantentheorie usw. QED und so, bekannt war, hatte niemand, dem Lehrer eingeschlossen, eine Ahnung davon. Ich war ein verfechtender Gegner des Determinismuses. Alleine die Zahl Pi. Diese ist wahrscheinlich unendlich lang, auch gibt es ähnliche Zahlen. Wie soll man diese voll duchdefiniert berechnen können, im Voraus? Einwand war, dass es auch in der Natur keinen perfekten Kreis gibt, angeblich. Naja, wenn ich aber heute von Quantenfluktuationen lese und von den Wahrscheinlichkeitsrechnungen von Potentialen, dann ist für mich zumindest erst mal vollkommen klar, dass jeglicher Determinismus nicht den Hauch einer Chance hat.

Zudem, früher hatte ich schon so argumentiert, dass eine deterministische Voraussage ein vollständiges Abbild des Universums simulieren müsste, um zu denkbar entsprechend passenden Ergebnissen zu kommen. Was schon utopisch ist. Natürlich setzt dies der Determinismus nicht voraus, da er sich auf das eine Universum selbst begründet, aber dann ist ohne zuverlässige Vorhersage das Resultat identisch mit einer zufälligen Entwicklung, ununterscheidbar. Heute meine ich, dass selbst ein vollständiges Abbild, eine perfekte Simulation einige Bruchteile von Sekunden später zu je 2 (oder n, bei n vollst. Simulationen) verschiedenen Ergebnissen führt. Also sofort auseinanderdriftet. Vorhersagen wie, wenn ich dich haue, haust du ziemlich sicher zurück, mal außen vor. Ich kann nur wiederholen: QUANTENFLUKTUATIONEN!!! das Totschlagargument schlechthin. Genauso wie WAHRSCHEINLICHKEITEN!!! Null Chancen für jeglichen Determinismus.

Just my 2 cents.

Gruß,
Dgoe
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Re: Ist das Universum nun doch deterministisch?

Beitragvon Dgoe » Mittwoch 19. Juni 2013, 21:57

ergänzend: selbst wenn man davon ausgeht, dass alles hunderprozentig kausal zusammenhängt, und obendrein ausschließt, dass Kausalitäten auch zu verschiedenen Ergebnissen führen können (QED), dann bleibt immer noch die vollkommene Unmöglichkeit exakt alles zusammenzufassen. Denn dies wäre schlicht identisch mit der Natur, dem Universum, ist nicht duplizierbar (behaupte ich mal) und von daher vollkommen abwegig einen Determinismus ernst zu nehmen, da man niemals erkennen könnte, ob tatsächlich deterministisch oder doch zufällig.
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Re: Ist das Universum nun doch deterministisch?

Beitragvon ralfkannenberg » Mittwoch 19. Juni 2013, 23:10

Dgoe hat geschrieben:Alleine die Zahl Pi. Diese ist wahrscheinlich unendlich lang, auch gibt es ähnliche Zahlen. Wie soll man diese voll duchdefiniert berechnen können, im Voraus?

Hallo Dgoe,

das macht leider keinen Sinn: zum einen weiss man bereits seit 1761 (oder 1767) von Johann Heinrich Lambert, dass pi unendlich viele Stellen hat, und seit 1882 weiss man sogar noch einiges mehr über diese Zahl.

aber soweit braucht man gar nicht zu gehen: in einem Parallelthread sprechen wir vom Zehnersystem, und vom Zweiersystem haben wir auch schon gesprochen. Es steht Dir frei, ein "pi-System" zu definieren, und in diesem hat die Zahl pi den Wert 1.0 .

EDIT 20.6.2013, 9:31 Uhr: Das ist falsch, im pi-System hat die Zahl pi den Wert 10, nicht 1.

Und auch dei Zahl 1/3 hat unendlich viele Stellen, trotzdem kann man die alle "im Voraus" berechnen, ja man weiss sogar, welchen Wert z.B. die 20 milliardste Stelle hat: nämlich den Wert "3". Und die 20 milliard und einte Stelle hat ebenfalls den Wert "3".

Was ich sagen will: so geht die Argumentation nicht.


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Re: Ist das Universum nun doch deterministisch?

Beitragvon Dgoe » Mittwoch 19. Juni 2013, 23:56

ja ok Ralf,

aber darauf war meine Argumentation ja nicht begrenzt - vergiss diesen Teil meinetwegen - siehe oben, will mich nicht wiederholen.

Und ja, ein System, wo die Zahl Pi den Wert 1.0 bekommt ist sehr interessant, aber geht das? Ist dann nicht alles unendlich verschoben? Danke auch für den historischen Kontext.

Gruß,
Dgoe
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Re: Ist das Universum nun doch deterministisch?

Beitragvon ralfkannenberg » Donnerstag 20. Juni 2013, 09:20

Dgoe hat geschrieben:Alleine die Zahl Pi. Diese ist wahrscheinlich unendlich lang, auch gibt es ähnliche Zahlen. Wie soll man diese voll duchdefiniert berechnen können, im Voraus? Einwand war, dass es auch in der Natur keinen perfekten Kreis gibt, angeblich.

Hallo Dgoe,

ich komme noch einmal auf dieses Argument zu sprechen; ich denke, dass auch die Transzendenz von pi nichts mit deren Determiniertheit zu tun hat: jedesmal, wenn man pi mit einem korrekten Algrothmus auf n Stellen genau berechnet (dabei wird n vorher festgelegt !), bekommt man dieselbe Zahlenfolge. Diese ist also eindeutig festgelegt.

Das ist bei einem Quantenzustand nicht der Fall: bei der Schrödinger-Katze weiss man erst, wenn man die Schachtel, in der sie sich befindet, öffnet, ob sie noch lebt oder nicht, und beide "Zustände", also "Katze lebt" und "Katze is tot", kommen vor. Bei der Zahl pi aber kommt nur ein Zustand vor.

Das Argument Deines Lehrers ist - zumindest in der von Dir genannten Form - meines Erachtens falsch.


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Re: Ist das Universum nun doch deterministisch?

Beitragvon ralfkannenberg » Donnerstag 20. Juni 2013, 09:29

Dgoe hat geschrieben:Und ja, ein System, wo die Zahl Pi den Wert 1.0 bekommt ist sehr interessant, aber geht das? Ist dann nicht alles unendlich verschoben? Danke auch für den historischen Kontext.

Hallo Dgoe,

hier ist noch ein kleiner Fehler von mir: im pi-System erhält pi natürlich den Wert 10, nicht 1. Ich habe das oben korrigiert.

Und "unendlich verschoben" ist da nichts - pi liegt ja zwischen 3 und 4, also ist die "Verschiebung" irgendwo zwischen der Verschiebung zum Dreiersystem und zum Vierersystem.


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