Fragen zur TDS: Dissipative Strukturen, Entropiebegriff, Versagen der klassischen Physik?
Hallo! Ich habe heute eine anspruchsvolle Konversation über die Theorie Dissipativer Strukturen geführt, nach der in mir einige Fragen aufgekommen sind, die ich mir nicht so recht beantworten kann. Schon als ich den Begriff „Dissipative Struktur“ (im Sinne der Wikipedia-Definition) in den Raum warf wurde ich der Ahnungslosigkeit beschuldigt, mit der Aussage:
„Eine dissipative Struktur ist ein Vorgang, an dem Reibung-Statistische Mechanik auftritt. Etwa eine Akkretionsscheibe um ein schwarzes Loch wird durch dissipative Vorgänge beschrieben. Wärme ist ein Vielteilchen Vorgang und deshalb ist Statistische Mechanik nötig.“
Ich denke diese Aussage ist nicht korrekt, aber warum?
Die Diskussion setzte sich fort und wir kamen schließlich auf den Entropiebegriff zu sprechen, den mein Gegenüber als Maß der Unordnung verstand und mich dafür belächelte Entropie als Maß für D Dissipationsfähigkeit zu verstehen.
Worin liegt das Problem, Entropie als Maß für Unordnung zu definieren, wenn man sich fernab vom thermodynamischen Gleichgewicht bewegt?
Schließlich kamen wir auch darauf zu sprechen, dass die klassische Physik Vorgänge außerhalb des thermodynamischen Gleichgewichtes (insbesondere Leben) nicht erklären kann. Doch vielmehr wurde es zu einer Aussage, die ich getroffen, aber nicht belegen konnte. Der Standpunkt meines Gegenübers:
„Die Physikalischen Gesetze müssen auch fernab des Thermodynamischen Gleichgewichts gelten, sonst ist es keine Physik. Kannst du mir ein konkretes Beispiel für ein Versagen nennen?“
Und so meine Frage:
Wieso kann mit der klassischen Physik weder Selbstorganisation, Leben oder Bewusstsein erklärt werden? – Wieso versagt die klassische Physik fernab des thermodynamischen Gleichgewichts?
Zuletzt behauptete mein Gegenüber noch, dass die Fortschritte der Thermodynamik eben nicht durch die systemische Betrachtungsweise, sondern durch „genaue Analyse der Bewegung der Beteiligten Partikel-Statistische Mechanik (z.B Diffusionsgleichung)“ hervorgerufen wurden.
Ist das korrekt?
Ich würde mich über eure Antworten freuen, insbesondere über eine Antwort vom hamburger02, bei dem ich diese Theorie aufgeschnappt und verständlich aufbereitet bekommen habe.
Liebe Grüße Max
3 Antworten
Oha, das wird jetzt ein längerer Beitrag. Macht aber nichts, da die TDS ein Lieblingsthema von mir ist.
Zunächst mal zu der Diskussion an sich.
In gewisser Weise kannst du sogar stolz darauf sein, mehr zu wissen, als der Physikstudent. Erlebe das selber des öfteren, auch hierzuforum, dass Leute glauben, die Thermodynamik und die Entropie zu kennen und sind doch nicht über die Grundlagen hinausgekommen. Das soll aber kein Vorwurf sein. Das liegt daran, dass in den meisten naturwissenschaftlichen Fächern Thermodynamik tatsächlich nur als Grundlage gelehrt wird entweder in Form der klassischen Thermodynamik oder in Form der statistischen Thermodynamik. In beiden Fällen handelt es sich um eine Gleichgewichtsthermodynamik bzw. in der Physik spricht man von der linearen Dynamik. Selbst auf Physiklehrer trifft das in der Regel zu. Da gibts nur wenige Ausnahmen, da sich daran innerhalb des Bachelorstudiums auch nicht viel ändert. In der Regel kommt die Nichtgleichgewichtsthermodynamik bzw. die nichtlineare Dynamik erst im Masterstudium Physik oder auch in den Masterstudiengängen andere Bereiche, z.B, der theoretischen Biologie, Psychologie, Wirtschaftswissenschaften u.a. dran.
Besonders Studenten fallen häufig dadurch auf, dass sie das, was sie gerade gelernt haben, für der Weisheit letzter Schluss halten und noch weit von der Erkenntnis entfernt sind „Ich weiß, dass ich nichts weiß“.
Bei Physikstudenten ist ebenso auffällig, dass wenn sie statistische Mechanik bzw. Thermodynamik gehört haben, dies ebenfalls für allumfassendes Wissen halten und die Beschränktheit dieses Wissens noch nicht erkennen können.
Selbst Kapazitäten wie Stephen Hawking haben sogar noch als renommierte Professoren die lineare Dynamik (Gleichgewichtsthermodynamik) für so allumfassend gehalten, dass sie ihre Theorien darauf aufbauten. Hawking war allerdings in der Lage, sich eines besseren belehren zu lassen, wozu ein Physikstudent meistens noch nicht in der Lage sein dürfte. Siehe hier:
http://www.spiegel.de/spiegel/print/d-13522084.html
Nun zu den einzelnen Punkten, Nachfragen sind gerne erlaubt:
„Schon als ich den Begriff „Dissipative Struktur“ (im Sinne der Wikipedia-Definition) in den Raum warf wurde ich der Ahnungslosigkeit beschuldigt, mit der Aussage:
„Eine dissipative Struktur ist ein Vorgang, an dem Reibung-Statistische Mechanik auftritt.“
Damit hat der Student offenbart, dass die Ahnungslosigkeit alleine bei ihm liegt und er vermutlich noch nie etwas von einer dissipativen Struktur gehört hat. Seine Definition bezeichnet einen dissipativen Vorgang innerhalb der klassischen Thermodynamik, der mit einer dissipativen Struktur absolut nichts zu tun hat.
Ich denke diese Aussage ist nicht korrekt, aber warum?
Da denkst du völlig korrekt. Dissipation bezeichnet die Entwertung von hochwertiger Energie (Exergie), wobei jede Menge Entropie entsteht. In der Nähe des thermodynamischen Gleichgewichts bedeutet ein dissipativer Vorgang in der Regel Reibung, genauer gesagt die Entstehung von Wärme als dem Träger von Entropie schlechthin. Die Unordnung nimmt zu (siehe auch obigen Spiegelartikel). Wer Entropie als Maß für die Unordnung sieht und als sonst nichts, outet sich als Anfänger auf dem Gebiet der Thermodynamik.
Eine dissipative Struktur ist etwas völlig anderes als ein dissipativer Vorgang in der Nähe des thermodynamischen Gleichgewichtes. Dissipative Strukturen findet man ausschließlich fernab des thermodynamischen Gleichgewichtes.
Worin liegt das Problem, Entropie als Maß für Unordnung zu definieren, wenn man sich fernab vom thermodynamischen Gleichgewicht bewegt?
Hier passiert etwas besonderes, wie Prigogine sagt, ein Ereignis, das es in der klassischen Physik überhaupt nicht gibt. Da gibt es nur Zustände und Prozesse. Ein solches Ereignis ist dadurch gekennzeichnet, dass es grundsätzlich unumkehrbar (irreversibel) und auch nicht mit den klassischen Gesetzen der Physik erklärt werden kann (irreduzibel). Das liegt daran, dass hier die absolute Voraussetzung der linearen Dynamik und der statistischen Mechanik, das Boltzmannsche Gesetz der großen Zahl, lokal zusammenbricht und nicht mehr gilt. An diesen Stellen innerhalb eines Systems, an denen das Boltzmannsche Gesetz der großen Zahl nicht mehr gilt, passiert etwas besonderes, das es in der klassischen Physik ebenfalls nicht gibt. Hier wird Energie nicht einfach nur dissipiert, sodass Entropie entsteht und sonst nur Unordnung. Hier entsteht das Gegenteil von Unordnung, nämlich Ordnung auf einer höheren Ebene, die allerdings durch eine zusätzliche Entropieproduktion bezahlt werden muss. Solche Stellen, an denen die Dissipation sozusagen das Gegenteil macht, also statt Unordnung höhere Ordnung zu erzeugen, nennen sich dissipative Strukturen. Und genau weil fernab des thermodynamischen Gleichgewichtes statt Unordnung Ordnung erzeugt werden kann, taugt hier die Gleichsetzung von Entropie mit Unordnung nichts mehr. Hier ist in der Tat nur noch sinnvoll, die Entropie als ein Maß zu betrachten, wie weit die Energie bereits entwertet wurde.
Diese Betrachtung ist allerdings auch innerhalb der klassischen Thermodynamik möglich. Auch dort kann der Entropiegehalt als Maß dafür betrachtet werden, welcher technische Aufwand für eine Energieumwandlung getrieben werden muss, weil die Energie schon ein ganzes Stück entwertet wurde (stückweise Dissipation nennt sich Degradation). Gravitation ist z.B. die reinste Energieform ohne jegliche Entropie. Um Gravitationsenergie umzuwandeln, z.B. in kinetische Energie, muss man einen Gegenstand einfach nur loslassen und schon fällt er. Um aus Wärme, die sehr viel Entropie enthält, eine andere Energieform zu gewinnen, ist dagegen ein sehr hoher technischer Aufwand erforderlich.
Der Standpunkt meines Gegenübers:
„Die Physikalischen Gesetze müssen auch fernab des Thermodynamischen Gleichgewichts gelten, sonst ist es keine Physik. Kannst du mir ein konkretes Beispiel für ein Versagen nennen?“
Da müsste sich dein Gegner mal etwas mit Wissenschaftsphilosophie beschäftigen, dann käme er auch nicht auf so eigenartige Aussagen.
Sämtliche physikalischen Gesetze stellen kein Spiegelbild der Wirklichkeit dar sondern zunächst nur Regeln innerhalb eines Modells. Physik arbeitet grundsätzlich nur innerhalb von Modellen und diese Modelle geben dann letztlich auch den Gültigkeitsbereich der Regeln vor, die gefunden wurden. So dachte auch schon Newton und seine Nachfolger, die gefundenen Bewegungsgesetze würden universell gelten. Bis dann Einstein ankam und zeigte, dass diese Bewegungsgesetze nur im irdischen Maßstab gelten, für das Universum aber das Newtonsche Modell deutlich erweitert werden müsse. Das tat er dann auch mit der Relativitätstheorie. Um das nochmal klar zu sagen: Einstein hat Newton nicht widerlegt, er hat nur die Grenzen seines Modells aufgezeigt und diese erweitert. Physik ist also nicht, einmal gefundene Regeln für allgemein gültig zu erklären, Physik ist es, Grenzen von Modellen zu erkennen und diese zu erweitern. Die Grenzen der klassischen Physik sind dadurch gegeben, dass sie ausschließlich in der Nähe des thermodynamischen Gleichgewichtes gilt. Fernab des thermodynamischen Gleichgewichtes versagt sie. Diese Grenzen aufgezeigt und erweitert zu haben, ist das Verdienst der TDS.
Die klassiche Physik konnte keinen einzigen Vorgang erklären, bei dem Selbstorganisation stattfindet. Ihre Gesetze können weder die Entstehung von Leben, von Evolution, von Geist und Bewusstsein oder von der Entwicklung menschlicher Zivilisationen erklären. Sie können auch nicht das Zusammenspiel in ökologischen Systemen und vieles andere erklären. Das lässt sich aber, zumindest auf der physikalischen Ebene, mit der TDS erklären.
Wieso kann mit der klassischen Physik weder Selbstorganisation, Leben oder Bewusstsein erklärt werden? – Wieso versagt die klassische Physik fernab des thermodynamischen Gleichgewichts?
Angesichts des bereits geschriebenen: weil fernab des thermodynamischen Gleichgewichts das Boltzmannsche Gesetz der großen Zahl aufgehoben ist und dadurch bei der Dissipation von Energie nicht Unordnung sondern Ordnung entsteht. Da die gesamte klassische Physik aber auf dem Boltzmannschen Gesetz der großen Zahl beruht, kann sie solche Vorgänge nicht erklären.
Kurzer Einschub zum Boltzmannschen Gesetz der großen Zahl, da hier das Hauptargument gegen deinen Diskussionsgegner zu finden ist:
Statistik arbeitet mit Mittelwerten. Damit die Ergebnisse einigermaßen zuverlässig sind, braucht man ein gewisses Mindestmaß an Ausgangswerten. Bei Meinungsumfragen sagt man z.B. dass mindestens 2^10, also 1024, Einzelbefragungen stattgefunden haben müssen, um einigermaßen zuverlässig zu sein. Bei der statistischen Mechanik gilt 1 mol, also die Avogadrozahl als Mindestanzahl an Teilchen, damit der Durchschnittswert zuverlässig den auf der Systemebene messbaren Wert ergibt. Das Boltzmannsche Gesetz der großen Zahl sagt nun aus, dass bei einer Teilchenzahl über der Avogadrozahl sich die Unterschiede zwischen den einzelnen Teilchen so gegenseitig ausgleichen, dass auf Systemebene zuverlässig immer derselbe Mittelwert gemessen werden kann. Hier kommt auch wieder das thermodynamische Gleichgewicht ins Spiel. Nur wenn sich die Unterschiede zwischen den Teilchen ausgleichen können, trifft die obige Aussage zu. Und genau deshalb gelten die Erkenntnisse der statistischen Mechanik nur in der Nähe des thermodynamischen Gleichgewichtes.
Und genau hier liegt das Problem: über ein System, das nur aus wenigen Teilchen besteht, sagen wir mal aus nur einem, kann die statistische Mechanik absolut gar nichts aussagen. Mit einem Einzelwert kann man keine Statistik machen. Aber genau das passiert in einer dissipativen Struktur fernab des thermodynamischen Gleichgewichtes: hier ist das Boltzmannsche Gesetz der großen Zahl aufgehoben und ein Einzelereignis, und wenn es nur eine einzelne Quantenfluktuation ist, kann sich durch die starke Zufuhr von Energie und deren Dissipation so stark aufschaukeln, dass dieses einzelne Ereignis am Ende das Verhalten des ganzen Systems beeinflusst (Schmetterlingseffekt). Da gibt es keinen statistischen Mittelwert mehr, die statistische Mechanik versagt, man kann das ganze nur noch auf der systemischen Ebene betrachten ohne vorhersagen zu können, welchen konkreten Zustand das System am Ende einnimmt, weil es von einem einzelnen, in der Regel nicht messbaren und teils zufälligen, Einzelereignis abhängt.
Schließlich kamen wir auch darauf zu sprechen, dass die klassische Physik Vorgänge außerhalb des thermodynamischen Gleichgewichtes (insbesondere Leben) nicht erklären kann. Doch vielmehr wurde es zu einer Aussage, die ich getroffen, aber nicht belegen konnte.
Siehe oben. Weil die klassische Physik auf dem Boltzmannschen Gesetz der großen Zahl beruht, alle Vorgänge der Selbstorganisation fernab des thermodynamischen Gleichgewichtes aber nur dadurch funktionieren, dass dieses Gesetz lokal und temporär aufgehoben ist.
Zuletzt behauptete mein Gegenüber noch, dass die Fortschritte der Thermodynamik eben nicht durch die systemische Betrachtungsweise, sondern durch „genaue Analyse der Bewegung der Beteiligten Partikel-Statistische Mechanik (z.B Diffusionsgleichung)“ hervorgerufen wurden.
Das ist eine Aussage, die zu Beginn des letzten Jahrhunderts galt, als Gibbs die statistische Mechanik erfand und Boltzmann sie genial weiterentwickelte. Ansonsten hat dein „Gegner“ von der Entwicklung der letzten 40 Jahre in der nichtlinearen Thermodynamik nichts mitgekriegt. Die durchdringt mehr und mehr alle Wissenschaftsbereiche, die mit Biologie, Selbstorganisation oder irgendwie mit dem Menschen zu tun haben.
Zum Schluss noch eine kleine Anekdote am Rande: letztes Jahr machte ich eine Nordkapkreuzfahrt kostenlos als Lektor auf Einladung der Reederei. Lektoren sind alle, die für Einzelreisen eingeladen werden und zur Unterhaltung des Publikums beitragen sollen. Die haben im Restaurant einen eigenen Tisch. Mit am Tisch saß ein führender Professor für Ökosystem- und Polarforschung, der Vorträge über das Nordmeer halten sollte. Ich stellte mich als Thermodynamiker vor und da wollte er mir doch gleich mal auf den Zahn fühlen und fragte mich, ob ich denn Prigogine kennen würde. Da war er ja bei mir gerade richtig und wir hatten ein Diskussionsthema, bei dem wir uns gegenseitig befruchten konnten. Jedenfalls bestätigte er, dass in der Ökosystemforschung ohne die TDS gar nichts mehr ginge.
Selten, habe ich so gut komprimiertes Wissen gesehen, dass ohne starke Vereinfachungen auskommt und dabei so unglaublich verständlich bleibt.
Danke fürs Kompliment. Damit, komplizierte Sachen verständlich auszudrücken, verdiene ich mein Geld und meine Kunden müssen dafür auch gut bezahlen. Dabei arbeite ich mit den wissenschaftlichen Erkenntnissen der Verständlichkeitsforschung, die an der Uni Hamburg im Fachbereich Psychologie betrieben wird.
Spannende Zeit, in der wir uns gerade befinden :)
In der Tat. Prigogine hat eine wissenschaftliche Revolution ausgelöst, wie es sie seit Newton nicht mehr gab. Viele andere Wissensschaftsbereiche haben durch ihn ganz neue Impulse bekommen. Und so langsam tröpfelt das auch bis ins Bildungsbürgertum durch.
Deshalb möchte ich nach meinem Abitur auch Maschinenbau oder Luft- und Raumfahrttechnik stuideren (und Informatik zeitgleich als Fernstudium).
Wobei das zwei Bereiche sind, in denen man dissipative Strukturen tunlichst zu vermeiden sucht. Da kommt es darauf an, in der Nähe des thermodynanischen Gleichgeichts zu bleiben, damit man die Kontrolle behält. Das mit dem nebenher noch studieren kannst du allerdings vergessen. Beide Studien sind absolute Vollzeitjobs, da bleibt keine Zeit für nebenher, wobei angewandte Informatik zum Studienstoff gehört.
In den nächsten Jahrhunderten dürfte diese Theorie dann aber auch wieder überholt, erweitert worden sein.
Die TDS ist zunächst reines Grundlagenwissen ähnlich der Relativitätstheorie. Da wird sich nicht mehr viel ändern, wie sich auch an den Newtonschen Gesetzen oder der RT nicht mehr viel ändern wird. Dass neue Theorien dazu kommenm, die die Physik insgesamt erweitern, ist allerdings wahrscheinlich. Was die konkrete Anwendung der TDS in den diversen anderen Wissenschaften betrifft, tut sich aber zur Zeit enorm viel und da ist noch lange kein Ende der Erkenntnis in Sicht. Da gibt es noch reichlich weiße Gebiete, die darauf warten, erforscht zu werden.
Zum Spiegelartikel: Verdacht: Hawking ahnt, falsche Schlüsse gezogen zu haben ;)
Das hat er wohl gemerkt und hat auch schon eine ganze Reihe früherer Aussagen zurückgezogen. Es bleibt aber auch noch eine ganze Menge, wo er beachtliches mit Bestand geleistet hat. Seit einiger Zeit hat er sich aber mehr darauf verlegt, populärwissenschaftlich im Fernsehen aufzutreten. Das bring mehr Ruhm und mehr Geld als Forschung.
Grob: Fernab des thermodynamischen Gleichgewichtes wird Ordnung erzeugt. Innerhalb des thermodynamischen Gleichgewichtes wird Unordnung erzeugt.
Ja, grob kann man das so sagen. Wobei fernab des thermodynamsichen Gleichgewichts muss es heißen „kann neue Ordnung entstehen“, muss aber nicht.
Welche Bedeutung hat das auf die weitere Entwicklung des Universums?
Das ist die große Frage, auf die es noch keine Antwort gibt, da beide Vorgänge gleichzeitig ablaufen: Bildung von Entropie, um neue Strukturen aufzubauen und Bildung von Entropie, um Strukturen zu zerstören. Und welche Rolle die Entropie im Zusammenhang mit dunkler Materie und dunkler Energie spielt, ist völlig rätselhaft. Insofern sind diesbezüglich nur Spekulationen möglich, mehr aber auch nicht.
Fortsetzung...
Dass das Boltzmannsche Gesetz der großen Zahlen fernab des thermodynamischen Gleichgewichtes lokal aufgehoben wird ist mir klar, aber warum?
Mit der Warum-Frage tun sich die Naturwissenschaften teils schwer, da gehts ins Philosophische. Wenn man einen Grund/Ursache für etwas gefunden hat, geht die Frage weiter: und warum gibt es diesen Grund/Ursache? Irgendwann kann nur noch festgestellt werden, es ist, wie es ist. Naturwissenschaften erforschen in erster Linie wie etwas ist und welche Regeln gelten und nicht unbedingt warum etwas ist.
Generell gilt, dass eine zeitliche Abfolge von Ereignissen häufig enorm empfindlich gegenüber den Anfangsbedingungen ist und zwar immer dann, wenn exponentielles Wachstum auftritt.
Der menschliche Verstand ist von Natur nicht dazu geeignet, exponentielles Wachstum intuitiv erfassen zu können. Das kann man sich nur näherungsweise an Beispielen klar machen.
So gibt es das Beispiel, dass sich jemand dadurch belohnen lassen wollte, dass auf das erste Feld eines Schachspieles ein Reiskorn gelegt wird, auf das zweite doppelt so viel, also 2, aufs dritte Feld wieder doppelt so viel, also 4 etc. pp. Beim 64. Feld wäre dann das mehrfache der Weltjahresproduktion an Reis erreicht.
Oder wie oft müsste man ein Blatt Schreibpapier falten, damit der Stapel so dick wird, wie die Entfernung Erde-Mond beträgt. Das wäre so etwa 32 mal.
Ein schönes Beispiel hat auch vor einiger Zeit ein Physiker ausgerechnet. Er hat einen idealen Billiardtisch angenommen, der streng den Newtonschen Gesetzen gehorcht. Dann hat er von einem definierten Anstoßpunkt die Kugel (mathematisch) angestoßen und hat ihre neue Position nach jeder Reflektion an einer Bande berechnet.
Dann ging er her und nahm den kleinstmöglichen Einfluss auf die Kugel an, nämlich die Schwerkraft eines einzelnen Elektrons in rund 10 Milliarden Lichtjahren Entfernung und berechnete den gesamten Vorgang mit Berücksichtigung dieses Einflusses erneut. Er wollte herausfinden, wieviele Reflektionen an der Bande nötig sind, damit die Position der Kugel von der ersten Berechnung ohne Einfluss des Elektrons um die Diagonale des Tisches abweicht. Mehr Abweichung ist nicht möglich. Das erstaunliche Ergebnis: das war schon nach der 16 Reflexion der Fall. Hier macht sich der Lorenzeffekt, besser bekannt als Schnetterlingseffekt deutlich bemerkbar.
Ein dissipative Struktur entsteht dann, wenn ein stabiles System durch Energiezufuhr so stark aus seinem Fließgleichgewicht (Fließgleichgewicht ist ein stabiler Zustand fernab des thermodynamischen Gleichgewichtes) gebracht wird, dass es zunächst ins Chaos stürzt. Erst das Chaos ermöglich dann das Entstehen neuer Strukturen. Im Chaos findet eine schnelle Abfolge von Ereignissen statt. Diese Abfolge ist enorm empfindlich gegenüber den Anfangsbedingungen, das sich kleine Änderungen exponentiell entwickeln, bis sie das ganze System bestimmen. Hier findet als kein hebt sich gegen hebt sich statt, wie es das Gesetz der großen Zahl unterstellt und wie es im thermodynamischen Gleichgewicht auch tatsächlich stattfindet, sondern anstatt dass sich Unterschiede ausgleichen, schaukeln sie sich exponentiell hoch. Das hat an sich nichts mit der Avogadrozahl zu tun sondern mit der Menge an zugeführter Energie und den Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Systemelementen.
Fortsetzung...
Ansonsten: Wie kann die TDS die Entwicklung menschlicher Zivilisationen und das Zusammenspiel in ökologischen Systemen erklären? Das habe ich nun schon oft gehört, habe aber keine Vorstellung davon, wie das gehen sollte.
Wir erörtern hier das Prinzip der TDS und sie prinzipiell, also qualitativ zu verstehen, ist ja schon mal ein Erkenntnisgewinn. Diese Erkenntnis kann man auch qualitativ auf andere Systeme übertragen Die TDS besteht aber nicht nur aus Beschreibungen und Erklärungen, sie stellt auch eine umfangreiche Werkzeugkiste mit mathematischen Verfahren zur Verfügung, die Prigogine zusammen mit Mathematikern entwickelt hat. Da muss ich auch zugeben, dass ich bei der konkreten Mathematik öfters an meine Grenzen stoße.
Das ist ähnlich wie bei der Relativitätstheorie. Zu erstehen, worum es im Prinzip geht und was rein qualitativ die Folgen sind, ist das eine. Konkrete Fälle aber mit den mathematischen Werkzeugen der RT komplett durchzurechnen, ist nochmal etwas ganz anderes.
Nehmen wir mal ein Beispiel:
Eine qualitative Betrachtung wäre, das Prinzip der minimalen Entropieproduktion auf ein Ökosystem zu übertragen. Das Prinzip der minimalen Entropieproduktion sagt aus, dass ein stabiles System immer versucht den Zustand einzunehmen, bei dem die Entropieproduktion minimal ist. Führt man nun zusätzliche Energie zu, entfernt sich das System von seinem stabilen Gleichgewicht, kehrt aber sofort in dieses zurück, wenn die Energiezufuhr unterbrochen wird. Erst wenn eine gewisse Schwelle an Energiezufuhr überschritten wird und eine gewisse Mindestentfernung von stabilen Zustand erreicht ist, kippt das System ins Chaos. Diese Mindestentfernung kann berechnet werden und aus der mathematischen Analyse des Schwingungsverhaltens des Systems kann errechnet werden, wo es sich zwischen stabilem Zustand und Sturz ins Chaos gerade aufhält. Ebenso kann berechnet werden, wie groß die Störgröße, also die Energiezufuhr, sein muss, um den Zustand des Chaos zu erreichen.
Überträgt man diese Grundlegenden Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten z.B. auf das Polarmeer, kann man feststellen, dass dieses, wie jedes Ökoystem eine starke Resilienz zeigt, also die Fähigkeit, gewisse Störungen zu ertragen und bei Wegfall der Störung wieder in den ursprünglichen stabilen Zustand zurückzukehren. Das ist z.B. bei einer Umweltverschmutzung bis zu einem bestimmten Maß praktisch zu beobachten. Über die Messung von Umweltparametern, die ebenfalls ständig schwingen, kann man nun konkret mit den mathematischen Methoden der TDS berechnen, wie groß die Störung maximal sein darf, damit das Okosystem Resilienz zeigt, ohne zu kippen. So kann z.B. nicht vermutet sondern konkret berechnet werden, ob z.B. der norwegische Walfang eine Gefahr für das Ökosystem darstellt oder nicht. Das Ergebnis ist übrigens, dass er keine Gefahr darstellt.
So können auch die Schwankungen am Finanzmarkt mit den mathematischen Methoden der TDS analysiert werden, um festzustellen, wie stabil das System ist. Hier ist das Ergebnis, dass die nächste Finanzkrise mit Sicherheit kommen wird. Man weiß bloß noch nicht wann und wodurch sie ausgelöst wird.
Auch die Globalisierung ist nach der TDS naturgesetzlich, solange nicht künstlich gebremst wird. Hier wäre es nach der TDS angebracht, die Anzahl der Wechselbeziehungen innerhalb der Weltwirtschaft stark zu reduzieren, weil diese zu einem völlig unkontrollierbaren und instabilen Verhalten des Systems Weltwirtschaft führen.
PS: Dieser eine Link von dir zum "Paradox der Zeit" von Prigogine funktioniert leider nicht mehr.
Das habe ich auch schon festgestellt, weil man in der online Version wesentlich schneller Stichworte finden konnte, als im Buch. Da muss man soviel blättern. Könnte mir gut vorstellen, dass der Inhaber der HP Ärger mit dem Copyright bekommen hat.
Hier habe ich dir nochmal einen Link herausgesucht, wie eine Anwendung der TDS in der Ökosystemforschung aussehen kann:
http://macau.uni-kiel.de/servlets/MCRFileNodeServlet/dissertation\_derivate\_00000430/d430.pdf
Zitate daraus:
Seite 3:
2 Theoretische Grundlagen zum Ökosystem-Verständnis
In dieser Arbeit wird viel von abstrakten Gebilden die Rede sein, obwohl der eigentliche Untersuchungsgegenstand tatsächlich existierende Umwelt-Ausschnitte sind. Doch wie diese Umwelt beschaffen ist und was in ihr geschieht, muß hier mit modellhaften Begriffen wie Ökosystem, Selbstorganisation, Energie-Dissipation, Entropie, Exergie usw. beschrieben werden.
Was diese Begriffe bedeuten, warum und wozu sie in dieser Arbeit verwendet werden, soll hier erläutert werden. Zugleich wird zu relevanten Themen ein Überblick über den Stand der Forschung gegeben.
Seite 106:
7 Zusammenfassung
Das „ökologisches Grundprinzip der Thermodynamik“ besagt, daß ein Ökosystem, welches einem Fluß von hochwertiger Energie (Exergie) ausgesetzt ist, diese Energie nutzt, um sich in einem selbstorganisierten Prozeß vom thermodynamischen Gleichgewicht zu entfernen (nach JØRGENSEN 1997c). Für die ökosystemare Umweltbewertung ist von Bedeutung, wie diese Selbstorganisations-Fähigkeit gemessen werden kann (KUTSCH et al. 2000).
Kommentar zu den Quellen in dieser Arbeit:
An einigen Stellen wird direkt Bezug auf die „Ursprungsquellen“ der thermodynamischen Erkenntnisse genommen. Diese sind zum einen Prigogine mit der TDS und zum anderen H. D. Baehr, der die Begriffe Exergie und Anergie sowie deren mathematische Behandlung in die Thermodynamik eingeführt hat. Persönlich hatte ich das große Vergnügen, bei Baehr Thermodynamik im Hauptfach studieren zu dürfen.
Dann werden Quellen genannt, deren Verdienst es war, die grundlegenden Erkenntnisse der Thermodynamik in die Ökosystemforschung eingeführt und fachspezifisch weiterentwickelt zu haben, wie z.B. Jörgensen oder Kutsch.
Ich, als noch sehr junges Kind des Zeitpfeils, um dann auch
mal eine Anspielung auf Prigogine zu machen, weiß es zu schätzen, wenn sich jemand, wie du, die Zeit dafür nimmt, meine Fragen zu beantworten. In diesem Sinne: Nochmal ein riesengroßes Dankeschön für deine aufschlussreichen Antworten. Ähnlich wie in den Naturwissenschaften die Frage nach dem warum immer
weiter geht, wachsen auch in mir nach jeder Antwort neue Fragen nach. Einer meiner Lehrer zog schon einmal den Vergleich mit Unkraut: Kaum bist du damit fertig das Unkraut zu entfernen, ist schon wieder neues nachgewachsen.
Dabei arbeite ich mit den wissenschaftlichen Erkenntnissen der Verständlichkeitsforschung, die an der Uni Hamburg im Fachbereich Psychologie betrieben wird.
Schön, dass du das erwähnt hast. Jetzt ist mir auch der Ursprung des Namens „hamburger02“ klar. Verständlichkeitsforschung ist nun ein notierter Begriff, vielleicht gewinnt das irgendwann in meinem Leben noch an Relevanz. Das hinter deiner Sprache ein durchdachtes System steckt, erscheint im Nachhinein logisch.
Wobei das zwei Bereiche sind, in denen man dissipative Strukturen tunlichst zu vermeiden sucht. Da kommt es darauf an, in der Nähe des thermodynamischen Gleichgewichts zu bleiben, damit man die Kontrolle behält.
Oh, das ist schade. Ich hoffe mal, dass um diese tunlichst
zu vermeiden, es auch wichtig sein wird, diese tunlichst zu behandeln.
Das mit dem nebenher noch studieren kannst du allerdings vergessen. Beide Studien sind absolute Vollzeitjobs, da bleibt keine Zeit für nebenher, wobei angewandte Informatik zum Studienstoff gehört.
Wieso sind diese Studiengänge so lernintensiv? Was benötigt so
viel Zeit? Das Auswendiglernen? Das verstehen von komplexen Zusammenhängen? (Vermute letzteres)
Dass neue Theorien dazu kommen, die die Physik insgesamt erweitern, ist allerdings wahrscheinlich.
Ich habe den Eindruck, dass sich der Fortschritt in der
Physik in Zukunft immer mehr durch das Zusammensetzen von Errungenschaften innerhalb vieler kleiner Teildisziplinen vollziehen wird. Wie bereits in der Technologiebranche üblich.
Zum Spiegelartikel: Verdacht: Hawking ahnt, falsche
Schlüsse gezogen zu haben ;)Das hat er wohl gemerkt und hat auch schon eine ganze Reihe früherer Aussagen zurückgezogen.
Davon habe ich auch schon gehört. Mir ging es übrigens um
das nette Wortspiel. :)
Das ist die große Frage, auf die es noch keine Antwort gibt, da beide Vorgänge gleichzeitig ablaufen: Bildung von Entropie, um neue Strukturen aufzubauen und Bildung von Entropie, um Strukturen zu zerstören. Und welche Rolle die Entropie im Zusammenhang mit dunkler Materie und dunkler Energie spielt, ist völlig rätselhaft. Insofern sind diesbezüglich nur Spekulationen möglich, mehr aber auch nicht.
In Hinblick auf dunkle Materie und Energie höre ich oft den Satz: „Wir
haben erst 5% des Universums verstanden“, was ich für vollkommenen Blödsinn halte. Ansonsten bleibt die Entwicklung der nächsten Jahre auf jeden Fall spannend. Hoffentlich werden diese Phänomene noch zu meinen Lebzeiten verstanden.
Zuletzt noch einmal einige Fragen zur Thermodynamik: Ich habe
gestern im Schachclub während einer Schachpartie mit einem anderen Schüler (12.Klasse Chemie LK) über das thermodynamische Gleichgewicht geredet. Dabei gab es drei
Aussagen die mich im Nachhinein beschäftigt haben:
-
1. Thermodynamisches Gleichgewicht ist
normalerweise K ~ 1, chemisches Gleichgewicht Damit kann ich nichts anfangen. Was hat es zu bedeuten? Eine genaue Erklärung des thermodynamischen Gleichgewichtes wäre vielleicht hilfreich, weil mich das Gefühl beschleicht, es nicht in vollen Zügen verstanden zu haben.
2. Welche Quantität beschreibt „fernab des thermodynamischen
Gleichgewichtes? Ich verstehe nicht, was damit gemeint ist. Ich habe gesagt =Entropiemaximum.
3. Von welchem Boltzmannschen Gesetz der großen
Zahl sprichst du? Ich kenne nur das Gesetz der großen Zahl aus der Wahrscheinlichkeit. Und darauf, dass ich genau dieses meine: Und warum nennst du es „Boltzmannsches Gesetz der großen Zahl?“
Da ich den Begriff bei dir aufgeschnappt habe leite ich die Frage mal an dich weiter.
Da kommen später noch zwei Fortsetzungen von mir. Liebe Grüße,
Max.
Wieso sind diese Studiengänge so lernintensiv? Was benötigt so
viel Zeit? Das Auswendiglernen? Das verstehen von komplexen Zusammenhängen? (Vermute letzteres)
Das ist zum einen die Fülle des Stoffes und dann ist der auch nicht ganz einfach, liegt jedenfalls deutlich über Gymnasialniveau. Nicht umsonst sind die Abbrecherquoten in diesen Fächern extrem hoch und liegen teils über 50%. Wenn man dann doch den Ehrgeiz hat, das Studium nicht nur zu schaffen, sondern auch noch gute Noten zu kriegen, bleibt kaum Zeit übrig. Gute Noten bringen dann letztlich den Vorteil, dass man später bei Bewerbungen um einen Job fast die freie Auswahl hat, weil einen jeder haben will.
Hoffentlich werden diese Phänomene noch zu meinen Lebzeiten verstanden.
Das ist gut möglich, denn gerade in der Astrophysik gehts zur Zeit ungeheuer stürmisch voran, was nicht zuletzt an den ganzen Messgeräten liegt, die ins All geschossen werden können. Es ist ja noch nicht einmal 100 Jahre her, dass Edwin Hubble entdeckt hat, dass das Universum hinter der Milchstraße noch weitergeht. Dass deine Neugier aber irgendwann mal befriedigt ist, ist trotzdem eher unwahrscheinlich, weil dann schon wieder neues Unkraut hochgeschossen ist.
Thermodynamisches Gleichgewicht:
Wenn man keinerlei Energie oder Materie von Außen in ein System gibt oder entnimmt, spricht man von einem geschlossenen System. Geschlossene Systeme sind von ihrer Umwelt isoliert. Solche Systeme streben grundsätzlich einem Endzustand zu, der durch die maximale Entropie vorgegeben ist. Hat ein System sein thermodynamisches Gleichgewicht erreicht, passiert nichts mehr. Eventuell vorhandene Energiepotentiale haben sich ausgeglichen. Als Beispiel wähle ich eine Kaffeetasse, in der man durch Umrühren einen Wirbel erzeugt hat. Hört man auf zu rühren, strebt die Flüssigkeit in der Tasse dem Ruhezustand zu. Sämtliche im Wirbel vorhandene kinetische Energie wurde durch innere Reibung dissipiert und in Wärme umgewandelt. Eventuell vorhandene Konzentrationsunterschiede zwischen Kaffee und Milch haben sich ausgeglichen. Das System befindet sich nun im thermodynamischen Gleichgewicht. Um ein solches System aus dem thermodynamischen Gleichgewicht herauszubringen, muss Energie oder Materie zugeführt werden. Man rührt also erneut um oder schüttet Milch nach. Geschieht das nicht, kannst du unendlich lange warten, sofern du die Zeit dazu hast, und es wird sich kein neuer Wirbel oder Milchwölkchen bilden.
Durch Zufuhr von Energie, hier mechanischer Arbeit in Form des Umrührens, kann ein System aus dem thermodynamischen Gleichgewicht herausgebracht werden. Rührst du nur sehr langsam um, führst also nur wenig Energie zu, sagen wir mal 1 Umdrehung pro Minute, entfernt sich das System nur wenig vom thermodynamischen Gleichgewicht. Der Kaffee dreht zwar mit, aber es bildet sich noch keine neue Ordnungsstruktur. Erst wenn du eine Mindestdrehzahl überschritten hast, hast du das System weit genug vom thermodynamischen Gleichgewicht entfernt, dass sich eine neue Ordnungsstruktur in Form eines Wirbels bildet. Wirbel gehören zu den einfachsten dissipativen Strukturen. Hast du eine Isoliertasse, erwärmt sich der Kaffee dabei, wodurch seine Entropie zunimmt. Hast du aber eine normale Tasse, gibt diese die entstehende Wärme über die Tassenwand an die Umgebung ab. Dann wird die erzeugte Entropie abgeführt und die Entropie des Tasseninhalts nimmt durch die Ordnungsstruktur des Wirbels ab, während die Entropie der Umwelt dabei zunimmt.
Von welchem Boltzmannschen Gesetz der großen
Zahl sprichst du? Ich kenne nur das Gesetz der großen Zahl aus der Wahrscheinlichkeit.
Im Prinzip ist das Boltzmannsche Gesetz der großen Zahl ein Spezialfall des allgemeineren Gesetzes der großen Zahl aus der Wahrscheinlichkeitsrechnung. Der Spezialfall besteht darin, dass man die atomaren bzw. molekularen Teilchen eines physikalischen Systems betrachtet. Die große Zahl, aber der eine Wahrscheinlichkeitrechnung funktioniert, ist je nach Fall sehr unterschiedlich. Bei einem Münzwurf, bei dem es nur 2 Möglichkeiten gibt, liegt sie deutlich niedriger, als bei einem Würfel mit 6 Seiten und nochmal höher ist sie bei einem Roulettespiel mit 37 Möglichkeiten. Bei einem physikalischen Teilchensystem ist die Anzahl der Möglichkeiten, die auftreten können, nochmal viel höher. Hier liegt die Zahl der Teilchen, ab der absolut zuverlässig immer derselbe Mittelwert auf Systemebene auftritt, bei der Avogadrozahl. Diese Zahl ist letztlich per Definition festgelegt worden.
Kurz noch hier was dazu:
Verständlichkeitsforschung ist nun ein notierter Begriff, vielleicht gewinnt das irgendwann in meinem Leben noch an Relevanz.
Das kannst du deutlich einfacher haben, als du wohl vermutest. Du müsstest dir dazu lediglich dieses Buch besorgen:
Das gibts auch bei amazon oder in einer konventionellen Buchhandlung.
Es tut mir leid! Ich konnte reisebedingt nicht mehr auf deine
Antworten eingehen und bin so nicht mehr mit dem Antworten hinterhergekommen. Aber das ändert sich jetzt, wo ich Zuhause bin. Also, los geht’s!
Das ist zum einen die Fülle des Stoffes und dann ist der auch nicht ganz einfach, liegt jedenfalls deutlich über Gymnasialniveau.
Dass es über dem Gymnasialniveau liegt hoffe ich, denn ich
bin hier derzeit unterfordert. Mir neuen Stoff anzueignen ist für mich kein Problem, wenn er auch interessant ist. Weißt du zufällig worin sich Maschinenbau und Luft und Raumfahrttechnik im Bachelor unterscheidet?
Wenn man dann doch den Ehrgeiz hat, das Studium nicht nur zu schaffen, sondern auch noch gute Noten zu kriegen, bleibt kaum Zeit übrig. Gute Noten bringen dann letztlich den Vorteil, dass man später bei Bewerbungen um einen Job fast die freie Auswahl hat, weil
einen jeder haben will.
Ich werde mich anstrengen, damit es später auch für eine Ingenieurtätigkeit bei SpaceX oder der ESA reicht. Mit dem Gedanken ein eigenes Unternehmen hochzuziehen kann ich mich allerdings auch anfreunden.
Das ist gut möglich, denn gerade in der Astrophysik gehts zur Zeit ungeheuer stürmisch voran, was nicht zuletzt an den ganzen Messgeräten liegt, die ins All geschossen werden können.
Gerade vor diesem Hintergrund: Wie beurteilst du die
Ambitionen von Elon Musk? Er ist eine große Inspiration für mich. Aber ob es auch so sinnvoll ist was er so alles vorhat – etwa die Reise zum Mars? (Erkenntnisgewinn/Kosten)
Dass deine Neugier aber irgendwann mal befriedigt ist, ist trotzdem eher unwahrscheinlich, weil dann schon wieder neues Unkraut hochgeschossen ist.
Um hier einmal ein selbst entworfenes Zitat zu verwenden: Sind
wir Menschen nicht der offensichtliche Beweis dafür, dass das Universum versucht sich selbst zu verstehen?
Zu deinem Beispiel: Durch dein ausgezeichnetes Beispiel mit
der Kaffeetasse habe ich das mit dem thermodynamischen Gleichgewicht nun endlich richtig verstanden (Google war da ja eher kontraproduktiv).
Das kannst du deutlich einfacher haben, als du wohl vermutest. Du müsstest dir dazu lediglich dieses Buch besorgen:
Du hast eine herausragende Aufmerksamkeit fürs Detail. Ich
werde mir dieses Buch besorgen.
Ich danke für deine Erklärungen hinsichtlichdes Ökosystems. Das habe ich verstehen können.
Besonders interessant finde ich:
So können auch die Schwankungen am Finanzmarkt mit denmathematischen Methoden der TDS analysiert werden, um festzustellen, wie stabildas System ist. Hier ist das Ergebnis, dass die nächste Finanzkrise mitSicherheit kommen wird. Man weiß bloß noch nicht wann und wodurch sie ausgelöstwird.
Auch die Globalisierung ist nach der TDS naturgesetzlich, solangenicht künstlich gebremst wird. Hier wäre es nach der TDS angebracht, die Anzahlder Wechselbeziehungen innerhalb der Weltwirtschaft stark zu reduzieren, weildiese zu einem völlig unkontrollierbaren und instabilen Verhalten des SystemsWeltwirtschaft führen.
Kann ich dazu irgendwo mehrlesen? Das klingt super interessant.
Könnte mir gut vorstellen, dass der Inhaber der HP Ärger mit demCopyright bekommen hat.
Scheint, als müsste ich mir dasBuch selbst kaufen. Nur glaube ich, dass mir die Grundlagen fehlen werden, umdas Buch dann zu verstehen. Gibt es wohl auch nur noch gebraucht.
Hier habe ich dir nochmal einen Link herausgesucht, wie eineAnwendung der TDS in der Ökosystemforschung aussehen kann
Danke! Ich werde in die ein oderandere Passage reinschauen.
Dass es über dem Gymnasialniveau liegt hoffe ich, denn ich
bin hier derzeit unterfordert.
Das Problem kenne ich aus meiner eigenen Schulzeit sehr gut. Habe mich in deinem Alter dann zum einen intensiv mit Verhaltensforschung beschäftigt und zum anderen habe ich alles mögliche zerlegt und wieder zusammengebaut. Das ging hin bis zu defekten Automotoren. Da konnte ich dann gleich noch etwas die praktischen Fähigkeiten ausbauen. Im übrigen schadet es auch im späteren Berufsleben nicht, wenn man über den eigenen Tellerrand hinausschauen kann und ein breiteres Allgemeinwissen besitzt.
Nur mal angenommen, du wirst Ingenieur für LRT und bräuchtest die TDS nicht direkt, so wäre es bei der Zusammenarbeit z.B. mit Astrophysikern oder Exo-Biologen kein Fehler zu wissen, wovon die reden, wenn sie was von dissipativen Strukturen erzählen.
Hast du evtl. schon mal die Idee erwogen, dich einer Jugendfliegergruppe anzuschließen? Hobbyflieger- oder Segelflugplätze gibts reichlich in Deutschland, vermutlich auch in deiner Gegend. Und fast überall gibts Jugendgruppen, wo man für wenig Geld aber gegen Arbeitsstunden den privaten Pilotenschein machen kann. Fliegen darf man ab 14 und ein Pilotenschein als Zusatz wäre kein Fehler in der Flugbranche. Mit einem sehr guten Ingenieursabschluss, also mindestens Master an einer TU, plus Pilotenschein kann sogar mal ein Flug ins All winken.
Weißt du zufällig worin sich Maschinenbau und Luft und Raumfahrttechnik im Bachelor unterscheidet?
Nicht genau, da ich einen Diplomstudiengang gemacht habe und bis zum Vordiplom unterscheiden sich beide Richtungen kaum, da es dabei vor allem um die ganzen theoretischen Grundlagen geht. Wirklich speziell wirds dann erst richtig zum Hauptdiplom bzw. Masterstudiengang.
Wie beurteilst du die Ambitionen von Elon Musk?
Das ist ein hochinteressanter Mann, aber vermutlich weißt du mehr über ihn als ich.
Sind wir Menschen nicht der offensichtliche Beweis dafür, dass das Universum versucht sich selbst zu verstehen?
Das kann man durchaus so sehen. Ich finde auch diverse philosophische Überlegungen interessant, dem Universum an sich ein Bewusstsein zuzuschreiben, das sich dann z.B. in der Menschheit manifestiert.
Vielleicht interessiert dich dieser Artikel:
http://www.spiegel.de/spiegel/print/d-13530762.html
Nur nebenbei: mit Carl Friedrich von Weizsäcker durfte ich anlässlich eines Vortrages auch schon diskutieren, was mich nachhaltig beeindruckt hat.
Nochmal kurz eine Bemerkung zu dem Link mit der Dissertation zu den Ökosystemen: der ist mittlerweile auch schon ein paar Jährchen alt, stellt aber gut dar, wie die TDS Eingang in die Ökosystemforschung gefunden hat. Heutzutage gilt das schon als selbstverständlich und da wird die Theorie, die da dargestellt wird, vorausgesetzt.
Noch ein Tipp, wenn du dich mal umschauen willst, was sich in der Forschung so tut: dann gib beim googeln als erstes Stichwort "Dissertation" ein, da kann man viel finden, weil Dissertationen grundsätzlich veröffentlicht werden müssen.
Beispiel: "Dissertation dissipative Struktur Wirtschaftswissenschaften". In den verschiedenen Doktorarbeiten musst du dann nur noch als Suchwort "disspativ" eingeben, um dir einen Überblick zu verschaffen.
Das Problem kenne ich aus meiner eigenen Schulzeit sehr gut. Habe
mich in deinem Alter dann zum einen intensiv mit Verhaltensforschung beschäftigt und zum anderen habe ich alles mögliche zerlegt und wieder zusammengebaut.
Ich habe mich in den letzten Jahren auch stark mit der Erforschung des eigenen Bewusstseins beschäftigt. Also Klarträumen, Meditation aber auch das Lesen von buddhistisch angehauchten Büchern, etwa von Eckhart Tolle oder Osho. Nach dem Motto: Ich setze mich lieber
hin und erforsche mein Bewusstsein (Ich) unmittelbar und direkt statt irgendwas abzulesen und es einfach abzunehmen, weil ich da reingeboren wurde (Katholik). Zu dieser ganzen „Du bist nicht deine Gedanken/Ego“ und „Sei in der Gegenwart“ Lehre habe ich inzwischen aber auch sehr sehr viele Fragen und Zweifel über den
Wahrheitsanspruch entwickelt. Als Tool ist es aber genial. Physik wurde dann erst später interessant. Ich wolle mich zuerst selbst verstehen, bevor ich versuche die Welt zu verstehen.
Nur mal angenommen, du wirst Ingenieur für LRT und bräuchtest die
TDS nicht direkt, so wäre es bei der Zusammenarbeit z.B. mit Astrophysikern oder Exo-Biologen kein Fehler zu wissen, wovon die reden, wenn sie was von dissipativen Strukturen erzählen.
Natürlich das und aus eigenem Interesse! So kann ich dann im weiteren Verlauf meines Lebens auch viele spannende Diskussionen führen, da ich das Wissen dazu habe. Mit der Stringtheorie
und Quantenphysik möchte ich mich bald auch noch intensiver beschäftigen. Aber die Stringtheorie scheint für mich im Lichte der TDS irgendwie die argumentative Grundlage zu verlieren. Und Quantenphysik würde ich nun auch nicht mehr für die
Erklärung von Phänomenen wie Leben oder Bewusstsein heranziehen (das endet irgendwie immer in der Esoterik) sondern eher für die Technologie als wichtig sehen. Und Schleifen-Quantengravitation habe ich nun schon oft gehört, damit habe ich mich aber noch nicht befasst.
Hast du evtl. schon mal die Idee erwogen, dich einer Jugendfliegergruppe anzuschließen?
Da hast du aber genau ins Schwarze getroffen. Ich habe mich vor kurzem in einem Flugsportverein angemeldet. Dort mache ich dann erstmal die Segelfluglizenz (PPL-C). Im Anschluss möchte ich die Privatpilotenlizenz (PPL-A) erwerben.
Mit einem sehr guten Ingenieursabschluss, also mindestens Master
an einer TU, plus Pilotenschein kann sogar mal ein Flug ins All winken.
Das hört sich erstrebenswert an. Nur verunsichert mich „Master an einer TU“ gerade. Ich hatte überlegt an der Universität Stuttgart LRT zu studieren, da dies die einzige Uni mit LRT als eigenständigen Studiengang ist. Solange die Noten stimmen sollte die Universität doch egal sein?Das ist ein hochinteressanter Mann, aber
vermutlich weißt du mehr über ihn als ich.
Damit könntest du dir erstmal einen groben Überblick verschaffen:
https://www.youtube.com/watch?v=s7N-9E_e-wk
Ich finde auch diverse philosophische Überlegungen interessant,
dem Universum an sich ein Bewusstsein zuzuschreiben, das sich dann z.B. in der Menschheit manifestiert.
Klingt interessant aber so vom ersten Gefühl her glaube ich eher nicht daran.
Vielleicht interessiert dich dieser Artikel:
So viele namhafte Wissenschaftler versammelt. Es ist dann auch immer wieder erstaunlich zu sehen, wie sich diese
Leute dann wiederrum alle untereinander kannten.
Nur nebenbei: mit Carl Friedrich von Weizsäcker durfte ich
anlässlich eines Vortrages auch schon diskutieren, was mich nachhaltig beeindruckt hat.
Da du mich ja bereits beeindruckst und Carl Friedrich von Weizsäcker dich nachhaltig beeindruckt hat, würde mich interessieren, was genau dich so beeindruckt hat.
Noch ein Tipp, wenn du dich mal umschauen willst, was sich in der
Forschung so tut
Oh ja, damit werde ich eine Weile beschäftigt sein.
Liebe Grüße Max.
Ich habe mich vor kurzem in einem Flugsportverein angemeldet.
Na sowas. ;-)
Nur verunsichert mich „Master an einer TU“ gerade.
Der Schwerpunkt liegt auf dem U und nicht auf dem T.
Stuttgart hat wohl einen guten Ruf was das Niveau des Studiums betrifft, soll allerdings von der Organisation manchmal etwas chaotisch sein. Die Verbindungen zur Industrie und Forschung sind wohl eher gut. Dort soll es, so hört man, auch eine harte Auslese geben, die wie üblich hauptsächlich die Fächer Mathe und Thermodynamik betrifft. Aber das sollte dich nicht schocken. Kann sowieso nicht verstehen, warum alle das Fach Thermodynamik so schrecklich finden, ich finde es klasse. ;-)
Solange die Noten stimmen sollte die Universität doch egal sein?
Das kann man durchaus so sehen. Aber Hauptsache Uni mit Ruf.
Danke für den Link. Habe mir den hier auch noch angeguckt und kann diese Regeln nur unterschreiben.
https://www.youtube.com/watch?v=zX7I_Rw8Q0I
So viele namhafte Wissenschaftler versammelt. Es ist dann auch immer wieder erstaunlich zu sehen, wie sich diese Leute dann wiederum alle untereinander kannten.
Der akademische Betrieb ist irgendwie wie ein Dorf, wo jeder jeden kennt, zumindest innerhalb seines Fachbereiches. In seinem Studium lernt man auch jede Menge Kommilitonen kennen, die dann auch irgendwie Karriere machen und so bildet sich durchaus ein Netzwerk von persönlichen Beziehungen, das man mehr oder weniger pflegen kann. Teils reicht es schon, beim gleichen Professor studiert zu haben und Anekdoten auszutauschen, dass sich sowas wie ein persönliches Verhältnis bildet.
.... Carl Friedrich von Weizsäcker dich nachhaltig beeindruckt hat, würde mich interessieren, was genau dich so beeindruckt hat.
Das ist schwer in Worte zu fassen, weil es hauptsächlich die Ausstrahlung betrifft. Beeindrucken fand ich die Gelassenheit des Wissenden und gleichzeitig die Art so zu argumentieren, das das Gesagte spontan einleuchtet. Beeindrucken fand ich an einer Stelle auch mal das ganz gelassene Bekenntnis, dass er das auch nicht wüsste, wo sich andere winden und drehen, um Nichtwissen zu verschleiern.
Als Tool ist es aber genial.
Betreffs Tools, um zu erkennen, wie die zwischenmenschliche Welt funktioniert, könnte ich noch einen Buchtipp abgeben.
Robert Green "Power. Die 48 Regeln der Macht". Für mich war das eines der erkenntnisreichsten Bücher, die ich jemals gelesen habe. Obendrein liest es sich auch leicht und amüsant.
Stuttgart hat wohl einen guten Ruf was das Niveau des Studiums betrifft, soll allerdings von der Organisation manchmal etwas chaotisch sein. Die Verbindungen zur Industrie und Forschung sind wohl eher gut.
Danke für die Info.
Dort soll es, so hört man, auch eine harte Auslese geben, die wie üblich hauptsächlich die Fächer Mathe und Thermodynamik betrifft.
Das schockt mich nicht, das begeistert mich, dass das Studium anspruchsvoll wird.
Aber das sollte dich nicht schocken. Kann sowieso nicht verstehen, warum alle das Fach Thermodynamik so schrecklich finden, ich finde es klasse. ;-)
Ich muss zugeben die Thermodynamik, solange sie mir nur als Wärmelehre bekannt war auch nicht gemocht zu haben. Jetzt finde ich sie aber super.
kann diese Regeln nur unterschreiben.
Ich auch.
Der akademische Betrieb ist irgendwie wie ein Dorf, wo jeder jeden kennt, zumindest innerhalb seines Fachbereiches. In seinem Studium lernt man auch jede Menge Kommilitonen kennen, die dann auch irgendwie Karriere machen und so bildet sich durchaus ein Netzwerk von persönlichen Beziehungen, das man mehr oder weniger pflegen kann. Teils reicht es schon, beim gleichen Professor studiert zu haben und Anekdoten auszutauschen, dass sich sowas wie ein persönliches Verhältnis bildet. Ich kann es kaum erwarten :)
Das ist schwer in Worte zu fassen, weil es hauptsächlich die Ausstrahlung betrifft.
Habe trotzdem einen groben Eindruck durch deine Beschreibungen vermittelt bekommen. Hier, über das Internet ist das wesentlich einfacher: Ich bewundere dein beachtliches Wissen, in so vielen verschiedenen Themengebieten (und wie du so viel über die Bibel wissen kannst ist mir immer noch ein Rätsel). Du wirkst sehr intelligent, humorvoll aber auch erfahren, weise auf mich. Wie ein Professor, irgendwie.
Robert Green "Power. Die 48 Regeln der Macht". Für mich war das eines der erkenntnisreichsten Bücher, die ich jemals gelesen habe. Obendrein liest es sich auch leicht und amüsant.
Als Jugendlicher weiß man, woher man bekommt, was man sucht. Habe das Buch nun als E-Book auf dem Handy und werde es lesen.
Ich schicke dir mal eine Freundschaftsanfrage (Ich weiß nicht ob und was das bringt). Echt seltsames Gefühl, dass hier auch andere mitlesen können.
Liebe Grüße, Max.
Ich bewundere dein beachtliches Wissen, in so vielen verschiedenen Themengebieten (und wie du so viel über die Bibel wissen kannst ist mir immer noch ein Rätsel).
Och, das kommt von ganz alleine. Bedenke doch einfach mal, mit vielen Themen du sich schon in jungen Jahren "so nebenher", beschäftigt hast. Habe mich ebenfalls mein ganzes Leben nebenher mit etwas beschäftigt und wenn man dann mal die 60 überschritten hat, kommt doch ganz schön was zusammen.
Nach dem Abitur hatte ich mir den Spass erlaubt, die Bibel einmal komplett durchzulesen, um danach aus der Kirche auszutreten. Das ist seither eine Dauerthema geworden. Und vor etwa 10 Jahren habe ich mich dann dazu entschlossen, selber darauf rumzuforschen und bin gerade dabei, eine wissenschaftliche Arbeit zu verfassen, wozu ich natürlich auch ertsmal alles lesen musste, was es zu diesem Thema bereits an Literatur gibt. Man will das Rad ja nicht ein zweites Mal erfinden.
Nur zu zwei Fragen aus deinem Text:
(1.) Wieso kann mit der klassischen Physik weder Selbstorganisation, Leben oder Bewusstsein erklärt werden?
Woher willst du wissen, dass dies nicht möglich sei ?
Die Tatsache, dass etwas bis heute nicht geschehen ist, beweist natürlich nicht, dass es auch in künftiger Zeit nicht möglich sein kann. Gewisse Prozesse der "Selbstorganisation" können sehr wohl rein mathematisch erklärt werden. Ich denke da z.B. an die recht komplexen, selbstreplizierenden Strukturen des berühmten "LIFE"-Spiels:
https://de.wikipedia.org/wiki/Conways_Spiel_des_Lebens
(2.) Wieso versagt die klassische Physik fernab des thermodynamischen Gleichgewichts?
Auch dazu: woher nimmst du diese Behauptung ?
Hallo Max,
könntest du uns eventuell (bevor wir Einzelheiten besprechen) ein klein wenig aufklären über das "Gegenüber", das du in einen geheimnisvollen Schleier zu hüllen scheinst ? Und du selber, bist du z.B. Student ? Fach ?
"Mein Gegenüber" ist Physikstudent. Ich selbst bin 15 Jahre alt und noch Schüler. Ich komme nun in die 11.Klasse.
Lieber hamburger02,
Ich danke dir für deine wundervolle Antwort. In der heutigen Welt ertrinken wir nahezu in den unendlichen vielen Informationen, die uns das Internet bereitstellt, während wie auf der Suche nach Wahrheit (Erkenntnis) sind. Selten, habe ich so gut komprimiertes Wissen gesehen, dass ohne starke Vereinfachungen auskommt und dabei so unglaublich verständlich bleibt. Es ist unglaublich schön, den angeborenen Erkenntnisdrang durch so profundes Wissen nähren zu können. Unzählige deiner Antworten hier auf GF habe ich bereits aus Interesse gelesen, so konnte ich allmählich auch ein Verständnis für die Theorie Dissipativer Strukturen entwickeln, aber auch meinen Atheismus stärken, den Zeit- und Entropiebegriff besser verstehen und schließlich eine vorläufig befriedigende Erklärung für die bohrende Frage nach der Entstehung von Bewusstsein finden.
Spannende Zeit, in der wir uns gerade befinden :) In meinen Augen liegt das größte Potenzial der Zukunft in der Fortbewegung, der Energie, dem Internet (jegliche mit dem Internet vernetzte Technologie) und der Raumfahrt. Deshalb möchte ich nach meinem Abitur auch Maschinenbau oder Luft- und Raumfahrttechnik stuideren (und Informatik zeitgleich als Fernstudium).
Dass mit den Universitäten habe ich mir schon fast gedacht. Die Erkenntnis "Ich weiß, das ich nichts weiß" wurde mir durch das Internet schon sehr früh bewusst. Obwohl ich zugeben muss, die TDS im Moment auch für "der Weisheit letzter Schuss" zu halten. In den nächsten Jahrhunderten dürfte diese Theorie dann aber auch wieder überholt, erweitert worden sein.
Zum Spiegelartikel: Verdacht: Hawking ahnt, falsche Schlüsse gezogen zu haben ;)
Nun zu meinen Fragen:
Den großen Abschnitt zur Entropie habe ich verstanden. Ein kleiner (naiver) Gedankengang der mir hier gekommen ist:
Grob: Fernab des thermodynamischen Gleichgewichtes wird Ordnung erzeugt. Innerhalb des thermodynamischen Gleichgewichtes wird Unordnung erzeugt.
Ist das Universum also eher dabei die in ihm vorhandene Energie zu Unordnung oder zu immer höher organisierten Strukturen umzuwandeln? (Spielt sich die Wirklichkeit eher innerhalb oder außerhalb des thermodynamischen Gleichgewichtes ab) Und: Welche Bedeutung hat das auf die weitere Entwicklung des Universums?
Die dann folgenden Abschnitte habe ich soweit verstanden. Dass das Boltzmannsche Gesetz der großen Zahlen fernab des thermodynamischen Gleichgewichtes lokal aufgehoben wird ist mir klar, aber warum? Hat das etwas mit der Teilchenzahl unter der Avogadrozahl zu tun? (Ich denke nicht?)
Ansonsten: Wie kann die TDS die Entwicklung menschlicher Zivilisationen und das Zusammenspiel in ökologischen Systemen erklären? Das habe ich nun schon oft gehört, habe aber keine Vorstellung davon, wie das gehen sollte.
Liebe Grüße, Max.
PS: Dieser eine Link von dir zum "Paradox der Zeit" von Prigogine funktioniert leider nicht mehr. Gibt es noch andere Möglichkeiten an dieses Buch - vielleicht im Internet - zu kommen? :)