Ist es Zufall, dass unser Raum 3 Dimensionen hat und in der Elektrodynamik elektrische Felder, magnetische Felder und Bewegung im Prinzip senkrecht zueinander?
Habe dazu mal ChatGPT befragt, hier die Antwort:
Die Frage, ob die dreidimensionale Natur des Raums und die orthogonalen Beziehungen zwischen elektrischen Feldern, magnetischen Feldern und Bewegungen Zufall sind, berührt tiefere physikalische und mathematische Konzepte.
Dimension des Raums: Die dreidimensionale Struktur unseres Raums ist eine beobachtete Eigenschaft der Welt, wie wir sie kennen. Es gibt physikalische Theorien, die die Dimensionen des Raums zu erklären versuchen, und in der Regel wird angenommen, dass unsere physikalischen Gesetze in der drei-dimensionalen Struktur, in der wir leben, formuliert sind. In der Stringtheorie beispielsweise wird angenommen, dass es zusätzliche, komprimierte Dimensionen gibt, die für uns nicht direkt zugänglich sind.
Elektrodynamik: In der klassischen Elektrodynamik von Maxwell sind die elektrischen und magnetischen Felder Vektoren, die in einem dreidimensionalen Raum definiert sind. Die Beziehung zwischen diesen Feldern und der Bewegung von Ladungen führt zu den bekannten Maxwell-Gleichungen. Es ist bemerkenswert, dass die Lorentz-Transformation, die die relativistische Beziehung zwischen Raum und Zeit beschreibt, auch die Tatsache berücksichtigt, dass die Felder und die Bewegungen zueinander orthogonal sind.
Interdependenz: Die orthogonalen Beziehungen zwischen elektrischen Feldern (E), magnetischen Feldern (B) und der Geschwindigkeit (v) sind aus der Struktur der Maxwell-Gleichungen heraus verständlich. Diese Beziehungen sind nicht willkürlich, sondern resultieren aus den symmetrischen Eigenschaften der Raum-Zeit und der Natur, wie elektrische und magnetische Felder interagieren.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Dimensionen des Raums und die orthogonalen Beziehungen in der Elektrodynamik nicht einfach Zufall sind, sondern tiefere physikalische Gesetze widerspiegeln. Es bleibt jedoch eine offene Frage, warum sich die Natur auf diese Weise manifestiert und ob es grundlegende theoretische Prinzipien gibt, die für die dreidimensionale Realität und die beobachteten Zusammenhänge verantwortlich sind.
Kann man also vielleicht annehmen, dass unsere Vorstellung von Raum und Zeit daher kommt, dass sich unser Leben, unsere Wahrnehmungen letztlich komplett auf Elektrodynamik-Ebene abspielt? Elektromagnetische Wellen aller Art eh, Berührungen aber auch, es berühren sich doch "nur" Elektronenschalen.
Gravitation spüren wir auch nur per Effekte auf genannter Weise, selbst Denken basiert darauf.
Wir nehmen so gesehen nur bestimmte Eigenschaften von Dingen, nie die Dinge selbst.
Wie seht ihr das?
12 Antworten
Ich glaube nicht, dass es ein Zufall ist. Zumal "wir" und somit auch unsere "Vorstellungen" Bestandteil der hiesigen Dimension(en) sind. Im Grunde genommen können wir gar nicht die Rolle eines tatsächlichen Beobachters einnehmen, denn dafür müssten wir uns vollständig von allen Dingen, die Teil der hiesigen Realität sind, entkoppeln können.
Ob diese Ebene nun die Elektrodynamik-Ebene ist oder nicht, wäre aus unserer Sicht somit gar nicht beantwortbar, denn dafür bräuchte man die Rolle eines wahrhaftigen Beobachters, der auch Realitäten auf anderer Ebene realisieren kann.
Beste, aus meiner Sicht einleuchtendste Antwort bisher!
Hallo CatsEyes,
mit "Zufall" meinst Du wohl, dass sich ein bestimmter Sachverhalt nur empirisch vorfinden lässt, ohne dass eine tiefere Erklärung dafür bekannt wäre.
Zum Beispiel ist das 1⁄r² - Gesetz für die Gravitationsfeldstärke eines Körpers und eines elektrisch geladenen Körpers eine direkte Folge der Dreidimensionalität des Raumes.
Auch die Tatsache, dass bei einer elektromagnetischen Welle das elektrische und das magnetische Feld (beides Vektorfelder) senkrecht aufeinander stehen und die Ausbreitungsrichtung senkrecht auf beiden steht, ist so nur im 3D- Raum möglich.
In 2D gibt es gar keine drei Richtungen, die zueinander senkrecht sind, in 4D gibt es eine ganze Ebene senkrecht zu der Ebene, in der das elektrische und das magnetische Feld liegen.
Allerdings ist das magnetische Feld streng genommen gar kein richtiger Vektor, sondern wird am besten durch einen antisymmetrischen Tensor dargestellt, der in 3 Dimensionen zufällig 3 voneinander unabhängige Komponenten hat, genauso wie ein richtiger Vektor. In 2D hätte er nur eine, in 4D 6 Stück.
-- Baustelle --
Das Problem mit dem "Zufall" ist, dass viele gar nicht wissen, was "Zufall" wirklich im Kern bedeutet:
- Ein Ereignis darf nicht von einem anderen Ereignis ausgelöst werden.
- Ein Ereignis darf nicht von einer Person ausgelöst werden.
Ein "Ist das ein Zufall, dass wir uns hier in der Innenstadt treffen" ist kein Zufall. Es ist das Ergebnis von 2 voneinander unabhängigen Entscheidungen.
Will sagen: In Bezug auf die Entstehung der Raumzeit und auch des Urknalls wird das Thema "Zufall" rein von der Wahrscheinlichkeitsrechnung her unwahrscheinlich.
Das sprengt mit allen Variablen einfach die 1:10^150, die in der Mathematik als die universelle Wahrscheinlichkeitsschranke gilt.
Zumal wir gar nicht wissen, ob unser Raum wirklich nur 3 Dimensionen hat.
Möglicherweise bekommen wir eine 4. oder 5. räumliche Dimension einfach nur nicht mit bzw. gemessen. Berechnen lassen sie sich jedenfalls.
Hier ist eine andere Art von "Zufall" gemeint, nämlich, dass für einen empirisch festgestellten Sachverhalt (z.B. die Massen von Teilchen) keine tiefere Erklärung bekannt ist.
Das kann sich auch ändern, wenn eine Erklärung auftaucht.
Zum Beispiel war es wahrscheinlich ursprünglich nach menschlichem Ermessen "Zufall" dass für eine chemische Reaktion Ausgangsstoffe immer in einem bestimmten Verhältnis reagieren.
Mit der (Wieder)entdeckung der Atome hat sich das geändert.
Ein Wüfel hat 6 Seiten und wenn man die Augenzahl "zwei" würfelt, dann weiß man zumindest, was die anderen Möglichkeiten sind.
In deinem Fall von "Zufall" zu reden, ist möglicherweise eine Themenverfehlung, denn was sind die anderen Möglichkeiten? Wir kennen andere Welten nicht und können dort auch keine Experimente anstellen. Deine Frage ist daher eher metaphysischer Natur.
Ich glaube nicht, dass das ein Zufall ist - die von Dir gestellte Frage ist möglicher Teil des anthropischen Prinzips: das Universum ist nur deswegen so, wie wir es beobachten, weil es uns überhaupt die Möglichkeit gibt, es zu beobachten. So sind bspw. Planetenbahnen um ein Zentralgestirn nur in drei Raumdimensionen stabil - würden wir in einer anders-dimensionalen Welt leben, könnten wir gar nicht existieren…
Juhu! Es gibt sie doch noch die sachlichen Antworten! ;-)
Es macht mir immer Spass, gute Fragen nach bestem Wissen zu beantworten; viele Leute verstehen die Tiefe mancher Fragen erst gar nicht…
Hast die Frage schlicht nicht verstanden. Nicht weiter schlimm... 😎