Physik-Grundlagen zum Verstehen theoretischer Physik als Laie?

10 Antworten

Wenn du nicht mal einfachste Formeln , wie du selbst sagst , beherrscht, sondern sie dich , dann lass gleich die Finger von der Mathematik.

Man kann die Relativitätstheorie , finde ich , auch nachvollziehen , ohne die Formel zu sehen ,die beschreibt, warum die Uhren im Weltall schneller ( oder doch langsamer ? ) gehen als auf der Erde.

Was nützt es dir dieses ( noch recht einfache ) Förmelchen (Zeitdilatation)

Bild zum Beitrag

zu verstehen, wenn du bereit bist zu glauben ( :)) ) ,das dem so ist ?

Du brauchst verschiedene Quellen zum Kreuz und Quer lesen , da empfehle ich die Bibliothek erstmal

Oder lies mal Einstein im Original :

http://users.physik.fu-berlin.de/~kleinert/files/1905_17_891-921.pdf

oder gönn dir das mal ( nimm den titel nicht als affront )

https://www.wiley-vch.de/de?option=com_eshop&view=product&dummiesview=1&isbn=9783527713264

Wahrscheinlich hast du dir zu viel vorgenommen in deinem Jugendlichen Eifer.

Und tröste dich : Gott versteht die Physik der Erde auch nicht :))

 - (Schule, Mathematik, Ausbildung und Studium)

Es ist nicht ganz einfach, aber durchaus möglich. Der mathematische Apparat macht einen Großteil der Schwierigkeit beim Verständnis aus. Dieser muss aber nicht unbedingt komplett verstanden werden. Man kann sich auch auf die phänomenologischen und philosophischen Aspekte begrenzen.

Im Grunde kann man die gesamte Physik qualitativ mit Symmetrien, Geometrien und einfachen Prinzipien verstehen (mehr ist die Natur nicht).

Es gibt auch anspruchsvolle populärwissenschaftliche Bücher:

  • Brian Greene: Das elegante Universum
  • Roger Penrose: Road to Realtiy
  • Albert Einstein: Über die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie

Auch Kritik der reinen Vernunft von Immanuel Kant bringt einem die Vorstellung von Raum und Zeit näher (wer auf unendlich verschachtelte Sätze steht kommt an diesem Buch nicht vorbei :)).

Alternativ könnte man auch zu Büchern der Philosophie der Physik greifen, welche das Thema verstärkt aus philosophischer Perspektive betrachten:

  • Friebe, Kuhlmann...: Philosophie der Quantenphysik
  • Callender, Hugget: Physics meets philosophy at the Planck scale
  • Scardigli, Hooft...: Determinism and Free Will
  • Healey: The Quantum Revolution in Philosophy

Um auch die Mathematik usw. hinter der Physik zu verstehen müsstest du die komplette theoretische Physik, Relativitätstheorie, Quantenfeldtheorie usw. durcharbeiten. Das wäre aber viel zu aufwendig.

Ich kann dir den Youtube-Kanal PBS Space Time empfehlen. Hier werden moderne Theorien, insbesondere Kosmologie und Astrophysik betreffend, ohne große Vereinfachungen behandelt (lediglich der mathematische Teil wird weitgehend weggelassen).

https://www.youtube.com/channel/UC7_gcs09iThXybpVgjHZ_7g/videos

Da die Videos größtenteils aufeinander aufbauen empfehle ich dir von vorne anzufangen. Es sind mittlerweile über 200 Videos mit Längen zwischen 10 und 20 Minuten. Wenn du jeden Tag nur zwei Videos guckst solltest in ein paar Monaten damit durch sein und zumindest qualitativ die Gedanken hinter Quantentheorie, Feldtheorie und Stringtheorie verstehen.


VortexDani  08.12.2019, 01:30
Ich kann dir den Youtube-Kanal PBS Space Time empfehlen.

Das erste Mal, dass ich den auf der Plattform hier erwähnt sehe :) Ich habe zwar schon einige Videos von Matt O'Dowd gesehen, aber bei Weitem noch nicht alle ^^ Interessante Lektüre-Vorschläge, da ich seit langer Zeit kein Buch mehr gelesen hab' wäre das denke ich eine Gelegenheit, danke.

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mrmeeseeks8  03.12.2019, 10:34

An Mathematikbüchern könnte ich

Lang, Pucker: Mathematische Methoden in der Physik

Otto: Rechenmethoden für Studierende der Physik im ersten Jahr

empfehlen.

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Das ist möglich, aber sehr schwer, wenn du neueste Entwicklungen verfolgen möchtest. Auch ein Physikstudium wirft am Ende mehr Fragen auf als es Antworten geben kann - du wärst sicher enttäuscht. Mir fällt immer Faust ein: "Da steh ich nun ich armer Tor und bin so klug als wie zuvor!" Nichts trifft es besser als das...

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Studium technische Physik, promoviert in Festkörperphysik

Erstmal vorweg um weniger arrogant zu klingen, ich studiere schon seit einigen Jahren Physik und bin davon überzeugt, dass ich erst einen sehr kleinen Teil verstanden habe.

Um deine Frage zu beantworten:

Ich denke ohne sehr gute Mathe Kenntnisse und schon physikalische Grundkenntnisse ist es nicht möglich in solche Themen, auf einer tieferen als auf der populärwissenschaftlichen Ebene, einzusteigen. Es ist vielleicht möglich die philosophischen Ideen anderer Menschen dazu zu verstehen, wenn sie diese erklären, aber man wird nie eigne auf der Theorie an sich basierende Ideen formulieren können, da man nicht die Theorie selbst versteht, sondern nur eine der vielen möglichen philosophischen Implikationen.

Ich finde deinen Gedankengang an sich aber richtig(die tatsächlichen Grundlagen verstehen zu wollen) und es ist auch außerhalb der Universität sicherlich zu erlernen aber an der Mathematik kommt man nicht vorbei.

Das ärgerlich ist das oftmals in der Populärwissenschaft vermischt wird was wir wissen und was wir vermuten. So ist die ART eine wissenschaftliche Theorie(und damit wissenschaftlich bestätigt), die String Theorie(davon gibt es übrigens auch mehrere) aber nur eine Hypothese(und damit nicht viel mehr als eine Vermutung/Idee und nicht sonderlich mehr fundiert als die Religion). Deswegen wäre es genau so wertvoll philosophische Schlüsse aus der 2. zu ziehen wie sich spontan irgendetwas auszudenken was sich gut anhört. Was keinesfalls heißt das Schlüsse aus der 1. Richtig sind.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Physik Studium

Zunächst mal muss man zwei Dinge gründlich unterscheiden: das Verstehen einer Theorie, also was sie aussagt und welche Konsequenzen das hat sowie die Herleitung dieser Theorie. Das unterscheidet z.B. auch die gymnasiale Mathematik sowie die universitäre Mathematik. Im Gymnasium lernt man die verschiedenene mathemaitischen Methode, wie Ableiten, Integrieren, Matrizenrechnung, Vektorrechnung etc. pp sowie die Anwendung derselben. Im Mathestudium dagegen lernt man, diese jeweiligen Methoden herzuleiten und zu beweisen. Dieses ist jedoch für das Verständnis und die Anwendung der Mathemat5ik überhaupt nicht erforderlich.

So wäre es auch bei der Physik. Für deinen Zweck sollte es genügen, den Stand der Physik kennenzulernen, also welche anerkannten Theorien es gibt, was sie aussagen und welche Folgen sie haben. Erst die mathematische Herleitung und der Beweis bzw. wie man mit diesen Theorien auf mathematischer Basis ontologisch arbeiten kann, sprich zu spekulieren, was alles theoretisch möglich wäre, erfordert die ganze physikalische Mathematik und die kriegt man nur in einem Physikstudium mit. Die kann man nicht nebeher lernen und die würde dir auch keinen großen Erkenntnisgewinn bringen.

Für deinen Zweck, also die ganzen physikalischen Hintergründe von Relastivitätstheorie über Quantenmechanik bis zurück zum Urknall weit über eine populärwissenschaftliche oberflächliche Dartsellung hinaus, gibt es genau ein "Grundlagenwerk" das ich dir dringend ans Herz legen kann und das weitgehend ohne Formeln, dafür aber mit umso mehr inhaltlichen Erläuterungen daherkommt und das sämtlichen anderen hier empfohlenen Büchern (von denen ich viele kenne), was den Erkenntnisgewinn mit deinem Ziel betrifft, weit in den Schatten stellt:

Daniela Leitner "Als das Licht laufen lernte".

https://www.danielaleitner.de/als-das-licht-laufen-lernte/

https://www.elementareslesen.de/daniela-leitner-als-das-licht-laufen-lernte/

https://www.spektrum.de/rezension/buchkritik-zu-als-das-licht-laufen-lernte/1310503

Diese deterministische Physik des ganz Großen (Makrokosmos, Universum, Relativitätstheorie) unnd des ganz Kleinen (Mikroskosmos, Teilchenphysik, Quantenmechanik) bezeichnet Harald Lesch als die "interessante Physik". Diese Physik des letzten Jahrhunderts hat aber einen gewaltigen Mangel. Sie kann so gut wie keine Fragen beantworten, die im Mesokosmos, also der mitteleren Ebene, die Welt in der wir als Individuen leben und deren Werden und Vergehen wir täglich vor Augen haben, beantworten. Solche Fragen wären z.B. wie entstand Leben, was sind die physikalischen Grundlagen aller evolutionären Entwicklungen (biologische, zivilisatorische, theologische, wirtschaftliche etc.). Welche physikalischen Grundlagen haben Geist und Bewusstsein, wie konnten die entstehen? Wie konnte die Welt um uns herum so vielfältig und komplex werden? Was bedeutet freier Wille? Dies führte letztlich auch zu dem Schisma zwischen Geistes- und Naturwissenschaften, denn genau mit diesem Mesokosmos beschäftigen sich die Geisteswissenschaften und auch die Theologie. Daher spielt diese deterministische Physik des Mikro- und Maktrokosmos in der zeitgenössischen akademischen Theologie auch nur noch eine Nebenrolle.

Die neue nichtlineare Physik, die Ilya Prigogine mit seiner Theorie Dissipativer Strukturen geschaffen hat und wofür er 1977 den Nobelpreis erhielt, beschäftigt sich aber intensiv genau mit diesem Mesokosmos. Diese neue Physik durchdringt zur Zeit sämtlichen Lebens- und Geisteswissenschaften und Harald Lesch (nebenbei bekennender Christ) bezeichnet sie als die "relevante Physik". Hierzu eine hochintreressanter Vortrag von ihm zu den Themen Instabilität, Emergenz, Evolution, Urknall, Gehirn mit den Titeln "Urknall, Weltall und das Leben" Teil 1 und 2:
https://www.youtube.com/watch?v=T0-8tzdHEo0

Die Grundlagen dieser neuen Physik hat Prigogine selber zusammen mit der Philosophin Isabell Stengers in einem wissenschaftlich-philosophischen Werk zusammengefasst "Dialog mit der Natur". Soweit ich weiß, gibt es dieses Buch allerdings nur noch in Bibliotheken und Antiquariaten. Diese neue "Physik des Lebens" ist in der aktuellen akademischen Theologie hochaktuell, berührt sie doch genau die Fragen, mit denen sich auch die Theologie in ihrem Kern beschäftigt, also Werden und Vergehen, Selbstorganisation, Emergenz, Ordnung und Chaos, komplexe Systeme, Evolution, Schöpfung etc. pp..

Nur ein beliebiges Beispiel von vielen:

https://www.theologie.uni-wuerzburg.de/fileadmin/01030300/_temp_/Folien_gesamt_Stand_November_2010_-_2stuendig.doc

Da kannst du mal nach "dissipativ" oder "Prigogine" suchen.