Der Quantenmechanik wird ja oft vorgeworfen, dass sie, anders als die klassische Physik, sehr unanschaulich sei. Tatsächlich aber sind auch manche Größen in der klassischen Physik gar nicht so leicht anschaulich zu verstehen. Darüber will ich in diesem und ein paar weiteren Posts nachdenken.

Als erstes möchte ich den Begriff “Energie” näher ansehen. Mit dem hantieren wir so oft und selbstverständlich, dass er doch sicherlich eine klare anschauliche Bedeutung hat.

Oder?

In der Mechanik ist die Energie zunächst definiert als “die Fähigkeit, mechanische Arbeit zu verrichten”. Für eine physikalische Größe ist das bereits eine seltsame Definition, weil sie nichts darüber aussagt, was ist, sondern darüber, was vielleicht sein könnte. “Energie” ist keine Substanz, nichts, das man direkt anfassen könnte, sondern wird über eine Möglichkeit definiert.

Nehme ich beispielsweise einen Stein vom Boden und lege ihn auf den Tisch, so hat er jetzt eine höhere Energie, weil er sich im Schwerefeld der Erde befindet. Ich könnte ihn vom Tisch herunterfallen lassen, und dabei könnte der Stein eine Feder verbiegen oder über eine Wippe einen Ball in die Luft schleudern. In beiden Fällen würde er mechanische Arbeit leisten, weil er ein Objekt gegen eine Kraft bewegt.

Wo aber “steckt” diese Energie, wenn der Stein auf dem Tisch liegt? Woher “weiß” der Stein, wieviel Arbeit er leisten kann? Natürlich gibt es eine Rechenvorschrift für diese Energie, nämlich E=m g h. Dabei ist m die Masse des Steins, g die Erdbeschleunigung und h die Höhe. Allein das ist schon merkwürdig – welche Höhe ist denn gemeint? Die über dem Fussboden? Über dem Meeresspiegel? Berechnet man die tatsächlich beim Herunterfallen geleistete Arbeit, so ist das Problem natürlich nicht vorhanden, denn dann muss man die Energiedifferenz betrachten, also mg(h2-h1), und diese Größe ist eindeutig definiert. Die klassische Physik ist damit natürlich vollkommen konsistent und gibt korrekte Antworten auf die Frage nach der geleisteten Arbeit, aber wie groß die Energie tatsächlich (absolut) ist, die irgendwie “im Stein steckt”, ist innerhalb der klassischen (Newtonschen) Physik nicht so klar und man kann diese Energie, die auch (der Name kann einen schon stutzig machen) “potentielle” Energie heißt, auch nicht direkt messen.

Die Sache wird noch problematischer, wenn ich den Stein fallen lasse, ohne dass er dabei ein anderes Objekt bewegt. Er prallt auf den Boden auf – und dann? Wohin ist seine “Fähigkeit, Arbeit zu leisten” verschwunden? Beim Aufprall hat der Stein die Moleküle im Boden beschleunigt und an ihnen Arbeit geleistet. Da es aber sehr viele Moleküle im Boden gibt und diese ziemlich ungeordnet schwingen, verteilt sich diese Arbeit unregelmäßig auf sehr viele Moleküle, die sich nun etwas schneller bewegen. Ungeordnete Molekülbewegung ist aber nichts als Wärme, also hat der Stein die Temperatur des Bodens erhöht.

Klingt harmlos für unseren Energiebegriff – die Moleküle sind jetzt schneller geworden, also ist die Energie in ihnen als kinetische Energie gespeichert, oder? Das ist schon richtig, die Sache hat nur einen Haken: Nach dem 2. Hautpsatz der Thermodynamik können wir diese zusätzliche Wärmeenergie nicht mehr vollständig in andere Energieformen zurückverwandeln, wir können sie also nicht verwenden, um über irgendeinen Mechanismus den Stein wieder auf den Tisch zu heben.

Verwenden wir die klassische Definition “Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu leisten”, ist uns jetzt also Energie verloren gegangen. Wir können (und das ist in der Physik gängige Praxis) den Energiebegriff so verändern, dass er auch Wärmeenergie umfasst, dadurch wird er aber noch unanschaulicher.

Schließlich gibt es auch noch andere Energieformen, wie elektrische oder chemische Energie. Der Energiebegriff umfasst all diese Energieformen, allerding ist er nicht mehr wirklich anschaulich.

Wir können eine Vorschrift angeben, wie man den Energiegehalt eines Systems berechnen kann: Man addiert alle Energieformen, wobei für jede Energieform eine separate Regel gilt, wie man diese spezielle Energie bestimmt. Letztlich handelt es sich bei der Energie also um eine Rechengröße, die wir für jedes System bestimmen können. Eine unmittelbar anschauliche Interpretation, die in allen Fällen funktioniert, hat sie allerdings nicht.

Tatsächlich können die theoretischen Physiker uns eine Definition der Energie geben, die auf alle Energieformen zutrifft. Allerdings hilft diese Definition der Anschauung nicht besonders weiter, denn sie lautet:

Die Energie ist diejenige Erhaltungsgröße, die aus der zeitlichen Invarianz der Naturgesetze folgt.

Dank des sogenannten Noether-Theorems ist das tatsächlich eine brauchbare Definition der Energie, aber zumindest ich finde das nicht “anschaulich” (Natürlich ist das Noether-Theorem ein spannendes Stück Physik, das ist keine Frage.): Weil die Naturgestze gestern so waren wie heute, gibt es eine Rechengröße, die erhalten bleiben muss…?

Und tatsächlich schreibt Richard Feynman in den Feynman Lectures On Physics:

It is important to realize that in physics today, we have no knowledge what energy is. [Es ist wichtig, sich klarzumachen, das wir in der heutigen Physik nicht wissen, was Energie ist.]

Warum kommt uns der Energiebegriff dann trotzdem oft so anschaulich vor? Hierfür ist, denke ich, die Energieerhaltung verantwortlich: Die Energie in einem abgeschlossenen System ist konstant, sie kann aber ihre Form ändern (beispielsweise von mechanischer in Wärmeenergie). Wir können uns deshalb vorstellen, dass Energie von einem Teil des Systems in den anderen Teil “fließt” oder “sich umwandelt”, so als wäre die Energie eine Substanz. Diese Umwandlung erfolgt sogar “lokal”, d.h. wenn ich zu einer Zeit Energie an einem Ort messe und diese Energie dann später an einem anderen Ort wiederfinde, dann hat sie in der Zwischenzeit in irgendeiner Form den dazwischenliegenden Raum durchquert.

Da man sich in der Physik meist vor allem für Umwandlungen der Energie interessiert, ist diese Anschauung eines Energieflusses oft nützlich, und wenn Physiker über Prozesse reden, dann heißt es ständig “woher soll denn die Energie kommen” oder “wo bleibt denn die Energie?”, so, als wäre die Energie eine Art Stoff. Eine echte Anschauung für das, was da fließt oder sich umwandelt, gibt es aber, soweit ich sehen kann, nicht.

Kommentare (94)

  1. #1 Matthis
    14. August 2010

    Trägt natürlich auch dazu bei, dass neugierige Schüler irritiert von der Physik Abstand nehmen. Denn Anschaulichkeit ist für Einsteiger sehr wichtig. Solche Artikel sollten sich die Physiklehrer zu Herzen nehmen und den Inhalt im Unterricht wiedergeben. Ansonsten hat man als Schüler die Vermutung, dass man etwas Grundlegendes verpasst hat, wahrlich aber nur an der Unanschaulichkeit eines Themas verzweifelt.

  2. #2 kommentarabo
    14. August 2010

  3. #3 arne
    14. August 2010

    danke für den interessanten artikel.
    als vorschläge für “unanschauliche” größen in der klassischen mechanik fällt mir gerade spontan noch die “kraft” ein und vor allem so etwas wie der “Ruge-Lenz-Vektor”.
    und wenn man ein bisschen genauer drüber nachdenkt und versucht jemandem zu erklären, was ein “Impuls” oder ein “Drehimpuls” ist dann wird es schwierig. Mal ganz zu schweigen von “Drehmomenten” usw.
    da lobe ich mir doch die quantenmechanik wo solche interpretationen und deutungsversuche sowieso nicht gelingen mögen

  4. #4 Niels
    14. August 2010

    Um mal richtig unanschaulich zu werden:
    In der allgemeinen Relativitätstheorie gibt es die (globale) Energieerhaltung nicht mehr, nicht?
    Das liegt daran, dass in gekrümmten Räumen Energie über den lokalen Rahmen hinaus nicht mehr sinnvoll definiert werden kann. Voraussetzung für eine sinnvolle Definition ist schließlich die Existenz einer ausgezeichneten Zeitkoordinate, mit der die Entwicklung eines physikalischen Systems charakterisiert werden kann. Die Gleichungen der ART müssen aber invariant unter allgemeinen Koordinatentransformationen sein.
    Globale Energieerhaltung gibt es deswegen nur in Spezialfällen wie bei der Minkowskimetrik. Für die FLRW-Metrik als Näherung für das kosmologische Standard-Urknall-Modell gibt es keine globale Energieerhaltung, da der der zeitartige Killing-Vektor nicht verschwindet.

  5. #5 Wb
    14. August 2010

    Die “klassische” Physik ist nicht anschaulich (intuitiv), sonst wäre man auch eher auf bestimmte Zusammenhänge gekommen. Man darf auch die Gravitation nehmen überhaupt ist es “ein wenig” gewöhnungsbedürftig auf einer durch ein Fast-Nichts fliegenden rotierenden Kugel zu leben.

    MFG
    Wb

  6. #6 segeln141
    14. August 2010

    ich habe als nichtphysiker zwar noch nicht alles vom blog verstanden,finde den

    beitrag aber sehr interessant.

    danke martinB!

  7. #7 noch'n Flo
    14. August 2010

    @ Wb: “überhaupt ist es “ein wenig” gewöhnungsbedürftig auf einer durch ein Fast-Nichts fliegenden rotierenden Kugel zu leben.”

    Nicht zu vergessen, dass diese Kugel auch fast aus Nichts besteht.

    Aber das mit der Energieerhaltung habe ich gestern erst wieder im Haushalt erleben dürfen: wir sind vor kurzem umgezogen, und ich wollte gestern Abend noch schnell eine neue Lampe montieren. Sicherheitshalber habe ich natürlich vorher mit dem Phasenprüfer geschaut, ob die Leitungen noch Strom führen – Ergebnis: positiv. Da ich nicht wusste, welcher Schalter mit den Drähten in der Decke verbunden ist, habe ich alle umliegenden (insgesamt 11(!)) Schalter nacheinander ausprobiert. Ergebnis: keiner unterbrach den Stromfluss, eine dort installierte Lampe hätte also niemals abgeschaltet werden können (gut, im Keller gibt es ja noch die Sicherungen, aber das wäre mir zu aufwendig, jedesmal da runterzurennen). Ergo: egal, was ich tat, die elektrische Energie in der Leitung blieb stets erhalten. (Die Verdrahtung der gesamten Hauselektrik ist sowieso eine Geschichte für sich (und wäre mE sogar einer VT würdig) – der Elektriker beim Hausbau muss wohl permanent völlig besoffen gewesen sein (was bin ich froh, dass wir dort nur zur Miete wohnen)).
    😉

  8. #8 rmw
    14. August 2010

    “Wo aber “steckt” diese Energie, wenn der Stein auf dem Tisch liegt? Woher “weiß” der Stein, wieviel Arbeit er leisten kann? ”

    Könnte man eigentlich auch anders fragen: Wie groß ist die Energie des Balls den ich mit meiner Hand werfe? Im Prinzip hat der Ball überhaupt keine Energie solange ich ihn nicht werfe, erst wenn ich ihn beschleuinige hat er Bewegungsenergie.
    Analog könnte man wohl sagen dass die potentielle Energie des Steins in der Gravitation liegt und nicht im Stein, auch wenn wir nicht tatsächlich wissen in welcher Weise Gravitation wirkt. Wenn der Stein zu Boden fällt hat er bis dahin eine bestimmte kinetische Energie angesammelt die er beim Aufprall eben an den Boden abgibt. Die maximale Energie hätte der Stein theoretisch wenn bis zum Erdmittelpunkt fallen könnte.

    “Nach dem 2. Hautpsatz der Thermodynamik können wir diese zusätzliche Wärmeenergie nicht mehr vollständig in andere Energieformen zurückverwandeln, wir können sie also nicht verwenden, um über irgendeinen Mechanismus den Stein wieder auf den Tisch zu heben.”

    Ja wir können diese Energie nicht vollständig zurück gewinnen. Nur wenn wir ein solches System so weit als möglich wärmedicht abschließen, so ist es nicht unmöglich die erzeugte Wärme wieder zum Heben des Steines zu verwenden. Natürlich nur soweit wir dieses System wärmedicht abschließen können, soweit aber doch. Natürlich wäre dazu erheblicher technischer Aufwand notwendig, aber rein theoretisch könnten wir das wohl sehr weit an eine vollständige Rückgewinnung annähern. (Rein technisch könnte man etwa Wärme auf ein Gas übertragen, das bewirkt Druck und damit könnte man den Stein heben.)

    “Verwenden wir die klassische Definition “Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu leisten”, ist uns jetzt also Energie verloren gegangen.”

    Die Bewegungsenergie des Steines ist auf Moleküle übertragen worden, verloren gegangen ist sie nicht, auch wenn wir sie nur mit großen Aufwand und auch nicht zur Gänze zum Heben des Steines zurück gewinnen können.

    In Zusammenhang mit Wärmeenergie von “Umwandlung” zu sprechen ist ja auch nicht ganz zutreffend, im Prinzip ist es ja Bewegungsübertragung. Dass wir die Summe dieser Bewegung als Wärme bezeichnen ändert nichts daran dass es sich letztendlich um Bewegung sehr kleiner Teilchen handelt.

    Also ich finde diesen Themenbereich Energie durchaus nicht so unanschaulich.

  9. #9 MartinB
    14. August 2010

    “Analog könnte man wohl sagen dass die potentielle Energie des Steins in der Gravitation liegt und nicht im Stein, auch wenn wir nicht tatsächlich wissen in welcher Weise Gravitation wirkt.”
    Ja. Die Enrgie steckt in etwas, das wir (in der klassischen Physik) nicht verstehen. Klar kann man das so sagen – nur anschaulich finde ich es nicht.

    “Die maximale Energie hätte der Stein theoretisch wenn bis zum Erdmittelpunkt fallen könnte.”
    Ist das nicht doch merkwürdig? Dass der Energiegehalt jetzt irgendwie davon abhängt, “was sein könnte”?

    “Rein technisch könnte man etwa Wärme auf ein Gas übertragen, das bewirkt Druck und damit könnte man den Stein heben”
    Aber nicht auf die ursprüngliche Höhe, oder? Das ginge nur, wenn wir die gesamte kinetische Energie aus den Molekülen wieder rausholen könnten a la Maxwellscher Dämon, was aber nicht geht. (Na klar kann man sich ein anderes Szenario denken, in dem die Energie zurückgewonnen werden kann, aber der Energiebegriff soll ja immer gelten, nicht bloß manchmal.)

    “Die Bewegungsenergie des Steines ist auf Moleküle übertragen worden, verloren gegangen ist sie nicht”
    Nach der ursprünglichen Definition “Fähigkeit, mechanische Arbeit zu leisten” ist schon ein Teil der Energie verloren gegangen, deshalb wird die Definition dann ja angepasst.

    “Also ich finde diesen Themenbereich Energie durchaus nicht so unanschaulich.”
    Verstehe ich. Ich hab auch kein Problem damit, mit Energie zu argumentieren und mit Energieflüssen etc. Ich wollte aber hier zeigen, dass – wenn man genau hinsieht, was Energie eigentlich ist – der Begriff schwer anschaulich zu fassen ist.

  10. #10 Andreas
    14. August 2010

    Wenn Energie in der klassischen Physik so ein zusammengeflicktes Konzept ist, wie ist denn dann das vergleichbare befriedigende Konzept aus der modernen Physik? Sind die erwähnten Energien “irgendwie dasselbe”? Also haben sie mehr gemeinsam als die Einheit?

  11. #11 MartinB
    14. August 2010

    @Andreas
    Das Feynman-Zitat oben bezieht sich auf die aktuelle Physik (o.k., die von 1962, aber da hat sich in der Hinsicht nicht allzuviel getan), insofern nein.

    Die verschiedenen Energien haben gemeinsam, dass man sie eben ineinander umwandeln kann (Wärme bildet da eine Ausnahme, weil man nicht vollständig zurückwandeln kann). Außerdem ist die verbindende Klammer die Energieerhaltung.

    In der Allg. Relativität erzeugt Energie natürlich auch ein Schwerefeld, das wäre eine weitere Verbindung (allerdings mit Vorsicht zu genießen, siehe den Kommentar von Niels oben, zumal Energie im Gravitationsfeld selbst kein weiteres Gravitationsfeld erzeugt, wenn ich die ART richtig verstehe).

  12. #12 Niels
    14. August 2010

    @MartinB
    Ich bin mir ziemlich sicher, dass Sie damit falsch liegen. Es gibt eine “Gravitation der Gravitation”.
    Das liegt daran, dass die Gleichungen der ART nichtlinear sind. Das bedeutet sozusagen, dass es “Rückkopplungen” gibt.

    Das kann man meiner Meinung nach recht gut anhand der Gravitationswellen erkennen.
    Solche Wellen transportieren Energie und wirken damit als Gravitationsquellen. Wenn zwei Gravitationswellen aufeinanderstoßen, dann werden sie sich daher nicht einfach ungestört durchdringen, wie es bei elektromagnetischen Wellen der Fall wäre. Stattdessen wechselwirken die Wellen miteinander.

    Oder hab ich mit jetzt selbst verwirrt?

  13. #13 MartinB
    15. August 2010

    @Niels
    Ich bin leider kein Experte für die ART, müsste wohl nochmal meine alten Unterlagen rauskramen. Bei Penrose (Road to reality) steht aber in §19.5:
    “Whatever energy there is in the gravitational field itself is to be excluded from having any representation within T.”
    In §19.8 steht
    “The energy-momentum-tensor in empty space is zero, so the gravitational wave energy has to be measured in some other way that is not locally attributable to any energy ‘density’.”

    Daraus schließe ich (aber vielleicht liege ich da falsch), dass die Energie des Gravitationsfeldes selbst kein Gravitationsfeld erzeugt. Ein raumzeitlich sich änderndes Gravitationsfeld darf sich allerdings selbst beeinflussen und als Welle ausbreiten.

    Falls Du (ist Du o.k.?) mehr davon verstehst, lasse ich mich gern überzeugen, dass ich das falsch verstehe.

  14. #14 Niels
    15. August 2010

    @MartinB
    Du hast schon recht, in den Energie-Impuls-Tensor geht die Gravitation nicht ein.
    Ich bin bei der ART aber sicher kein Experte, nur ein interessierter Laie. Die Vorlesung ist bei mir auch schon eine ganze Weile her.
    So wie von mir geschrieben habe ich den Sachverhalt aber dunkel in Erinnerung. ich bin relativ sicher, dass der Professor das so erwähnt hat.

    Ich hab jetzt mal gegoogelt und die folgende Seite (immerhin ein Webangebot vom Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik) gefunden.
    Dort gibt es eine Seite “die Gravitation der Gravitation”.
    http://www.einstein-online.info/vertiefung/NichtlinearitaetGravitation
    Zitat: “Eine der Eigenschaften, wegen derer die Allgemeine Relativitätstheorie deutlich komplizierter ist als die Newton’sche Gravitationstheorie oder die Elektrodynamik ist die so genannte Nichtlinearität: Gravitation kann, grob gesprochen, ihrerseits Gravitation hervorrufen”.
    Speziell ist dann offenbar das hier wichtig:
    http://www.einstein-online.info/vertiefung/NichtlinearitaetGravitation#section-5
    Zitat: “Die Nicht-Addierbarkeit, die daher rührt, dass Gravitation ihrerseits Gravitation hervorruft, lässt sich auch den Einstein-Gleichungen ansehen, die im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie beschreiben, wie Gravitation und Gravitationsquellen zusammenhängen. […] Die Summe zweier Gravitationsfelder samt zugehöriger Quellen, die jeweils für sich den Einsteinschen Gravitationsgesetzen genügen, ergibt im allgemeinen eine Kombination aus Quellen und Feldern, die diesen Gravitationsgesetzen nicht genügt.”

    So richtig verstehe ich den ganzen Abschnitt “Die Allgemeine Relativitätstheorie: eine Theorie mit nichtlinearen Gesetzen” aber nicht.
    Irgendwie ist die Nichtlinearität schuld, aber warum genau?
    Es wäre ganz schön, wenn das mal ein Experte anständig aufdröseln würde.

    Verstehst du die verlinkte Seite völlig?
    Habe ich mich vielleicht sogar völlig vertan und diese Seite bestätigt deine Ansicht?

  15. #15 MartinB
    15. August 2010

    Habe heute abend nicht superviel Zeit, versuche es ganz kurz:

    Ich verstehe es so (aber ich mag völlig auf dem Holzweg sein):
    Die Einstein-Feldgleichung sagt ja
    R_ab – 1/2 R g_ab =-8pi G T_ab
    T_ab ist der Energie-Impuls-Tensor. In den geht das Gravitationsfeld (bzw. seine Energie) selbst nicht ein, so dass ich im Vakuum nur noch
    R_ab -1/2 R g_ab=0 (*)
    habe. Das war es, was ich meinte, als ich sagte, die Gravitationeenergie selbst ist keine Quelle.
    Die Gleichung (*) selbst ist aber nicht-linear, weil der Krümmungstensor im allgemeinen eine nichtlineare Funktion der Metrik sein kann. Aus (*) kann man auch Gravitationswellen ableiten. Insofern ruft Gravitation dann Gravitation hervor.

    Mir war im obigen Zusammenhang wichtig, dass man nicht einfach eine “Gravitationsfeldenergie” lokalisieren kann, die dann als Quelle für weitere Gravitation wirkt, so wie eine elektrische Feldenergie das tun würde – die Energien werden ungleich behandelt (nicht alle Energien gehen in T_ab ein), was den Energiebegriff schwieriger macht.

  16. #16 s3absti8n
    15. August 2010

    das schlimme ist ja bei der ganzen sache das die energie die gleiche ist, als die wenn die erde auf den stein fallen würde ^^

  17. #17 Andrea N.D.
    15. August 2010

    Ich habe zwar bei weitem nicht alles verstanden, aber ich finde den Artikel sehr gut und werde ihn wohl einfach noch öfters lesen (um das Verständnis etwas zu erhöhen :-). Die Art und Qualität der Beiträge (auch der Kommentatoren) und Deine ausführlichen Antworten finden auf einem sehr hohen und sachlichen Niveau statt – das ist SB wie ich es mir vorstelle. Ich werde mir hier gerne viel Zeit zum Lesen einplanen.

  18. #18 Niels
    15. August 2010

    Noch mal ein Ausschnitt aus folgender Seite, diesmal zu Singularitäten:
    http://www.einstein-online.info/vertiefung/SingularitaetenBKL#section-1

    Zitat:
    “Sobald die Gravitation stark geworden ist, wirkt das Gravitationsfeld selbst als starke Gravitationsquelle, erzeugt damit ein noch stärkeres Gravitationsfeld, das dann seinerseits noch stärkere Gravitation hervorruft, bis die Gravitation letztendlich unendlich stark und die Singularität erreicht ist. Kommt man der Singularität g nahe genug, dann wird der Beitrag der Gravitationswirkung der Gravitation weit wichtiger als die Gravitationswirkung der Materie – nahe der Singularität gilt in punkto Gravitation, dass es auf die Materie gar nicht mehr ankommt (viel schöner im Englischen: “near a singularity, matter doesn’t matter”).”

    Wie das obige aus den Einstein-Gleichungen folgt ist mir aber nicht klar. Hier steht aber eigentlich eindeutig, dass hier ein Gravitationsfeld die Quelle weiterer Gravitation ist, oder?

    “Gravitationsfeldenergie” ist aber natürlich etwas anderes als sonstige Energieformen. “Gravitationsfeldenergie” ist über die Metrik eine intrinsische Eigenschaft der Raumzeit selbst und ist deswegen nicht irgendwo in ihr “lokalisiert”, wie elektrische Feldenergie.
    “Energie im Gravitationsfeld” hat damit eigentlich nicht wirklich eine klare Bedeutung.
    (Wahrscheinlich sollte man das Wort “Gravitationsfeldenergie” deswegen im Rahmen der ART gar nicht benutzen.)

    Dass der Energiebegriff hier schwierig ist, kann man allerdings ohne Probleme erkennen.

  19. #19 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    Ich hab jetzt natürlich gar nicht so viel Zeit, mir all die interessanten und anregenden Sachen durchzulesen, hier aber zwei Anmerkungen:

    Natürlich ist die klassische Physik hinsichtlich Ihrer Konzepte und Begriffe auch nicht anschaulich in dem Sinne, dass man die Entitäten, mit denen etwas erklärt wird, sehen kann. Das muss man sich immer wieder vor Augen halten, wenn man Realismus-Diskussionen führt, vieles was wir für real existent halten, hat diesen Status nur durch Gewöhnung, ob es Kräfte, Energien oder verschränkte Photonen sind. Allerdings erstreckt sich das Problem nicht nur auf die Physik sondern wenigstens auch auf die Chemie. Das Erstaunliche und Unanschauliche hinsichtlich der Energie ist m.E. weniger die einzelne Energieform sondern die Umwandelbarkeit und die Erhaltung einer Summe von Energiebeträgen. Innerhalb der klassischen Mechanik kann man ja auf den Energie-Begriff auch vollständig verzichten, er ist dann genau genommen nicht etwa etwas Unanschauliches sondern gerade ein Begriff zur Ver-Anschaulichung – eben die Vorstellung, da sei etwas, was als Potenzial beim Heben im Schwerefeld gespeichert wird und beim Fallen wieder freigesetzt ist ja ein Anschaulich-Machen.

    Anschaulich ist aber die klassische Physik (im Gegensatz zur Relativitätstheorie und zur Quantenmechanik) in einem ganz anderen, ursprünglichen Sinne: Das, was die Theorie vorhersagt, kann man sich eben anschauen: mit mittelgroßen Objekten, bei normal beobachtbaren, alltäglichen Geschwindigkeiten, ohne Hilfsmittel, die nicht zum Alltag gehören, kann man all das nachvollziehen, was die klassische Mechanik berechnet.

    In einem Kommentar las ich: “Ist das nicht doch merkwürdig? Dass der Energiegehalt jetzt irgendwie davon abhängt, “was sein könnte”?”

    Das Problem, dass der Inhalt eigentlich dispositiv ist, haben die meisten physikalischen und chemischen Eigenschaften, von der Masse über die Farbe bis zu solchen Begriffen wie Brennbarkeit und Löslichkeit…

  20. #20 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    Ich hab jetzt natürlich gar nicht so viel Zeit, mir all die interessanten und anregenden Sachen durchzulesen, hier aber zwei Anmerkungen:

    Natürlich ist die klassische Physik hinsichtlich Ihrer Konzepte und Begriffe auch nicht anschaulich in dem Sinne, dass man die Entitäten, mit denen etwas erklärt wird, sehen kann. Das muss man sich immer wieder vor Augen halten, wenn man Realismus-Diskussionen führt, vieles was wir für real existent halten, hat diesen Status nur durch Gewöhnung, ob es Kräfte, Energien oder verschränkte Photonen sind. Allerdings erstreckt sich das Problem nicht nur auf die Physik sondern wenigstens auch auf die Chemie. Das Erstaunliche und Unanschauliche hinsichtlich der Energie ist m.E. weniger die einzelne Energieform sondern die Umwandelbarkeit und die Erhaltung einer Summe von Energiebeträgen. Innerhalb der klassischen Mechanik kann man ja auf den Energie-Begriff auch vollständig verzichten, er ist dann genau genommen nicht etwa etwas Unanschauliches sondern gerade ein Begriff zur Ver-Anschaulichung – eben die Vorstellung, da sei etwas, was als Potenzial beim Heben im Schwerefeld gespeichert wird und beim Fallen wieder freigesetzt ist ja ein Anschaulich-Machen.

    Anschaulich ist aber die klassische Physik (im Gegensatz zur Relativitätstheorie und zur Quantenmechanik) in einem ganz anderen, ursprünglichen Sinne: Das, was die Theorie vorhersagt, kann man sich eben anschauen: mit mittelgroßen Objekten, bei normal beobachtbaren, alltäglichen Geschwindigkeiten, ohne Hilfsmittel, die nicht zum Alltag gehören, kann man all das nachvollziehen, was die klassische Mechanik berechnet.

    In einem Kommentar las ich: “Ist das nicht doch merkwürdig? Dass der Energiegehalt jetzt irgendwie davon abhängt, “was sein könnte”?”

    Das Problem, dass der Inhalt eigentlich dispositiv ist, haben die meisten physikalischen und chemischen Eigenschaften, von der Masse über die Farbe bis zu solchen Begriffen wie Brennbarkeit und Löslichkeit…

  21. #21 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    Ich hab jetzt natürlich gar nicht so viel Zeit, mir all die interessanten und anregenden Sachen durchzulesen, hier aber zwei Anmerkungen:

    Natürlich ist die klassische Physik hinsichtlich Ihrer Konzepte und Begriffe auch nicht anschaulich in dem Sinne, dass man die Entitäten, mit denen etwas erklärt wird, sehen kann. Das muss man sich immer wieder vor Augen halten, wenn man Realismus-Diskussionen führt, vieles was wir für real existent halten, hat diesen Status nur durch Gewöhnung, ob es Kräfte, Energien oder verschränkte Photonen sind. Allerdings erstreckt sich das Problem nicht nur auf die Physik sondern wenigstens auch auf die Chemie. Das Erstaunliche und Unanschauliche hinsichtlich der Energie ist m.E. weniger die einzelne Energieform sondern die Umwandelbarkeit und die Erhaltung einer Summe von Energiebeträgen. Innerhalb der klassischen Mechanik kann man ja auf den Energie-Begriff auch vollständig verzichten, er ist dann genau genommen nicht etwa etwas Unanschauliches sondern gerade ein Begriff zur Ver-Anschaulichung – eben die Vorstellung, da sei etwas, was als Potenzial beim Heben im Schwerefeld gespeichert wird und beim Fallen wieder freigesetzt ist ja ein Anschaulich-Machen.

    Anschaulich ist aber die klassische Physik (im Gegensatz zur Relativitätstheorie und zur Quantenmechanik) in einem ganz anderen, ursprünglichen Sinne: Das, was die Theorie vorhersagt, kann man sich eben anschauen: mit mittelgroßen Objekten, bei normal beobachtbaren, alltäglichen Geschwindigkeiten, ohne Hilfsmittel, die nicht zum Alltag gehören, kann man all das nachvollziehen, was die klassische Mechanik berechnet.

    In einem Kommentar las ich: “Ist das nicht doch merkwürdig? Dass der Energiegehalt jetzt irgendwie davon abhängt, “was sein könnte”?”

    Das Problem, dass der Inhalt eigentlich dispositiv ist, haben die meisten physikalischen und chemischen Eigenschaften, von der Masse über die Farbe bis zu solchen Begriffen wie Brennbarkeit und Löslichkeit…

  22. #22 Ludmila
    16. August 2010

    @JF: Die klassische Physik beschreibt auch Objekte wie ferne Planeten, die nur mit Teleskopen gesehen werden können und Objekte, die nur mit Mikroskopen gesehen werden. Keines dieser Hilfsmittel gehört zum Alltag. Ach ja und selbst zu Newtons Zeiten hätten die Menschen Geschwindigkeiten von 100 km/h wohl kaum zu “alltäglichen” Geschwindigkeiten gezählt und auch da funktioniert Newton wunderbar.

    Wo haben Sie eigentlich diese dämliche “Definition” von “anschaulich” her, die so unglaublich unwissenschaftliche weil subjektive Konzepte wie “Alltag” und “mittelgroß” zur Grundlage hat?

    mit mittelgroßen Objekten, bei normal beobachtbaren, alltäglichen Geschwindigkeiten, ohne Hilfsmittel, die nicht zum Alltag gehören, kann man all das nachvollziehen, was die klassische Mechanik berechnet.

    Haben Sie das von irgendjemandem nachgeplappert oder haben Sie sich das einfach so ausgedacht? Merken Sie eigentlich nicht, dass diese Definition absolut unbrauchbar ist, weil sich keine zwei Menschen darauf einigen können, was das wohl bedeutet “alltägliche” Geschwindigkeiten?

    Wenn Sie so eine Grütze als “Definition” erachten, dann brauchen Sie sich echt nicht zu wundern, dass Ihnen Naturwissenschaftler einen Vogel zeigen.

  23. #23 PeteH
    16. August 2010

    @ Ludmila

    Eine persönliche Antipathie ist als wissenschaftlicher zu betrachten? 😉
    Eigentlich schade keine wirkliche Gegenargumente zu den interessanten Gedanken von JF zu bekommen, statt dessen nur eine zur Schaustellung des eigenen nicht Verstehens. Schade… weil es auch keinen Spaß macht auf diesen billigen Niveau zu diskutieren.

  24. #24 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    @MartinB: Zunächst: ich habe wohl nicht behauptet, dass die klassische Physik sich auf Gegenstände mittlerer Größe beschränken würde, oder auf alltägliche Geschwindigkeiten. Sie zeichnet sich aber dadurch aus, dass sie sich mit mittelgroßen Gegenständen und alltäglichen Instrumenten ver-anschaulichen, im wahrsten Sinne des Wortes anschaubar machen lässt, und das eben ganz unabhängig davon, was in einer gegebenen Epoche als mittelgroß oder alltäglich angesehen wird.

    Was den Energie-Begriff betrifft, da teile ich wohl Ihre Ansicht in Gänze: Das Ganze ist eine Rechen-Vorschrift, ein Entwurfs-Konzept für Theorien. Es gibt die Erfahrung, dass Theorien sich mathematisch besonders effizient formulieren lassen, wenn sie in Form von Erhaltungs-Sätzen oder Minimierungs-Sätzen (siehe Ihr zweiter Artikel zum Thema) formalisiert werden. Es wäre interessant, das weiter zu diskutieren, aber ich fürchte, wenn ich einige Kommentare sehe, ich nehme hier davon Abstand. Interessant wäre ja, welche Art von Realität einem solchen Entwurfsprinzip zugrunde liegen könnte.

    Zu den dispositiven Eigenschaften: Ich wollte nur sagen, dass daran nichts Merkwürdiges ist. Alle Eigenschaften können dispositiv verstanden werden. Masse z.B. auch als Disposition zur Beschleunigung in einem Gravitationsfeld, Farbe als Disposition, eine bestimmte Frequenz zu reflektieren usw.

  25. #25 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    @MartinB: Zunächst: ich habe wohl nicht behauptet, dass die klassische Physik sich auf Gegenstände mittlerer Größe beschränken würde, oder auf alltägliche Geschwindigkeiten. Sie zeichnet sich aber dadurch aus, dass sie sich mit mittelgroßen Gegenständen und alltäglichen Instrumenten ver-anschaulichen, im wahrsten Sinne des Wortes anschaubar machen lässt, und das eben ganz unabhängig davon, was in einer gegebenen Epoche als mittelgroß oder alltäglich angesehen wird.

    Was den Energie-Begriff betrifft, da teile ich wohl Ihre Ansicht in Gänze: Das Ganze ist eine Rechen-Vorschrift, ein Entwurfs-Konzept für Theorien. Es gibt die Erfahrung, dass Theorien sich mathematisch besonders effizient formulieren lassen, wenn sie in Form von Erhaltungs-Sätzen oder Minimierungs-Sätzen (siehe Ihr zweiter Artikel zum Thema) formalisiert werden. Es wäre interessant, das weiter zu diskutieren, aber ich fürchte, wenn ich einige Kommentare sehe, ich nehme hier davon Abstand. Interessant wäre ja, welche Art von Realität einem solchen Entwurfsprinzip zugrunde liegen könnte.

    Zu den dispositiven Eigenschaften: Ich wollte nur sagen, dass daran nichts Merkwürdiges ist. Alle Eigenschaften können dispositiv verstanden werden. Masse z.B. auch als Disposition zur Beschleunigung in einem Gravitationsfeld, Farbe als Disposition, eine bestimmte Frequenz zu reflektieren usw.

  26. #26 sch421
    16. August 2010

    Ich finde Alltagserfahrung als Basis für Anschaulichkeit nicht so abwegig. Die Idee der “Mittelgrösse” meine ich bei Dawkins in “The blind watchmaker” gefunden zu haben, als Dawkins die Probleme von Menschen beim Verständnis von evolutionären Zeiträumen thematisierte.
    Zudem widerlegen Ihre Beispiele, dass “anschauliche” Theorien auch bei nicht anschaulichen Prozessen funktionieren, nicht die Vermutung, dass Sie Ihre Anschaulichkeit dadurch gewinnen, dass eben auch auch Alltagsprozesse erklären.
    Wenn Sie allerdings eine bessere Definition von Anschaulichkeit haben, dann könnten Sie die doch kurz posten.

  27. #27 MartinB
    16. August 2010

    @JF
    Schön, dass Sie wieder hier sind.
    Was die alltäglichen geschwindigkeiten angeht – ich habe gerade eine referenz gefunden, in der angeblich gezeigt wird, wie man mit den newtonschen gesetzen in endlicher zeit zu unendlich hohen geschwindigkeiten kommt, da verlässt uns dann die Anschauung auch. Wenn ich den Artikel verstanden habe und ihn für korrekt halte, dann schreibe ich was dazu. Ansonsten hat Ludmilla (im Ton für meinen Geschmack zu harsch, in der Sache aber wie ich finde korrekt) darauf hingewiesen, dass die klassische Mechanik deutlich nicht auf den alltäglichen Bereich beschränkt ist – immerhin hat Newton seine Gesetz ja auch aufgestellt, um die Planetenbewegung zu beschreiben.

    “Das Erstaunliche und Unanschauliche hinsichtlich der Energie ist m.E. weniger die einzelne Energieform sondern die Umwandelbarkeit und die Erhaltung einer Summe von Energiebeträgen.”
    Stimmt. Aber hinzu kommt eben, dasses da nichts einheitliches gibt, was zwischen den unetrschiedlichen Theorien irgendwie “dasselbe” wäre – letztendlich ist die Energie eine Rechenvorschrift, die wir im Einzelfall oft anschaulich interpretieren können, in der Gesamtheit allerdings nicht.

    “Das Problem, dass der Inhalt eigentlich dispositiv ist, haben die meisten physikalischen und chemischen Eigenschaften”
    Für Löslichkeit etc. stimme ich da natürlich zu – das sind aber ja auch keine fundamentalen Größen, sondern Größen, die genau dazu geschaffen wurden, um eine Möglichkeit auszudrücken. Bei Massen sehe ich das dispositive nicht wirklich – oder beziehen sie sich auf die träge Masse, die man letztlich nur durch Kraftanwendung messen kann? Aber auch da sehe ich noch einen Unterschied zu einer “Fähigkeit, Arbeit zu verrichten” – ansonsten trifft das Argument auf alle physikalischen eigenschaften zu (weil man immer irgendwas tun muss, um die zu messen) und wird damit leer.

  28. #28 Ludmila
    16. August 2010

    @PeteH:
    Gehen Sie doch bitte mal darauf ein, warum eine Definition, die je nach Person und Zeitepoche ganz unterschiedlich ausgelegt werden kann und für die ich außerdem Gegenbeispiele “Planetenbewegungen” nachweisen konnte, eine Definition sein soll, die in der Wissenschaft berücksichtigt werden sollte?

    Die Begriffe “Alltag” oder gar “alltägliche Geschwindigkeiten” sind subjektiv, ändern sich ständig im Laufe der Zeit. Genauso wie der Begriff “Hilfsmittel”, der dann noch ad hoc einfach mal eben so auf “alltäglich” reduziert. Warum eigentlich? Wer bestimmt ab wann ein Hilfsmittel alltäglich ist?

    Nochmals: Nein, mein gereizter Tonfall sorgt nicht dafür, dass meine Argumente auf einmal unsichtbar werden.

    @sch421: Wenn ich darauf hinweise, dass eine Definition unbrauchbar ist, die hier jemand im Brustton der Überzeugung hinstellt, dann ist es nicht meine Aufgabe eine bessere hinzustellen. Ich weiß auch ehrlich gesagt nicht, wozu ich den Begriff “Anschaulichkeit” für das wissenschaftliche Arbeiten brauchen sollte. In meiner wissenschaftlichen Arbeit brauche ich den eigentlich nicht, ja ich misstraue ihm sogar. Nur weil ich persönlich und subjektiv etwas als “anschaulich” empfinde, heißt es noch lange nicht, dass es auch der objektiven unabhängigen Prüfung standhält oder dass es mathematisch-logisch beschreibbar ist.

    In der Wissenskommunikation ok, da muss ich mit dem Begriff “Anschaulichkeit” hantieren. Aber dabei muss ich mich immer an meiner Zielgruppe orientieren, weil es eben ein subjektiver Begriff ist. Jeder findet etwas anderes “anschaulich”. Aus seinem persönlichen “Alltag” heraus. Ein LKW-Fahrer findet nun mal etwas anderes anschaulich als der IT-Experte. Und dann muss ich immer im Hinterkopf haben, dass diese “anschauliche Beschreibung” nicht identisch mit der Wissenschaft dahinter ist. Genausowenig wie eine Übersetzung eines italienischen Textes ins Deutsche mit dem Urtext identisch ist. Bei dieser Übersetzung gehen immer Informationen verloren. Genauso ist es auch mit der “anschaulichen” Beschreibung

    Und das ist schon wieder so ein Punkt, den ich immer wieder auch bei JF bemängelt habe. Bevor man mit solchen Definitionen um sich wirft, sollte man erst einmal klären, wozu man den überhaupt wirklich braucht. Worauf die Definition beruht? Was sind die Grundannahmen dahinter? An wen richtet sich die Definition? Wo und wie soll sie angewandt werden? Was sind die Ansprüche an die Definition? Erfüllt sie die Ansprüche, die der Urheber an sie stellt? Etc. pp.

    Man kann doch nicht einfach ein paar Sätze hinwerfen und dann erwarten, dass jeder hier das als vom Himmel herabgeschwebte Wahrheit(TM) anerkennt und unhinterfragt verwendet.

  29. #29 MartinB
    16. August 2010

    @Ludmilla
    Ja, die Definition von “anschaulich” ist eine gute Frage – spätestens wenn man versucht, das Wort ins Englische zu übersetzen merkt man ja, dass das ein anscheinend nicht so klares Konzept ist – sagt man “intuitive”? “heuristic”? Oder wie?

    Auf der anderen Seite bin ich aber immer gut damit gefahren, mir irgendwie eine “Anschauung” zu bauen – ich misstraue nämlich auch den Gleichungen; dafür habe ich mich zu oft verrechnet oder mit falschen Annahmen gearbeitet, und sowas fällt dann am anschaulichen beispiel leichter auf.

    Ich habe eine vage Idee, wie man Anschauung sinnvoll definieren könnte, aber die muss ich noch ein bisschen überdenken – für’s erste begnüge ich mich hier damit, den Begriff Schwammig zu lassen; für das, was ich im Moment zeigen will (dass auch die klassische physik begriffe hat, die schwer anders als als Formalismen zu interpretieren sind) reicht diese Schwammigkeit noch aus, denke ich.

  30. #30 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    Zur Frage der Übersetzung des Begriffs “anschaulich” bzw. “Anschaulichkeit”: Die beste Übersetzung ins Englische, die man auch bei Artikeln zu Kants “Anschauung” immer wieder findet, ist wohl “vivid”, “vividly” bzw “vividness”. Interessant, dass dies wiederum auch als “plastisch”, “lebhaft”, “klar” und “bildhaft” ins Deutsche übersetzt wird.

  31. #31 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    Zur Frage der Übersetzung des Begriffs “anschaulich” bzw. “Anschaulichkeit”: Die beste Übersetzung ins Englische, die man auch bei Artikeln zu Kants “Anschauung” immer wieder findet, ist wohl “vivid”, “vividly” bzw “vividness”. Interessant, dass dies wiederum auch als “plastisch”, “lebhaft”, “klar” und “bildhaft” ins Deutsche übersetzt wird.

  32. #32 Ludmila
    16. August 2010

    @sch421: Nachtrag: Ihr Vorschlag war es den Begriff “anschaulich” so zu erweitern, dass damit auch alltägliche Vorgänge beschrieben werden können.

    Dann ist aber der Begriff so weit gefasst, dass er im Grunde auch ziemlich sinnlos wird, weil es sehr schwierig wird, ein wissenschaftliches Konzept zu finden, dass nicht irgendwelche Dinge und Prozesse im Alltag beschreibt. QM wäre nach der Sichtweise auch “anschaulich”, weil sie eben die Zusammensetzung der alltäglichen Materie erklärt.

    Und auch dieser Begriff würde sich im Laufe der Zeit ändern. Der Witz an der Geschichte mit der Wissenschaft und dem Alltag ist doch auch, dass wir neu entdeckte Konzepte irgendwann über neue techische Erfindungen, die auf diesen Konzepten beruhen, in den Alltag einbringen. Das Paradebeispiel ist der Strom und die zunächst klassischen Gesetze des Elektro-Magnetismus. Ist das wirklich anschaulich? Und wie war es, bevor jeder Haushalt Strom hatte? War dann EM unanschaulich? Und wurde dann anschaulich, als Glühbirnen erfunden wurden?

    Ich hab außerdem ein Problem mit dem Begriff, wenn damit eine Wertigkeit verbunden wird. Intuitiv würde ich meinen, dass man als unanschaulich geltende Konzepte weniger vertraut als anschaulichen. Damit zwängt man aber Wissenschaft in ein ziemlich starres Konzept.

  33. #33 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    @Ludmila Carone:

    Wenn

    Sie ein Experiment machen in dem Sie das Pendelgesetz mit einem zehn Zentimeter langen Pendel und einer Titankugel prüfen, ein weiteres Experiment, bei dem das Pendel im Hörsaal hängt, 10 m lang ist und die Kugel aus Gusseisen, wenn Sie zum Messen der Pendellänge in dem einen Fall ein Lineal und im anderen Fall ein Bandmaß nehmen für die Bestimmung der Masse des Pendels im ersten Fall eine Briefwaage, im zweiten Pall eine Personenwaage und wenn Sie die Zeit für 10 Pendelausschläge im ersten Fall mit einer Stoppuhr und im zweiten Fall mit einer normalen Armbanduhr messen

    dann

    verwenden Sie alltägliche Hilfsmittel und mittelgroße Gegenstände

    aber

    Sie beschränken Ihre Erkenntnisse nicht auf solche mittelgroßen Gegenstände

    sondern

    Sie veranschaulichen das Pendelgesetz nur mit diesen Gegenständen. Sie können sich das, was das Gesetz besagt, mit solchen Gegenständen anschauen.

    Deshalb gibt es keinen Widerspruch zwischen den beiden Zitaten, die Sie aufführen.

  34. #34 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    @Ludmila Carone:

    Wenn

    Sie ein Experiment machen in dem Sie das Pendelgesetz mit einem zehn Zentimeter langen Pendel und einer Titankugel prüfen, ein weiteres Experiment, bei dem das Pendel im Hörsaal hängt, 10 m lang ist und die Kugel aus Gusseisen, wenn Sie zum Messen der Pendellänge in dem einen Fall ein Lineal und im anderen Fall ein Bandmaß nehmen für die Bestimmung der Masse des Pendels im ersten Fall eine Briefwaage, im zweiten Pall eine Personenwaage und wenn Sie die Zeit für 10 Pendelausschläge im ersten Fall mit einer Stoppuhr und im zweiten Fall mit einer normalen Armbanduhr messen

    dann

    verwenden Sie alltägliche Hilfsmittel und mittelgroße Gegenstände

    aber

    Sie beschränken Ihre Erkenntnisse nicht auf solche mittelgroßen Gegenstände

    sondern

    Sie veranschaulichen das Pendelgesetz nur mit diesen Gegenständen. Sie können sich das, was das Gesetz besagt, mit solchen Gegenständen anschauen.

    Deshalb gibt es keinen Widerspruch zwischen den beiden Zitaten, die Sie aufführen.

  35. #35 sch421
    16. August 2010

    Intuitiv würde ich meinen, dass man als unanschaulich geltende Konzepte weniger vertraut als anschaulichen.

    Ich glaube schon, dass das zumindest in der nichtwissenschaftlichen Bevölkerung der Fall ist. Ich bin mir sicher, dass Mechanik da leichter zu vermitteln ist als Quantenmechanik. Dass man als Wissenschaftler die Anschaulichkeit nicht mehr als Kriterium für Glaubwürdigkeit nehmen kann, ist klar. Es geht, wie Sie ja auch selber schreiben, bei der Anschaulichkeit doch eher um Wissenschaftsvermittlung.

    Ich denke auch, dass Anschaulichkeit sich bis zu einem gewissen Grad mit der Zeit ändert. Wie Sie selber schreiben, vor einigen Jahrhunderten wäre eine Geschwindigkeit von 100 km/h sicher als eher unanschaulich betrachtet worden. Auf der anderen Seite hat diese Verschiebung auch sicher Grenzen. Man kann z.B. prima die Alltagserfahrung “Fernsehen” machen, ohne deshalb Elektromagnetismus bzw. Quantentheorie anschaulich finden zu müssen 😉

    Mein Vorschlag war nicht, den Begriff “Anschaulich” auf die Alltagswelt zu erweitern, sondern ich glaube, dass etwas als anschaulich empfunden wird, dem man sich einfach mit seinen Sinnen nähern kann, wohlgemerkt, ich meine hier nicht den Wissenschaftler-Spezialisten sondern den “Normalo” (ich z.B. würde mich physikalisch als Normalo einordnen, biologisch als Spezialisten). Ich könnte mir vorstellen, dass mir die SRT nicht so abgedreht vorkommen würde, wenn ich mich selber mit halber Lichtgeschwindigkeit bewegen könnte. Ich kann mir auch intuitiv nicht die geringste Vorstellung davon machen, wie lang 5 Mrd. Jahre sind. Sicherlich sind RT und QT in der Lage Dinge des Alltags zu beschrdeiben, aber ich persönlich nehme nur selten 😉 verkürzte Längen oder Interferenz von Teilchen am Doppelspalt wahr.

    Damit will ich keinesfalls Anschaulichkeit zu irgendeinem Bewertungskriterium für Wahrheit machen. Dafür ist Kreationismus sicher ein gutes Beispiel.

  36. #36 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    @MartinB: Zunächst: ich habe wohl nicht behauptet, dass die klassische Physik sich auf Gegenstände mittlerer Größe beschränken würde, oder auf alltägliche Geschwindigkeiten. Sie zeichnet sich aber dadurch aus, dass sie sich mit mittelgroßen Gegenständen und alltäglichen Instrumenten ver-anschaulichen, im wahrsten Sinne des Wortes anschaubar machen lässt, und das eben ganz unabhängig davon, was in einer gegebenen Epoche als mittelgroß oder alltäglich angesehen wird.

    Was den Energie-Begriff betrifft, da teile ich wohl Ihre Ansicht in Gänze: Das Ganze ist eine Rechen-Vorschrift, ein Entwurfs-Konzept für Theorien. Es gibt die Erfahrung, dass Theorien sich mathematisch besonders effizient formulieren lassen, wenn sie in Form von Erhaltungs-Sätzen oder Minimierungs-Sätzen (siehe Ihr zweiter Artikel zum Thema) formalisiert werden. Es wäre interessant, das weiter zu diskutieren, aber ich fürchte, wenn ich einige Kommentare sehe, ich nehme hier davon Abstand. Interessant wäre ja, welche Art von Realität einem solchen Entwurfsprinzip zugrunde liegen könnte.

    Zu den dispositiven Eigenschaften: Ich wollte nur sagen, dass daran nichts Merkwürdiges ist. Alle Eigenschaften können dispositiv verstanden werden. Masse z.B. auch als Disposition zur Beschleunigung in einem Gravitationsfeld, Farbe als Disposition, eine bestimmte Frequenz zu reflektieren usw.

  37. #37 sch421
    16. August 2010

    Nachtrag: Ich habe vor einiger Zeit Einsteins kleines Büchlein über die SRT gelesen. Da erklärt er (fast) alles anhand von Bahnsteigen und Zügen. Das fand ich ziemlich anschaulich. Die im Prinzip gleichen Erklärungen mit Raumschiffen und Inertialsystemen finde ich da schon deutlich schwieriger.

  38. #38 Ludmila
    16. August 2010

    @JF: Wie passt denn das hier

    Anschaulich ist aber die klassische Physik (im Gegensatz zur Relativitätstheorie und zur Quantenmechanik) in einem ganz anderen, ursprünglichen Sinne: Das, was die Theorie vorhersagt, kann man sich eben anschauen: mit mittelgroßen Objekten, bei normal beobachtbaren, alltäglichen Geschwindigkeiten, ohne Hilfsmittel, die nicht zum Alltag gehören, kann man all das nachvollziehen, was die klassische Mechanik berechnet.

    mit dieser Behauptung zusammen?

    ich habe wohl nicht behauptet, dass die klassische Physik sich auf Gegenstände mittlerer Größe beschränken würde, oder auf alltägliche Geschwindigkeiten.

    Solche Widersprüche sind genau der Grund, warum ich mit Ihnen nicht diskutieren mag. Worauf soll ich mich denn verlassen, wenn Sie im nächsten Atemzug das negieren, was Sie im ersten gesagt haben? Das ist und bleibt frustrierend und erweckt mir den Eindruck, dass Sie selbst nicht so genau wissen, was Sie da eigentlich schreiben. Was nicht so schlimm wäre, wenn Sie wenigstens im Ansatz bereit wären zuzugeben, dass Sie da vielleicht was missverständlich formuliert haben, anstatt Ihren Lesern vorzuwerfen, dass Sie nicht verstehen, was Sie meinen. Ich kann und will nicht in Ihren Kopf reinsehen. Also müssen Sie sich schon die Mühe machen, mal zu ergründen, warum andere Leute Ihre Worte anders verstehen, als Sie es offenbar meinten.

    Und solange Sie da nicht nachbessern, sehe ich keinen Grund mit Ihnen irgendeines Ihrer Konzepte zu diskutieren. Weil es schon im Ansatz anscheinend am Verstehen hapert.

  39. #39 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    Zur Übersetzungs-Problematik: Mit “Artikeln zu Kants Anschauung” meinte ich z.B. Gadamers “Anschauung und Anschaulichkeit” der ins Englische mit “Intuition and Vividness” übersetzt wurde. Aber noch mal ganz interessant: Kants “Anschauung” wird mit “Intuition” übersetzt, Anschaulichkeit mit “Vividness” – im Englischen kann man beides nicht durcheinanderbringen.

  40. #40 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    Zur Übersetzungs-Problematik: Mit “Artikeln zu Kants Anschauung” meinte ich z.B. Gadamers “Anschauung und Anschaulichkeit” der ins Englische mit “Intuition and Vividness” übersetzt wurde. Aber noch mal ganz interessant: Kants “Anschauung” wird mit “Intuition” übersetzt, Anschaulichkeit mit “Vividness” – im Englischen kann man beides nicht durcheinanderbringen.

  41. #41 Ludmila
    16. August 2010

    @alle (außer JF) Nachtrag:
    Ich wäre sehr dankbar, wenn irgendeiner der Anwesenden hier – außer JF – mal sagen könnte, ob er oder sie mit diesem Statement von JF was anfangen kann?

    Sie zeichnet sich aber dadurch aus, dass sie sich mit mittelgroßen Gegenständen und alltäglichen Instrumenten ver-anschaulichen, im wahrsten Sinne des Wortes anschaubar machen lässt, und das eben ganz unabhängig davon, was in einer gegebenen Epoche als mittelgroß oder alltäglich angesehen wird.

    Ich halte es für unlogisch und inkonsistent und für tautologisch und damit sinnlos.

    @sch421 Ich denke wir verstehen uns. Nichts anderes wollte ich ausdrücken. Danke für’s zuhören bzw. lesen.

    @MartinB: Witzig, wie unterschiedlich wir das sehen. Bei mir ist es eben genau umgekehrt. Für mich sind Gleichungen bzw. die Grundlagen wie Energiererhaltung etc. pp Sicherheitsseile, an denen ich mich entlang hangele, bevor ich meine Anschauung entwickle bzw. diese korrigiere.

  42. #42 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    Zur Frage der Übersetzung des Begriffs “anschaulich” bzw. “Anschaulichkeit”: Die beste Übersetzung ins Englische, die man auch bei Artikeln zu Kants “Anschauung” immer wieder findet, ist wohl “vivid”, “vividly” bzw “vividness”. Interessant, dass dies wiederum auch als “plastisch”, “lebhaft”, “klar” und “bildhaft” ins Deutsche übersetzt wird.

  43. #43 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    @MartinB: Ich habe mich oben etwas irreführend ausgedrückt, deshalb noch mal ganz präzise: Kant selbst verwendet in seinen drei Kritiken das Wort “Anschauung”, und soweit ich das sehe, wird das meist mit Intuition übersetzt, allerdings lese ich Kant meist auf Deutsch 😉

    Mit dem, was wir hier im Zusammenhang mit Anschaulichkeit diskutieren, hat dieser Begriff eigentlich nichts zu tun, das hatte ich oben nicht deutlich genug gesagt.

    Das Wort “Anschaulichkeit” kommt bei Kant soweit ich weiß nicht vor. Die Google-Buchsuche bestätigt diese Vermutung.

    Es gibt aber ein paar Autoren, die Kants Anschauung mit dem Begriff der Anschaulichkeit in Beziehung setzen, Gadamer war mir da eingefallen, dessen Text “Anschauung und Anschaulichkeit” mit “Intuition and Vividness” übersetzt wurde.

    Am Rande: Viele englischsprachige Autoren übersetzten Kants “Anschauung” gar nicht, sie schreiben kursiv Anschauung. Das ist ein Begriff wie Eigenfunction.

  44. #44 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    @MartinB: Ich habe mich oben etwas irreführend ausgedrückt, deshalb noch mal ganz präzise: Kant selbst verwendet in seinen drei Kritiken das Wort “Anschauung”, und soweit ich das sehe, wird das meist mit Intuition übersetzt, allerdings lese ich Kant meist auf Deutsch 😉

    Mit dem, was wir hier im Zusammenhang mit Anschaulichkeit diskutieren, hat dieser Begriff eigentlich nichts zu tun, das hatte ich oben nicht deutlich genug gesagt.

    Das Wort “Anschaulichkeit” kommt bei Kant soweit ich weiß nicht vor. Die Google-Buchsuche bestätigt diese Vermutung.

    Es gibt aber ein paar Autoren, die Kants Anschauung mit dem Begriff der Anschaulichkeit in Beziehung setzen, Gadamer war mir da eingefallen, dessen Text “Anschauung und Anschaulichkeit” mit “Intuition and Vividness” übersetzt wurde.

    Am Rande: Viele englischsprachige Autoren übersetzten Kants “Anschauung” gar nicht, sie schreiben kursiv Anschauung. Das ist ein Begriff wie Eigenfunction.

  45. #45 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    @Ludmila Carone:

    Wenn

    Sie ein Experiment machen in dem Sie das Pendelgesetz mit einem zehn Zentimeter langen Pendel und einer Titankugel prüfen, ein weiteres Experiment, bei dem das Pendel im Hörsaal hängt, 10 m lang ist und die Kugel aus Gusseisen, wenn Sie zum Messen der Pendellänge in dem einen Fall ein Lineal und im anderen Fall ein Bandmaß nehmen für die Bestimmung der Masse des Pendels im ersten Fall eine Briefwaage, im zweiten Pall eine Personenwaage und wenn Sie die Zeit für 10 Pendelausschläge im ersten Fall mit einer Stoppuhr und im zweiten Fall mit einer normalen Armbanduhr messen

    dann

    verwenden Sie alltägliche Hilfsmittel und mittelgroße Gegenstände

    aber

    Sie beschränken Ihre Erkenntnisse nicht auf solche mittelgroßen Gegenstände

    sondern

    Sie veranschaulichen das Pendelgesetz nur mit diesen Gegenständen. Sie können sich das, was das Gesetz besagt, mit solchen Gegenständen anschauen.

    Deshalb gibt es keinen Widerspruch zwischen den beiden Zitaten, die Sie aufführen.

  46. #46 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    @Ludmila Carone: Ich bevorzuge es – ehrlich gesagt – mit Menschen zu diskutieren die bereit sind, die Feinheiten einer Formulierung zur Kenntnis zu nehmen. Anschaulichkeit, schrieb ich oben, heißt, dass man mit alltäglichen Mitteln das nachvollziehen kann, was die Theorie berechnet, ich schrieb nichts von der Anschaulichkeit von Erklärungen. Jedes Kind mit einem Kreisel kann sich die Wirkung des Drehimpulses anschauen, und Kreisel gibt es als Spielzeuge schon sehr lange, ebenso magnetische Materialien, und auch elektrische Effekte gehören zu dem, was sich der Mensch schon seit langem veranschaulichen kann. Kreisel, Magnete und elektrische Entladungen sind etwas sehr Anschauliches.

  47. #47 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    @Ludmila Carone: Ich bevorzuge es – ehrlich gesagt – mit Menschen zu diskutieren die bereit sind, die Feinheiten einer Formulierung zur Kenntnis zu nehmen. Anschaulichkeit, schrieb ich oben, heißt, dass man mit alltäglichen Mitteln das nachvollziehen kann, was die Theorie berechnet, ich schrieb nichts von der Anschaulichkeit von Erklärungen. Jedes Kind mit einem Kreisel kann sich die Wirkung des Drehimpulses anschauen, und Kreisel gibt es als Spielzeuge schon sehr lange, ebenso magnetische Materialien, und auch elektrische Effekte gehören zu dem, was sich der Mensch schon seit langem veranschaulichen kann. Kreisel, Magnete und elektrische Entladungen sind etwas sehr Anschauliches.

  48. #48 MartinB
    16. August 2010

    @Ludmilla
    Einen klaren Widerspruch sehe ich auch nicht in den beiden Zitaten, wie JF ja selbst erläutert, sagt er ja nicht, dass man sich auf solche Objekte beschränkt, sondern nur, dass man sie verwendet, um seine Anschauung zu bilden.

    Klar, ich sehe Gleichungen auch als Sicherheitsseile (schönes Bild), und wenn meine Intuition und die Gleichung nicht zusammenpassen, dann gewinnt die Gleichung. Wenn ich allerdings etwas neues herzuleiten versuche, dann versuche ich immer, parallel zur Gleichung meine Anschauung mitzudenken, weil ich dadurch Fehler in der Rechnung (die sich ja doch gern einschleichen), finden kann – wenn’s nicht mehr zu Anschuung passt, dann lieber nochmal prüfen, ob ich da keinen Blödsinn gerechnet habe.

    @JF
    “vivid”? Wird dann aus “reiner Anschauung” übersetzt “pure vividness”? Das fände ich extrem missverständlich.

    Ansonsten stimme ich ihnen zu, dass ein Kriterium für Anschaulichkeit ist, dass sich die Entitäten der Theorie verhalten wie Objekte, die wir im Alltag erfahren. Ich glaube allerdings, dass das nicht das einzige Kriterium ist – ich selbst finde die QM im Pfadintegralformalismus auch ziemlich anschaulich, und ich bin mit einer Physikerin verheiratet, die sagt, Quantenmechanik sei anschaulich, klassische Mechanik nicht.
    Insofern steckt vermutlich mehr hinter dem Begriff.

    Was mich hier in diesem (und den folgenden) Artikel zunächst interessiert ist, dass es in der klassischen Mechanik Konzepte gibt, die eben anschaulich nicht so leicht zu fassen sind oder bei denen man auf den ersten Blick vielleicht meint, sie seien anschaulich, aber, wenn man die Konzepte zuende denkt merkt, dass man bei sehr “unanschaulichen” (kontra-intuitiven) Aussagen landet – dafür wären die oben zitierten unendlichen Geschwindigkeiten ein Beispiel.

    Zur Anschaulichkeit von Erhaltungsgrößen – ein Aspekt (aber das ist sicher ziemlich klar) ist, dass sie sich verhalten wie eine Substanz: Sie ändern ihre Größe nicht, so wie im Alltag die Masse erhalten bleibt, und sie fließen lokalisiert von Ort zu Ort (cum grano salis wegen der Allg. RT).

  49. #49 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    Zur Übersetzungs-Problematik: Mit “Artikeln zu Kants Anschauung” meinte ich z.B. Gadamers “Anschauung und Anschaulichkeit” der ins Englische mit “Intuition and Vividness” übersetzt wurde. Aber noch mal ganz interessant: Kants “Anschauung” wird mit “Intuition” übersetzt, Anschaulichkeit mit “Vividness” – im Englischen kann man beides nicht durcheinanderbringen.

  50. #50 MartinB
    16. August 2010

    @JF
    Interessant – auf der anderen Seite hat Kant sich sicher etwas dabei gedacht, die beiden so ähnlichen Begriffe zu verwenden, oder? Jede Sprache zerteilt die Wirklichkeit nun mal (oder das, was wir dafür halten) leicht anders…

  51. #51 Ludmila
    16. August 2010

    @JF: Ach super beim Pendel funktioniert es.

    Bereit eine weitere Nagelprobe zu machen?

    Und wie mach ich das mit Strom und den klassischen Gesetzen des Elektromagnetismus? Was haben die Leute denn gemacht, bevor Strom in die Haushalte kam? Und Kompasse nur für Seeleute und Geodäten interessant waren? Damals gab es auch schon die klassische Beschreibung elektrischen Stromes. Und erst die EM-Wellenbeschreibung durch Maxwell. Viel unanschaulicher geht’s kaum. Oder haben Sie schon mal ein E oder M-Feld gesehen?

    Auf das Beispiel sind Sie auch noch nicht eingegangen. Mechanik ist eben nur ein Teilbereich der klassischen Physik.

    Aber selbst in der klassischen Physik gibt es da ein paar Knackpunkte. Wie sieht es beim Drehimpuls aus? Ist das wirklich anschaulich?
    Klassisches Experiment: Koffer mit einem rotierenden Rad. Und dann versuchen Sie den Koffer durch die Gegend zu tragen und dann erklären Sie mal den Leuten, warum der Koffer sich auf einmal entgegen der Schwerkraft aufrichtet.

    Dieses Verhalten kann man dann zwar mit “mittelgroßen” Objekten und alltäglichen Geschwindigkeiten sehen, nur es hilft den Laien keinen Deut weiter. Es widerspricht ihrer eigenen Erfahrung und ist den meisten Menschen sogar gegen-intuitiv und damit maximal unanschaulich. Obwohl rotierende Räder in deren Alltag vorkommen.

    Ach und wenn wir schon dabei sind. Was ist mit der klassischen statistischen Physik? Sind Begriffe wie Entropie anschaulich? Sind Begriffe wie “innere Energie” anschaulich?

    Also bitte: Hic Rhodos, Hic Salta.

    @MartinB: Ach komm, Du hast es anfangs doch auch so verstanden wie ich. Dass die Planetenbewegung der “Definition” von anschaulich widerspricht. Wenn man will, dass eine Definition nicht als kategorischer Imperativ angesehen wird, dann soll man das bitte auch von Anfang an so formulieren und nicht den anderen unterstellen, dass sie zu doof zum Lesen sind. Ich stelle an einen Philosophen hohe Ansprüche an sprachliche Klarheit. Und sehe regelmäßig wie JF versucht klammheimlich ohne eine Spur der Selbstkritik seine schlampigen Formulierungen im Nachhinein zu korrigieren. Ich hab echt keinen Bock ständig daran herumzudeuteln, wie der das jetzt gemeint haben könnte.

  52. #52 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    @MartinB: Ich habe mich oben etwas irreführend ausgedrückt, deshalb noch mal ganz präzise: Kant selbst verwendet in seinen drei Kritiken das Wort “Anschauung”, und soweit ich das sehe, wird das meist mit Intuition übersetzt, allerdings lese ich Kant meist auf Deutsch 😉

    Mit dem, was wir hier im Zusammenhang mit Anschaulichkeit diskutieren, hat dieser Begriff eigentlich nichts zu tun, das hatte ich oben nicht deutlich genug gesagt.

    Das Wort “Anschaulichkeit” kommt bei Kant soweit ich weiß nicht vor. Die Google-Buchsuche bestätigt diese Vermutung.

    Es gibt aber ein paar Autoren, die Kants Anschauung mit dem Begriff der Anschaulichkeit in Beziehung setzen, Gadamer war mir da eingefallen, dessen Text “Anschauung und Anschaulichkeit” mit “Intuition and Vividness” übersetzt wurde.

    Am Rande: Viele englischsprachige Autoren übersetzten Kants “Anschauung” gar nicht, sie schreiben kursiv Anschauung. Das ist ein Begriff wie Eigenfunction.

  53. #53 Jörg Friedrich
    16. August 2010

    @Ludmila Carone: Ich bevorzuge es – ehrlich gesagt – mit Menschen zu diskutieren die bereit sind, die Feinheiten einer Formulierung zur Kenntnis zu nehmen. Anschaulichkeit, schrieb ich oben, heißt, dass man mit alltäglichen Mitteln das nachvollziehen kann, was die Theorie berechnet, ich schrieb nichts von der Anschaulichkeit von Erklärungen. Jedes Kind mit einem Kreisel kann sich die Wirkung des Drehimpulses anschauen, und Kreisel gibt es als Spielzeuge schon sehr lange, ebenso magnetische Materialien, und auch elektrische Effekte gehören zu dem, was sich der Mensch schon seit langem veranschaulichen kann. Kreisel, Magnete und elektrische Entladungen sind etwas sehr Anschauliches.

  54. #54 S.S.T.
    16. August 2010

    @ Ludmila

    Ich seh es ein wenig gelassener. Es ist m.M.n. zum einen eine Frage des Levels und zum anderen ein Frage von ‘anschaulicher als was’. Was den Level angeht, so empfand ich die Experimentphysik bis zum Vordiplom anschaulicher bzw. handfester als z.B. Chemie. Beispielsweise fand ich den Trennungsgang dort alles weniger als anschaulich und die Herstellung von Präparaten, bei der man überhaupt nicht sieht, ob sich etwas getan hat, finde ich überhaupt nicht anschaulich.

    Dass bei jeder Vertiefung sehr schnell die Anschaulichkeit auf der Strecke bleiben kann, ist unstreitig. Die größten Probleme in der Hinsicht hatte ich mit dem Fach Physikalische Chemie.

    Da ich zwar nicht oft, aber reglmäßig über meine Tätigkeit bzw. Ergebnisse vortrage, muss ich gerade bei Laien Worte und Modelle finden, die für diese anschaulich, besser gesagt verständlich, sind.

    Übrigens haben auch Fachleute regelmäßig mit Ergebnissen ihre Schwierigkeiten, sofern sie nicht einigermaßen mit dem speziellen Gebiet vertraut sind. Ich erinnere da nur an die Diskussion um das Ziegenproblem bzw. Fermats Theorem, bei dessen Beweis augenscheinlich selbst Fachleute mehr als nur Schwierigkeiten haben.

  55. #55 Ludmila
    16. August 2010

    @JF *Lach* Ach sooooo. Kreisel! Magnetische Materialien! Entladungen!”

    Und was ist mit Entropie und “innere Energie”? Ist Ihnen da keine Ein-Wort-Entgegnung zu eingefallen, was daran anschaulich sein soll? Mir fällt es auch nicht ein. Aber ich behaupte ja nicht, dass jedes Konzept der klassischen Physik total anschaulich ist und dass das der große Unterschied zwischen klassischer Physik und QM ist.

    Es ist wirklich erhellend. Das Niveau auf meine Frage, wie man das Verhalten eines sich drehenden Rades in einem Koffer einem Laien erklären soll, der ganz verdutzt schaut, wenn sich der Koffer aufrichtet? “Kreisel! Gab es schon immer!”

    Ach wirklich? Ab wann ist denn nachgewiesen, dass Kreisel zum Standardspielzeug der Menschen gehörte? Fällt Ihnen irgendein natürliches Äquivalent zu einem Kreisel in der Natur ein, an das sich der Mensch orientieren konnte? Finde ich nämlich nicht so “natürlich”, wie Sie das anscheinend finden.

    Ich vermute, die Laien, die bei solchen Vorführungen “Aaah” und “Oooh” rufen und zugeben, dass sie so was nie gedacht hätten, waren halt zu doof. Oder haben als Kind zuwenig Kreisel gespielt. Und deswegen ist deren Anschaulichkeit es eben nicht wert von JF berücksichtigt zu werden.

    DAS ist das Niveau der Antwort auf meine Frage, dass magnetische Materialien lange Zeit wohl eher nicht zum Alltag gehörten, wenn man nicht gerade Seemann war? Magnetische Materialien gab es schon immer. Ja und? Holz und Stein gab es auch schon immer. Das heißt noch lange nicht, dass die erste Steinaxt da rumlag, fertig um damit arbeiten zu können. Und magnetisches Material muss man erst mal entdecken und also solches erkennen und beschreiben. Und bis man dahinter kam, auch nur ansatzweise beschreiben zu können, warum sich der Wunderstein gegen Norden ausrichtet, vergingen ein paar Jahrtausende. Kann ja nicht so weit her sein mit der “Anschauung”.

    Ach und elektrische Entladungen sind etwas ganz und gar Anschauliches? Ja, das Ohmsche und das Kirchhoffsche Gesetz ist ja total anschaulich und kann jeder einfach so nachvollziehen. Ist klar. Und deswegen haben sdie Leute jahrtausende lang Blitze als Waffen der Götter angesehen! Oder haben lustige Legenden um das Elmsfeuer oder um das Erscheinen von Polarlichtern gesponnen. Weil das ja total anschaulich ist.

    Deswegen haben sich gerade einfache Menschen gegen die Einführung vom Strom im Haushalt gesträubt und hatten Angst vor elektrischem Licht. Weil das ja total anschaulich ist, was Strom ist. Deswegen haben so viele Menschen noch heute Probleme auch nur im Ansatz zu erörtern, wo der Strom herkommt und was das ist. Weil ja elektrische Entladungen ja sooo anschaulich sind.

    Ich würde Ihnen ja raten, mal mit jemandem aus der Abteilung Physikdidaktik zu sprechen und mal mit denen abzugleichen, was wirklich anschaulich ist und was nicht. Aber irgendwie haben Sie sich ja anscheinend eingeredet, dass ich einer Antwort Ihrerseits nicht würdig bin. Ich kann übrigens damit leben, dass Sie mir eben auf scheinintellektuell-arrogante Weise ein herzliches “Piss-Off” entgegen geschmettert haben. Aber Ihr Verhalten erklärt mal wieder wunderbar, warum ich auf Sie inzwischen derart genervt reagiere.

    Klar, auf dem Niveau, das Sie eben so trefflich demonstriert haben, kann ich zumindest schlecht diskutieren. Ich hab’s eben lieber so mit Argumenten und klaren Formulierungen und echtem Nachdenken und Prüfen.

  56. #56 Ludmila
    16. August 2010

    @S.S.T Das ist doch genau das, was ich und andere hier sage. Anschaulichkeit taugt nur bedingt etwas und muss man auch in der klassischen Physik als Konzept irgendwann aufgeben, wenn man in die Tiefe geht. Ich bin ja nicht derjenige, der darauf beharrt, dass alle Konzepte in der klassischen Physik grundsätzlich anschaulich wären.

    Auch wenn JF schon wieder mal umformuliert hat, was in seiner Welt “anschaulich” bedeutet. Auf einmal müssen die Erklärungen selbst nicht mehr anschaulich sind, sondern nur die Ergebnisse derselben.
    Dann frag ich mich aber allen Ernstes,
    a)was mir oder jemand anderem so ein Konzept von “anschaulich” bringen soll? Nach dem Motto: Verstehst Du nicht? Na und? Ist trotzdem anschaulich. Du siehst doch, was da rauskommt. Also ist es für Dich anschaulich. Du bist zwar jetzt kein bisschen klüger als zuvor, aber egal!
    b) Wo denn jetzt bitte schön, der große Unterschied zwischen klassischer Physik und QM liegen soll. Ich hab meinen Computer vor mir, der auf Halbleitern basiert, deren Funktion auf QM beruhen. Ein Objekt, das ich und unzählige andere im Alltag verwenden. Nach dem letzten logischen Meisterschluss von JF ist damit Quantenmechanik natürlich “anschaulich”. Schließlich tippe ich auf dem Ergebnis derselben.

    Was war noch mal der Anlass des Posts? Der Vorwurf, dass QM im Gegensatz zur klassischen Physik nicht anschaulich sei?

    Irgendwo ist im Laufe der Diskussion die Verknüpfung zwischen Anschauung und Verständnis verloren gegangen. Bzw. nie angesprochen worden. Ich glaub bei vielen war hier unausgesprochen immer der Gedanke im Hinterkopf, dass Anschaulichkeit auch ein gewisses Verständnis mit sich bringt. Oder zumindest den Eindruck eines Verständnisses.

    Grundsätzlich stimmt es schon, dass aus Anschaulichkeit nicht unbedingt Verständnis folgen muss. Nur frag ich mich eben schon wieder: Und was bringt es dann? Dann ist es doch im Grunde nur dummes Anglotzen. Deswegen bevorzuge ich persönlich, den Ausdruck Begrifflichkeit und weniger Anschaulichkeit. Weil mit dem Wort “Begreifen” beides verknüpft ist.

  57. #57 Geoman
    16. August 2010

    @ Ludmila schrieb:

    “Ich kann übrigens damit leben, dass Sie mir eben auf scheinintellektuell-arrogante Weise ein herzliches “Piss-Off” entgegen geschmettert haben. Aber Ihr Verhalten erklärt mal wieder wunderbar, warum ich auf Sie inzwischen derart genervt reagiere.”

    Kann es sein,dass Du da auf sehr anschauliche Weise Ursache und Wirkung verwechselst?

  58. #58 S.S.T.
    16. August 2010

    @Ludmila
    Ich versteh von Physik mal gerade eben das Vordiplom, und möglicherweise eben noch nicht einmal das.

    Worum es mir ging: So ein Versuch eine Bleikugel und eine Feder im Vakuum fallen zu lassen, das hat was. Jedenfalls mehr, als ein pH-Papier in irgendwelche Flüssigkeiten zu stecken. Dass Dir die Physik min. soviel gegeben hat, wie mir die Chemie, ist offensichtlich. Nur, es macht ein Fach wie Chemie nicht eben anschaulicher. Im einfachen ist Physik anschaulich, im einfachen begrenzten Bereich Chemie auch, im Komplexen keine von Beiden.

  59. #59 MartinB
    16. August 2010

    @Ludmilla
    Ja, ich hatte JF zuerst ähnlich verstanden wie Du – beim nochmaligen nachlesen muss ich aber anerkennen, dass das, was er anfänglich geschrieben hat, nur beinhaltete, dass sich die Phänomene mit Alltagsdingen anschaulich machen lassen. In dem Punkt hatte ich ihn anscheinend falsch verstanden.

    Was Eure weitere Diskussion (oder sollte man Schlagabtausch sagen) angeht: Gerade der Kreisel zeigt meiner Ansicht nach, dass Ihr beide Recht habt: Dinge wie Steh-auf-Kreisel oder mein Lieblingsspielzeug, das keltische Wackelholz, zeigen natürlich, dass unsere Intuition für Drehmomente nicht besonders gut ist – auf der anderen Seite zeigt die Verblüffung, die sich damit erzielen lässt, aber schon, dass wir alle ein gewisses intuitives Verständnis haben (das wir offenbar überschätzen); wenn wir das nämlich nicht hätten, dann wären diese Dinge ja gerade nich verblüffend, sondern wir würden sie einfach zur Kenntnis nehmen.

    Was den Begriff “anschaulichkeit” angeht, macht die Diskussion eins nochmal ganz deutlich: Es ist individuell sehr verschieden, ob jemand etwas “anschaulich” findet oder nicht. Ich erinnere mich auch, des öfteren in der Physik selber gesagt oder gehört zu haben “dafür muss ich erst eine Anschauung entwickeln”. Anschauung kann man anscheinend lernen.

    Momentan ist mein Eindruck, dass “anschauung” ähnlich zu sehen ist wie etwas, was Dirac einmal sagte, nämlich, dass er eine Theorie “versteht”, wenn er Lösungen vorhersagen kann, ohne sie zu berechnen. Darüber muss ich aber noch ein bisschen nachdenken – falls was halbwegs schlau aussehendes rauskommt, schreibe ich das auf.

    Zustimmung für diesen Satz
    “Anschaulichkeit taugt nur bedingt etwas und muss man auch in der klassischen Physik als Konzept irgendwann aufgeben, wenn man in die Tiefe geht. ”
    Das, was wir anfänglich für ganz anschaulich halten, kann irgendwann, wenn man weiterschaut, vollkommen unanschaulich werden – das ist ja ein bisschen das, was ich hier versuche, an Beispielen zu zeigen.

    @Alle
    Ich verfolge mit diesen Posts keinen irgendwie gearteten “Masterplan”, der darauf hinauslaufen soll, am Ende zu sagen “Ätsch, wenn Ihr mir das alles geglaubt habt, dann müsst Ihr jetzt abkaufen, dass XYZ”. Ich bin irgendwann in den letzten Wochen, als ich viel Physik gelesen habe, darüber gestolpert, dass Dinge, für die ich eigentlich eine gute Intuition habe, mir beim Weiterdenken viel weniger anschaulich vorkamen, und habe das hier aufgeschrieben. Ein bisschen sicherlich getriggert durch die Diskussionen bei den Artefakten über Interpretationen der QM – manchmal ist eben schon die Interpretation der klassischen Physik gar nicht so einfach.

    @JF
    Danke für die Erläuterungen zu Kant – ich konnte mich an den Begriff “anschaulich” bei Kant auch nicht erinnern, aber ich gebe zu, dass ich im Wesentlichen nur etwa 50% der Kritik der reinen Vernunft gelesen habe, und das ist auch schon ziemlich lange her.

  60. #60 Andrea N.D.
    17. August 2010

    @Jörg Friedrich:
    “Zur Frage der Übersetzung des Begriffs “anschaulich” bzw. “Anschaulichkeit”: Die beste Übersetzung ins Englische, die man auch bei Artikeln zu Kants “Anschauung” immer wieder findet, ist wohl “vivid”, “vividly” bzw “vividness”. Interessant, dass dies wiederum auch als “plastisch”, “lebhaft”, “klar” und “bildhaft” ins Deutsche übersetzt wird.”
    “@MartinB: Ich habe mich oben etwas irreführend ausgedrückt, deshalb noch mal ganz präzise: Kant selbst verwendet in seinen drei Kritiken das Wort “Anschauung”, und soweit ich das sehe, wird das meist mit Intuition übersetzt, allerdings lese ich Kant meist auf Deutsch 😉
    Mit dem, was wir hier im Zusammenhang mit Anschaulichkeit diskutieren, hat dieser Begriff eigentlich nichts zu tun, das hatte ich oben nicht deutlich genug gesagt.
    Das Wort “Anschaulichkeit” kommt bei Kant soweit ich weiß nicht vor. Die Google-Buchsuche bestätigt diese Vermutung.
    Es gibt aber ein paar Autoren, die Kants Anschauung mit dem Begriff der Anschaulichkeit in Beziehung setzen, Gadamer war mir da eingefallen, dessen Text “Anschauung und Anschaulichkeit” mit “Intuition and Vividness” übersetzt wurde.
    Am Rande: Viele englischsprachige Autoren übersetzten Kants “Anschauung” gar nicht, sie schreiben kursiv Anschauung. Das ist ein Begriff wie Eigenfunction.”

    Ich frage mich ernsthaft, was denn jetzt Ihr Beitrag zur Definition von anschaulich war? Vielleicht sollte die Diskussion nicht unnötig verkompliziert werden durch Beiträge wie “ich weiß auch etwas und muss es unbedingt loswerden”

    Ansonsten ist Kant lange vor der heutigen wissenschaftlichen Entwicklung gestorben. Ich frage mich, was hier sein Beitrag zum Anschaulichkeitsbegriff der heutigen Wissenschaft sein kann. Und ich kenne Kants Werke in aller Ausführlichkeit. Aber ich sehe gerade, da hat Ludmila schon treffend geantwortet. Und ganz ehrlich – ich verstehe auch Ludmilas Problem, schließlich ist sie nicht die Einzige, die darunter leidet, dass Sie sich nur verklausuliert ausdrücken können, alles nicht so gemeint haben und nach 10 Kommentaren das Gegenteil behaupten. Zur Schonung unserer Nerven: Probieren Sie es doch einmal dem SPO-System (Subjekt Prädikat Objekt-Satz).

    @Martin B.
    Mir gefällt Dein Artikel gut. Keine apodiktischen Aussagen, sondern eine hochinteressante Diskussionsgrundlage (das musste ich loswerden). Der Begriff der Wertungen wurde ja bereits genannt aber vielleicht spielt auch die Historizität, die Gewöhnung eine Rolle. Welche Anschauung wir genau damit verbinden, ist wieder etwas anderes, aber irgendeine Anschauung hat jeder davon. JF hat genauso eine wie Ludmila, sie sind nur sehr different. Ich würde den Anschauungsbegriff nicht überbewerten, aber ich würde ihm doch etwas zukommen lassen, was über das reine Sehen hinausgeht.

  61. #61 MartinB
    17. August 2010

    @Andrea
    Jetzt möchte ich JF mal in Schutz nehmen: ich hatte ja die Frage der Übersetzung ins Englische (die ich auch unter Physikern immer schwierig finde) ins Spiel gebracht und fand die erläuterung zur Kant-Übersetzung als Exkurs interessant, sonst hätte ich ja auch nicht nachgefragt und mich hinterher dafür bedankt. Es muss ja nicht alles 100% zum genauen thema des posts passen, wir diskutieren ja auch über Feldenergien in der ART und anderes abgefahrenes zeug…

    Ansonsten hatte ich gestern abend eine Idee zur Anschauung – ich möchte aber erst meine Beipsiel-Serie aus der klassischen physik zuende bringen, danach versuche ich dann, das, was mir (auch durch diese Diskussion) klargeworden ist, in einen Artikel zu fassen.

  62. #62 perk
    17. August 2010

    “The energy-momentum-tensor in empty space is zero, so the gravitational wave energy has to be measured in some other way that is not locally attributable to any energy ‘density’.”

    Daraus schließe ich (aber vielleicht liege ich da falsch), dass die Energie des Gravitationsfeldes selbst kein Gravitationsfeld erzeugt. Ein raumzeitlich sich änderndes Gravitationsfeld darf sich allerdings selbst beeinflussen und als Welle ausbreiten.

    ich hab nochmal flink in gravitation von misner thorne und wheeler nachgeschlagen da mir das keine ruhe lies

    gravitationswellen haben einen energieimpulstensor verschieden von null und sind quelle für gravitative raumkrümmungen .. ich glaube die aussage die du zitiert hast meint nur dass sich der EIT von gravitationswellen nicht wie staub verhält (nur die 00 komponente in eigenen ruhekoordinaten vorhanden)

    gravitationswellen erzeugen hintergrundkrümmung und wechselwirken mit hintergrundkrümmung.. und wechselwirken so mit sich selbst und mit anderen gravitationswellen

    “Gravitationsfeldenergie” ist aber natürlich etwas anderes als sonstige Energieformen. “Gravitationsfeldenergie” ist über die Metrik eine intrinsische Eigenschaft der Raumzeit selbst und ist deswegen nicht irgendwo in ihr “lokalisiert”, wie elektrische Feldenergie.
    “Energie im Gravitationsfeld” hat damit eigentlich nicht wirklich eine klare Bedeutung.
    (Wahrscheinlich sollte man das Wort “Gravitationsfeldenergie” deswegen im Rahmen der ART gar nicht benutzen.)

    genau die lokalisierung ist das problem
    mtw schreiben dazu:

    in principle one can build detectors which extract energy from gravitational waves. Hence, it is clear that the waves must carry energy. […] the stress-energy carried by gravitational waves cannot be localized inside a wavelength. One cannot say wether the energy is carried by the crest of a wave, by its through, or by its “walls.” However, one can say that a certain amount of stress-energy is contained in a given “macroscopic” region (region of several wavelengths’ size), and one can thus talk about a tensor for an effective smeared-out stress-energy of gravitational waves, T(GW)μν. […] This stress-energy tensor […] contributes to the large-scale background curvature just as any other stress-energy does:
    G(B)μν= 8π(T(GW)μν+T(matter)μν+T(other fields)μν).
    In writing here the term T(GW)μν for the effective smeared-out energy density of the gravitational wave, one is foregoing any further insertion of the gravitational wave into the Einstein equation. Otherwise one might end up counting twice over the contribution of the same wave to the bachground curvature of space, even though expressed in very different formalisms.

    ok ist n bissel länger geworden aber hoffentlich erhellend genug

  63. #63 MartinB
    17. August 2010

    @perk
    Danke – wünschte, ich hätte auch nen MTW griffbereit…
    Aber ich rätsele über diesen Satz
    “In writing here the term T(GW)μν for the effective smeared-out energy density of the gravitational wave, one is foregoing any further insertion of the gravitational wave into the Einstein equation. ”
    Heißt das dann, dass man zum Ausgleich den Krümmungstensor Gravitationswelle dann nicht mehr in die Einsteingleichung mit einbeziehen darf – das würde dann wieder zum Penrose-statement passen? Oder wie ist das gemeint?

  64. #64 perk
    17. August 2010

    ja richtig wenn man es so schreibt kommt auf der krümmungsseite nicht nochmal die G welle von hand rein sondern ergibt sich als teil der von der energie-impulskomponente ausgelösten verzerrung der hintergrundmetrik

  65. #65 MartinB
    17. August 2010

    Danke, muss ich mir bei gelegenheit nochmal ausführlich angucken, aber dann passt es ja anscheinend doch zusammen.

  66. #66 perk
    17. August 2010

    zumindest in erster ordnung eines entwicklungsparameters für korrekturen zur flachen metrik 😉 oder so.. ich glaub in voller pracht mit allen rückreaktionen schreibt man das einfach nicht auf..

  67. #67 Niels
    18. August 2010

    @perk
    Danke.
    Ich hab es aber leider immer noch nicht richtig verstanden.

    Wenn ich zwei schwere Sterne habe, die sich umkreisen, dann kann ich in die Einsteingleichung doch nicht einfach einen Energie-Impuls-Tensor für die entstehenden Gravitationswellen einsetzen. Woher soll ich ihn denn kennen?

    Wenn man die von “Energie der Gravitation” einfach durch einen Energie-Impuls-Tensor dazuaddieren kann dann bräuchte man doch so komplizierte Sachen wie Energie-Impuls-Pseudotensoren nicht, oder?
    http://en.wikipedia.org/wiki/Stress-energy-momentum_pseudotensor

    Wenn ich noch mal nachfragen darf, damit es für mich klarer wird:
    1.)Inwiefern kann man sagen, dass es eine “Gravitation der Gravitation” gibt?
    2.)Ist Gravitation eine Quelle von Gravitation?
    3.)Was meint die oben von mir häufiger zitierte Seite mit
    “Sobald die Gravitation stark geworden ist, wirkt das Gravitationsfeld selbst als starke Gravitationsquelle, erzeugt damit ein noch stärkeres Gravitationsfeld, das dann seinerseits noch stärkere Gravitation hervorruft[…]”
    4.) Bzw. nochmal der Beginn der Diksussion: Erzeugt die “Energie des Gravitationsfeldes” selbst ein Gravitationsfeld oder tut sie es nicht?

  68. #68 perk
    19. August 2010

    also das mit den gravitationswellen und dem effektiven energie impulstensor:
    das war natürlich für die region fern von der quelle in der die approximation schwacher felder richtig ist.. wo man also weiß dass von irgendwoher eine welle in diesen raumbereich gelaufen ist und dort vorrübergehend die hintergrundmetrik modifiziert

    zum nutzen des pseudotensors: er ist wohl nützlich zum berechnen von impuls und drehmomentintegralen in der linearisierten theorie..

    und was deine konkreten fragen angeht: da wirds leider schon richtig schwer für mich

    1.)Inwiefern kann man sagen, dass es eine “Gravitation der Gravitation” gibt?

    insofern dass die gravitation der gravitation beobachterabhängig ist.. man kann für jeden raumpunkt einen beobachter finden der an der stelle kein gravitationsfeld wahrnimmt (alle christoffelsymbole verschwinden), gravitationsfeldenergie ist in der ART keine lokalisierbare koordinateninvariante eigenschaft des systems

    die gravitative wirkung der gravitation ist in den einsteinschen feldgleichungen schon voll enthalten aber sobald man eine nährungstheorie benutzt muss man sie wieder manuell einbauen

    2.)Ist Gravitation eine Quelle von Gravitation?

    prinzipiell erstmal nicht, in dem sinn, dass gravitation eine erhaltungsgröße ist
    wenn ich einen raumbereich voll mit gravitationswellen messe erhalte ich eine positive energiedichte , die erzeugt aber kein zusätzliches gravitationsfeld dass dann wieder energie darstellt sondern die energie die ich da messe ist schon die gravitation

    Sobald die Gravitation stark geworden ist, wirkt das Gravitationsfeld selbst als starke Gravitationsquelle, erzeugt damit ein noch stärkeres Gravitationsfeld, das dann seinerseits noch stärkere Gravitation hervorruft, bis die Gravitation letztendlich unendlich stark und die Singularität erreicht ist. Kommt man der Singularität g nahe genug, dann wird der Beitrag der Gravitationswirkung der Gravitation weit wichtiger als die Gravitationswirkung der Materie – nahe der Singularität gilt in punkto Gravitation, dass es auf die Materie gar nicht mehr ankommt (viel schöner im Englischen: “near a singularity, matter doesn’t matter”).

    hmm
    ich seh das nicht so..
    dort ruft nicht gravitation stärkere gravitation hervor, der außenraum des schwarzenlochs kann aufgrund der gravitation (bei perfekter sphärischer symmetrie wie bei schwarzschild) keine aussage darüber treffen wie weit der kollaps innen fortgeschritten ist
    ein schwarzes loch dass seine singularität schon ausgebildet hat und eins dessen masse/energie noch über einen endlichen raumbereich verteilt ist sind von außen nicht in der stärke ihres gravitationsfeldes unterscheidbar

    das was der autor vermutlich meint ist das gravitation fokussierend ist.. das heißt gravitation konzentriert energie, und das konzentriert wieder die gravitation die darauf die energie stärker konzentriert und darauf …

    der kollaps ist unaufhaltsam und lokale invariante krümmungsgrößen wachsen tatsächlich ins unendliche aber energieintegrale über einen endlichen raumbereich bleiben gleich..

    es ist also eher ein sich selbstverdichten als ein selbstverstärken

    4.) Bzw. nochmal der Beginn der Diksussion: Erzeugt die “Energie des Gravitationsfeldes” selbst ein Gravitationsfeld oder tut sie es nicht?

    sie erzeugt kein gravitationsfeld sondern ist das gravitationsfeld.. es ist kein unendliches perpetuum mobile das energie -> gravitation -> energie -> gravitation -> usw bewirkt sondern schon der as is zustand

    ich hoffe es ist n bissel klarer geworden.. ich habe zumindest den eindruck gehabt dass es mir beim lesen und formulieren klarer geworden ist

  69. #69 MartinB
    19. August 2010

    @perk
    Du bist brillant, das war super.

  70. #70 Niels
    19. August 2010

    @perk

    zu 3.:
    Der Author der Seite meint aber offenbar gerade nicht die fokussierende Rolle der Gravitation. Schließlich steht direkt vor dem fragwürdigen zitierten Ausschnitt folgendes:

    Man könnte demnach auf den Gedanken kommen, eine durch Sternkollaps entstandene Singularität sei eine konsequente Fortsetzung dieses Zusammenhangs – mit einem zu immer größerer Dichte kollabierenden Sternrest, dessen Gravitationswirkung dementsprechend anwächst und zu noch stärkerer Verdichtung führt, bis sich Dichte und Gravitationsfeld in diesem Wechselspiel so aufgeschaukelt haben, dass sie unendliche Werte annehmen.

    Tatsächlich ist ein solches Aufschaukeln für die Anfangsphasen des Kollapses charakteristisch, nicht aber für die weitere Entwicklung. Grund dafür ist, dass die Einsteingleichungen, die in der Allgemeinen Relativitätstheorie das Wechselspiel von Gravitation, Geometrie und Materie regeln, eine Eigenschaft besitzen, die in der Mathematik Nichtlinearität heißt. Übersetzt in die Physik bedeutet dies, dass Gravitation selbst Gravitationseffekte hervorrufen kann – Gravitation erzeugt weitere Gravitation!

    Sobald die Gravitation stark geworden ist, wirkt das Gravitationsfeld selbst als starke Gravitationsquelle, erzeugt damit ein noch stärkeres Gravitationsfeld,[…]

    Wie gesagt, die Argumentation dieser Seite leuchtet mir auch nicht ein.
    Entweder kann sich da jemand nur erstaunlich schlecht ausdrücken (das ganze hat als Zielgruppe ganz normale Menschen, nicht Physiker oder Studenten) oder auch für das Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik Schreibende haben nicht unbedingt alles verstanden.
    Oder kann man obiges auch irgendwie so verstehen, dass es doch richtig ist?

    Aber auf jeden Fall ein ganz großes Dankeschön. Du kannst schließlich nix dafür, dass mich eine Internetseite verwirrt hat.

  71. #71 perk
    20. August 2010

    ich habe mir jetzt noch 3-4 mal die beschreibung des sphärisch symmetrischen staubkollapses im MTW durchgelesen.. der M parameter der äußeren schwarzschildlösung ist für den gesamten kollaps konstant.. vom stern über den zeitpunkt der ausbildung des ereignishorizonts bis hin zur singularität die energie ändert sich nicht.. nur die dichten

    mich verwirrt diese internetseite also genauso

  72. #72 MartinB
    20. August 2010

    @perk und Niels
    Schreibt doch dem Autor der Seite ne mail mit Verweis auf diese Diskussion, vielleicht erklärt er ja, was er meint.

  73. #73 H.M.Voynich
    14. Dezember 2011

    Wenn man ein Gesellschafts-(Brett- oder Karten-)spiel konzipieren wöllte, das die Regeln der Physik nachahmt – dann wäre Energie eine Art Währung, die jeder versucht loszuwerden.

  74. #74 H.M.Voynich
    14. Dezember 2011

    (Fortsetzung:)
    “Energie” wäre im Spiel also sowas wie der Schwarze Peter.
    Doch das genügt bei weitem nicht, um sie angemessen zu charakterisieren.
    Ein weiterer Aspekt sind die vielen – scheinbar völlig unterschiedlichen – Erscheinungen, in denen sie auftritt.
    Nehmen wir zum Beispiel ein Mensch-Ärgere-Dich-nicht-Brett, bei dem nicht gewürfelt wird, sondern jede Figur zieht jedesmal – sagen wir, 6 Felder weit.
    Aus taktischen Gründen (die noch zu erzeugen wären) ist es aber für den Spieler günstiger, seine Figuren langsamer zu bewegen. Unter bestimmten Bedingungen (Reibung) kann er dafür seine Zugweite verringern.
    Die Zugweite verringern, indem man zum Ausgleich Scharze-Peter-Karten aufnimmt, entspräche einer Neutrino-Oszillation, oder? 😉

  75. #75 H.M.Voynich
    14. Dezember 2011

    (wenn ich hier nachträglich korrigieren könnte, würde ich in den Satz: “kann er dafür seine Zugweite verringern” noch ein “nachhaltig” einfügen, um den Gedanken der Trägheit deutlich zu machen. Anstatt andere Figuren “rauszuwerfen”, überträgt man ihnen “Momentum”, das sie nicht haben wollen.)

  76. #76 H.M.Voynich
    14. Dezember 2011

    (Naiv denkt man ja, Energie sei eine Währung, die man haben möchte. Die ganze “Freie-Energie-Forschung” beruht darauf. Sie könnten falscher nicht liegen …)

  77. #77 MartinB
    14. Dezember 2011

    @HM Voynich
    Lustige Idee.

    “dann wäre Energie eine Art Währung, die jeder versucht loszuwerden.”
    Das gilt aber letztlich nur unter Einbeziehung der Thermodynamik. “Systeme streben immer ins energetische Minimum” ist zwar eine häufig gemachte Verkürzung, die ist aber mit Vorsicht zu genießen.

    “Die Zugweite verringern, indem man zum Ausgleich Scharze-Peter-Karten aufnimmt, entspräche einer Neutrino-Oszillation, oder? ;)”
    Eigentlich ist das doch eher der Higgs-Mechanismus.

  78. #78 H.M.Voynich
    14. Dezember 2011

    Zitatzitat: “Die Zugweite verringern, indem man zum Ausgleich Scharze-Peter-Karten aufnimmt, entspräche einer Neutrino-Oszillation, oder? ;)”
    Zitat: Eigentlich ist das doch eher der Higgs-Mechanismus.

    Mhhhhh … als ich mein Fachabi machte, war mein Lehrer noch ziemlich sicher, daß Neutrinos massefrei wären. Kann das inzwischen dank der Oszillation als widerlegt gelten?
    Für mich (als Laien) bedeutet die Oszillation, daß Neutrinos ihre Masse~Energie ändern können (bzw. in Superpositionen aus den drei möglichen Zuständen existieren), ohne dabei an anderen Teilchen zu “reiben”, als an sich selbst (eine “stoßfreie” Änderung der Energiekomponenten, wie sie scheinbar nur die Neutrinos beherrschen).
    Da aber der Impuls (im Rahmen der Unschärfe) eine Erhaltungsgröße zu sein scheint, müßte die oszillierende Masse durch ebenfalls oszillierende Geschwindigkeit ausgeglichen werden – oder ist diese Vorstellung zu naiv? Ist das Tau-Neutrino von der Sonne langsamer als das Elektron-Neutrino?

    Zur Thermodynamik: Eigentlich dachte ich an’s genaue Gegenteil: die Thermodynamik erzeugt (logisch konsequent auf statistischer Basis) einen Zeitpfeil, der in ihren Vorraussetzungen noch nicht existiert.
    Die Entropie-Zunahme (bzw. Nicht-Abnahme) müßte ich auch finden können, wenn ich in die Vergangenheit reise. Das ist aber nicht der Fall. Aus irgendeinem Grund (Urknall?) gab es in der Vergangenheit eine Zustand niedriger Entropie (von dem wir noch heute zehren).
    Nein, auch ohne Thremodynamik versucht doch jedes angeregte Elektron im Wasserstoff immer, durch Aussendung eines Photons seine Energie zu minimieren, die kleinste Schale zu erreichen (in der es zwar noch kinetische Energie besitzt, aber andererseits so sehr ruht, wie es nur irgend ruhen kann), oder?
    Jedes ballistische Geschoss maximiert seine Eigenzeit.
    Wen ich mich in der Physik umschaue, scheint Energie stets ein Pfui-Zustand zu sein, aus dessem Gradient zu seiner Umgebung und seinem Bestreben, diesen auszugleichen, alles weitere resultiert.

  79. #79 MartinB
    14. Dezember 2011

    Also ich glaube, dass Neutrinos eine Masse haben, ist ziemlich (aber nicht absolut) sicher. Aber der Trick bei den Oszillationen ist doch (soweit ich mich erinnere, lege meine Hand dafür nicht ins Feuer) gerade der, dass die Neutrinos wenn sie von der Sonne zur Erde fliegen, in einem Massen-Eigenzustand sind, der aber eben kein Eigenzustand zur Neutrino-Sorte ist. (So steht das, wenn ich es beim kurzen Überfliegen richtig sehe, auch hier:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Neutrino_oscillation#Theory)

    Das Higgs dagegen ist ja genau der Mechanismus, mit dem die eigentlich masselosen Teilchen ihre Masse bekommen, dazu gibt’s die Tage hier auch mal nen ausführlichen Artikel.

    “Nein, auch ohne Thremodynamik versucht doch jedes angeregte Elektron im Wasserstoff immer, durch Aussendung eines Photons seine Energie zu minimieren, die kleinste Schale zu erreichen ”
    Das klappt aber nur, weil das angeregte Elektron in einem Vakuum (bei T=0) ist – pack es in ein Strahlungsfeld bei endlicher Temperatur, und es wird sich ein Gleichgewicht unterschiedlicher Zustände einstellen.

    “Wen ich mich in der Physik umschaue, scheint Energie stets ein Pfui-Zustand zu sein, aus dessem Gradient zu seiner Umgebung und seinem Bestreben, diesen auszugleichen, alles weitere resultiert.”
    Das ist aber nur der Anschein, den du hast, weil du eben meist isolierte Systeme (sprich T=0) betrachtest… Immerhin ist die Energie eine Erhaltungsgröße.

  80. #80 H.M.Voynich
    14. Dezember 2011

    @MartinB:
    “…, dass die Neutrinos wenn sie von der Sonne zur Erde fliegen, in einem Massen-Eigenzustand sind, der aber eben kein Eigenzustand zur Neutrino-Sorte ist.”

    Darf man also kurz sagen, daß ein typisches Sonnen-Neutrino kein Elektron-, Tau oder Myon-Neutrino ist, sondern fast immer eine Mischung/Superposition aus allem?

  81. #81 MartinB
    14. Dezember 2011

    @HMVoynich
    Ja, das oszilliert zwischen den Zuständen hin und her. Zu jedem Zeitpunkt hat es also Anteile von allen dreien – wenn ich dann eine Messung mache, indem das Neutrino wechselwirkt, dann wird einer der drei Zustände nach den Quantenmechanik-Regeln ausgewählt. Ich glaube, Jörg hat das mal irgendwo erklärt – kannst ja mal auf Sb nach Neutrino-Oszillation suchen.

  82. #82 H.M.Voynich
    14. Dezember 2011

    @MartinB:
    Jup, danke. Mach ich.
    (Obwohl ich schwören könnte, das alles schonmal gelesen zu haben. Aber nochmal schadet nie.)
    Eigentlich ging es mir ja gar nicht um Neutrinos, sondern darum, ob das Prinzip der Energie-Minimierung (und in meinen Laien-Augen gleichbedeutend: der Eigenzeit-Maximierung) wesentlich/konstituierend sein könnte für den Versuch, den Begriff “Energie” zu begreifen. Scheinbar ist dem nicht so …?

  83. #83 H.M.Voynich
    14. Dezember 2011

    (Die Vorstellung von einem Elektron, das Energie abgibt, um eine niedrigere “Schale” zu erreichen, ist zeitsymmetrisch: wenn man die zeitliche Reihenfolge umkehrt, sieht man ebenfalls ein Elektron, das Energie aufnimmt und sie daraufhin so schnell wie möglich wieder los wird …)

  84. #84 H.M.Voynich
    14. Dezember 2011

    Korrektive Spitzfindigkeit: in der Zeitumkehr sieht man statt eines Elektrons ein Positron. Macht aber nix, oder …?

  85. #85 MartinB
    14. Dezember 2011

    @HM Voynich
    “Eigentlich ging es mir ja gar nicht um Neutrinos, sondern darum, ob das Prinzip der Energie-Minimierung (und in meinen Laien-Augen gleichbedeutend: der Eigenzeit-Maximierung) wesentlich/konstituierend sein könnte für den Versuch, den Begriff “Energie” zu begreifen. Scheinbar ist dem nicht so …?”
    Nein – weil das auf atomarer Ebene ja nicht gilt – da ist alles zeitsymmetrisch, wie du ja selbst auch schreibst. Dass wir häufiger die eine als die andere Richtung beobachten ist eben eine frage der Wahrscheinlichkeiten.

    “wenn man die zeitliche Reihenfolge umkehrt, sieht man ebenfalls ein Elektron, das Energie aufnimmt und sie daraufhin so schnell wie möglich wieder los wird ”
    Wieso das? Wenn ich mit zwei weit entfernten teilchen (Elektron/proton) starte, dann stürzt das Elektron auf das proton und strahlt dabei Energie ab. Wenn ich den Film umdrehe, dann strahle ich lauter passende Photonen ein, die dem Elektron immer mehr Energie geben, bis es sich vom Proton löst.

    “in der Zeitumkehr sieht man statt eines Elektrons ein Positron. ”
    Jein. Man kann zwar ein Positron in der QFT als rückwärts in der Zeit laufendes Elektron auffassen, das ist aber nicht zwingend. Wenn du das hier so machst, dann wird aus dem Proton aber natürlich auch ein Anti-Proton.

    Um es nochmal ganz klar zu sagen: Die Vorstellung, dass Systeme ihre Energie minimieren, funktioniert nur, wenn es dissipative Prozesse gibt, also solche, die Energie “verbrauchen”. Deswegen kommen rollende Bälle zur Ruhe und deswegen fällt ein Elektron in den Grundzustand – das Vakuum nimmt die Energie auf, und vom atomaren System aus gesehen ist die dann weg. Letztlich beruht das immer darauf, dass wir nicht abgeschlossene Systeme haben – in abgeschlossenen Systemen ist die Energie ja erhalten.

  86. #86 H.M.Voynich
    14. Dezember 2011

    (Feynman hat sich nach eigener Aussage mal einen Spaß mit einem Assistenten Einsteins geleistet, indem er ihn fragte, wie eine Flugbahn verlaufen müßte, auf der die Eigenzeit maximal ist.
    Wir haben da einerseits die SRT, die besagt, daß die Zeit umso langsamer vergeht, je schneller sich der Körper bewegt. Und andererseits die ART, welche die Zeit schneller verlaufen läßt, umso mehr sich der Körper vom Messezentrum des Planeten ernfernt.
    Kombiniert man beides, erhält man genau die balistische Kurve, die auch vom “Prinzip der kleinsten Wirkung” beschrieben wird.
    Feynman zufolge kann dieser Einstein-Assistent die RT nicht verstanden haben, wenn er sich erst hinsetzen muß und dieses Ergebnis ausrechnen – er hätte spontan die balistische Kurve als Lösung anbieten müssen, ohne sich erst hinzusetzen und lang herumzurechnen …
    Zur Ehrenrettung dieses Assistenten sei gesagt, daß er nach seiner Rechnung mit der richtigen Kurve herauskam.

  87. #87 H.M.Voynich
    14. Dezember 2011

    @MartinB: “Wieso das? Wenn ich mit zwei weit entfernten teilchen (Elektron/proton) starte, dann stürzt das Elektron auf das proton und strahlt dabei Energie ab. Wenn ich den Film umdrehe, dann strahle ich lauter passende Photonen ein, die dem Elektron immer mehr Energie geben, bis es sich vom Proton löst.”

    Danke für dieses schöne Bild – darüber muß ich ein Weilchen nachdenken. 😉

  88. #88 H.M.Voynich
    14. Dezember 2011

    Das angeregte Elektron vom Wasserstoff fällt also nur dann in seinen Grundzustand (aufs S-Orbital) zurück, wenn da draußen jemand ist, der mit der Energie mehr anzufangen weiß?

  89. #89 MartinB
    14. Dezember 2011

    @HMVoynich
    Das mit der Eigernzeit habe ich in meiner ART-Serie erklärt, ich glaube in teil 5.

    “Das angeregte Elektron vom Wasserstoff fällt also nur dann in seinen Grundzustand (aufs S-Orbital) zurück, wenn da draußen jemand ist, der mit der Energie mehr anzufangen weiß?”
    Nein, es würde auch sonst zurückfallen, aber wenn es in einer Umgebung mit hoher Strahlungsdichte wäre, würde es ebenso oft wieder angeregt werden, wie es runterfällt, es wäre ein zyklischer Vorgang.

  90. #90 H.M.Voynich
    14. Dezember 2011

    @MartinB:
    “aber wenn es in einer Umgebung mit hoher Strahlungsdichte wäre, würde es ebenso oft wieder angeregt werden, wie es runterfällt”
    OK, das ist unmittelbar einleuchtend. Aber es versucht, die Energie abzugeben, so oft es kann? Es bleibt selten in dem hohen Zustand und wartet darauf, noch höher gehoben zu werden, oder?

  91. #91 MartinB
    14. Dezember 2011

    @HM Voynich
    “Es bleibt selten in dem hohen Zustand und wartet darauf, noch höher gehoben zu werden, oder?”
    Naja, hängt davon ab. Ein Elektron in einem metastabilen angeregten Zustand kann da zum Teil Stunden bleiben, das ist die Grundlage der Phosphoreszenz.

    Begriffe wie “versucht, so oft es kann” sind da ziemlich irreführend – wie oft pro Sekunde kann es denn? Und was heißt versuchen? Der Prozess ist ja möglich.

    Etwas genauer: Ein Elektron in einem angeregten Zustand hat eine Halbwertszeit dafür, wieder in den Grundzustand zurückzufallen. In einen höher angeregten Zustand kann es natürlich nicht zerfallen, dafür braucht es Energie. Strahle ich auf ein Elektron im Grundzustand dagegen ein passendes Photon, kann ich es anregen. Die Wahrscheinlichkeit dafür ist in beiden Richtungen dieselbe (das ist Fermis Goldene Regel). Insofern ist die “Tendenz zur Energieminimierung” irreführend – die ist mehr eine Aussage darüber, was für physikalische Systeme wir normalerweise betrachten als eine fundamentale Aussage über die Natur. Und ganz sauber lässt sich das erst in der Thermodynamik fassen.

    Vielleicht schreibe ich darüber irgendwann mal was, ich setze es auf die Liste…

  92. #92 Helmut Wiedemann
    3. September 2016

    Hier bin ich wieder am Anfang. Damit es schneller geht, sage ich kurz meine Auffasung und Sie sagen nur das ist logisch oder nicht.
    1. Energiebegriff
    Für mich ist das ein mathematischer Begriff, der es erlaubt Dinge zu vergleichen, die man sonst nicht vergleichen könnte. Z.B Elektrischen Strom und Wärme. aber Energie gibt es nicht ?????

  93. #93 MartinB
    3. September 2016

    @Helmut
    Habe ich jetzt nicht verstanden.
    Energie ist ein physikalisches Konzept zur Naturbeschreibung, das prima funktioniert. Ob es deswegen Energie “gibt” weiß ich nicht – “gibt” es Geschwindigkeiten? Gibt es Strom?

  94. #94 Helmut Wiedemann
    3. September 2016

    O.K. Das ist ein sprachliches Problem.
    Der Unterschied zwischen den Energiearten liegt doch darin, dass sie unterschiedlich aussehen. Die Flamme einer Kerze sieht anders aus als ein Funke zwischen zwei Elektroden. Die Ursache ist auch eine andere. Ihre Energie lässt sich aber berechnen. Ich verzichte also auf Ursache und Unterschiede und werfe beide Ereignisse in einen Topf um sie zahlenmäßig vergleichen zu können. Also kommt der Energie nur noch die Realität einer Größe und eines bestimmten Betrages zu. Auf die Realität ihrer Erscheinungsform verzichte ich. Einverstanden?