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Was ist ein Algorithmus?

14. April 2012, 18:07

Vor kurzem hörte ich, wie ein Anwalt mit großer Erfahrung und langer Praxis über einen juristischen Fall berichtete, in dem es um eine so genannte Erfindungsbenennungsklage ging. Im Mittelpunkt stand eine technische Erfindung, die im wesentlichen auf der Entwicklung einer Software beruhte, und diese wiederum fußte auf einer bestimmten mathematischen Einsicht und einem daraus abgeleiteten Berechnungsverfahren.  Eine Firma, die diese Erfindung verwerten wollte, hatte sie zum Patent angemeldet, ohne aber die eigentlichen Erfinder und Entwickler der Software, nämlich Mitarbeiter einer anderen Firma in der Patentschrift zu nennen. Beide Firmen waren über diese Software ins Geschäft gekommen, waren dann aber in Streit geraten über die Form der Verwertung.  Solch ein Fall gilt unter Juristen als exotisch. "Wer von ihnen weiß schon, was ein Algorithmus ist." hieß es. » weiter

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Aus Daten Schlüsse ziehen

13. März 2012, 18:38

Mein Fitness-Center hatte mir zu meinem Geburtstag einen Gutschein über eine "Körperanalyse" geschenkt. Natürlich habe ich diesen bald eingelöst; ich war neugierig, was sich hinter solch einer Analyse verbirgt. Es war ernüchternd: Ich musste mich einfach auf eine metallische Plattform stellen und bekam in jede Hand eine Hantel, um in Kontakt mit zwei Elektroden zu kommen. Dann  wurde ein schwacher, für mich nicht merkbarer Wechselstrom durch meinen Körper geschickt, wobei die Frequenz über einen gewissen Bereich variiert wurde:  Schon war die Analyse geschehen. Nach ein paar Minuten kam ein Protokoll aus dem Drucker, in dem säuberlich und graphisch übersichtlich dargestellt das Gewicht meines Körpers aufgeteilt worden war in Anteile von Muskeln, Fett, Knochen - und das auch noch getrennt für Arme, Beine und Rumpf.   » weiter

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Wie man mit dem Zufall rechnet - Stochastische Prozesse

09. Dezember 2011, 13:59

Die Physik gilt vielen als eine Wissenschaft, die streng kausale Regelmäßigkeiten in der Natur entdeckt und diese als deterministische Naturgesetze in mathematischer Sprache formuliert. In der Tat, die ersten großen Theorien, die in der Geschichte der Physik entstanden, führten zu dieser Vorstellung: Aus ihren Gleichungen kann man eindeutig und in der Praxis auch verlässlich den zukünftigen Zustand eines physikalischen Systems berechnen, wenn man nur die angemessenen Anfangswerte berücksichtigt. Das Funktionieren unserer technischen Geräte bestätigt jeden Tag aufs Neue diese Vorhersagefähigkeit; beim Entgleisen von Zügen oder Abstürzen von Fliegern versagen ja nicht physikalische Gesetze sondern Menschen.

In unserem täglichen Leben aber erfahren wir ständig Unerwartetes und Zufälliges. Unser permanentes Problem ist es, dass wir die Zukunft nicht kennen (auch wenn wir manches Zukünftige gar nicht so genau wissen wollen). Das Unberechenbare gilt als das spezifisch zum menschlichen Leben gehörende und gibt Stoff für viele mehr oder weniger ernste Beziehungsdramen; natürlich ist dabei mit physikalischen Begriffen und Gesetzen nichts auszurichten.  » weiter

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Schneller als Licht?

30. September 2011, 19:26

In den Zeitungen findet man dieser Tage wieder Meldungen aus dem Forschungszentrum CERN in Genf.  Dieses Mal geht es nicht um schwarze Löcher  oder um die Suche nach dem Higgs-Boson,  vielmehr um einen Hilferuf einer Forschergruppe an die übrige Forschergemeinde.  Ihre Daten aus einem Experiment mit Neutrinos  können sie bisher nur so interpretieren, dass die Neutrinos, die  Genf erzeugt und in Italien tief unter dem Gran-Sasso-Massiv nachgewiesen werden,  schneller als Licht sind.  Das widerspricht aber einem fundamentalen Prinzip der Relativitätstheorie, und, so schließen sie erst einmal, müssen sie in ihren Überlegungen zur Interpretation der Daten irgendeinen Fehler gemacht haben, den vielleicht andere Physiker, die mit etwas mehr Abstand an die Sache herangehen können, entdecken könnten.  In den Zeitungen aber spekulierte man schon darüber, ob mit diesem Experiment nun "Einstein widerlegt" würde, d.h. die Relativitätstheorie Einsteins aus dem Jahre 1905 umgeschrieben werden müsse. » weiter

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Wandlungen des Materiebegriffes

07. September 2011, 21:18

Beobachter der Entwicklung der Naturwissenschaften stellen fest, dass es dort auf der Ebene der Gesetze in Form mathematischer Relationen große Kontinuität gibt, dass sich aber die Begriffe, mit denen man mit die Dinge dieser Welt fassen will, oft verändern. So ging es auch dem Materiebegriff und will man diesen Wandlungen bis zu den heutigen Vorstellungen der modernen Physik nachspüren, so steht man als guter Bildungsbürger, der man als Physiker ja auch noch ist, in Versuchung, zunächst bei den Vorstellungen im antiken Griechenland anzufangen und die Entwicklung des Begriffes in der abendländischen Naturphilosophie zu rekapitulieren. Das mag ganz unterhaltsam sein - es ist immer interessant zu sehen, wie unsere Vorfahren vor uns einst gedacht haben - aber für unserer heutiges Verständnis von Materie spielen alle diese Spekulationen keine Rolle. Deshalb möchte ich bei der naiven Alltagsvorstellung von Materie einsetzen, die auch Galilei bei seinen ersten naturwissenschaftlichen Untersuchungen zum freien Fall im Kopf hatte, um dann, der Geschichte der Physik folgend, zu berichten, was wir heute unter Materie verstehen. » weiter

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Individualität und die Ununterscheidbarkeit der Quanten

20. Juli 2011, 21:36

Regelmäßigkeiten der Natur, die wir heute bei Atomen und deren Bestandteilen feststellen, beschreibt man sehr erfolgreich mit der Quantenmechanik. Bei der Entwicklung dieser Theorie gelangte man zwangsläufig zu Vorstellungen über die elementarsten Dinge dieser Welt, die unserem Alltagsverstand fremd, merkwürdig und unvorstellbar erscheinen. Quanten besitzen z.B. nicht wie übliche Dinge unserer Makrowelt gleichzeitig verschiedene wohl definierte Werte für ihre verschiedenen Eigenschaften. Das bedeutet auch, dass sich das, was wir allgemein unter Realität verstehen, erst in unserer mesoskopischen bzw. makroskopischen Welt bei Systemen von vielen Quanten als emergente Eigenschaft ergibt. Ich habe dieses z.B. in meinem Blogartikel "Realität und Nichtseparabilität in Quantenmechanik und Buddhismus" weiter ausgeführt. Hier will ich über eine weitere Merkwürdigkeit der Quanten berichten; diese ist weniger prominent und kommt seltener zur Sprache. Es ist die Tatsache, dass man bei bestimmtem Systemen von vielen Quanten den einzelnen keine "Individualität" mehr zubilligen kann. Formal verbirgt sich das hinter dem Begriff der "Ununterscheidbarkeit " der Quanten. Was diese bedeutet und in welche Folgen das für den Begriff der Individualität hat, darüber möchte ich also berichten.  » weiter

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Was bedeutet eigentlich Einsteins Formel E=mc² ?

31. Mai 2011, 10:08

Keine Formel der modernen Physik, ja der Physik überhaupt, ist in der allgemeinen Öffentlichkeit wohl so bekannt wie die Einsteinsche Formel E = mc². Man findet sie auf Briefmarken, kleine Kinder raunen sie einem manchmal mit wissendem Gesichtsausdruck zu, und manchmal findet sie den Weg in das Feuilleton einer überregionalen Zeitung.  Viele wissen wohl, dass diese Formel irgendetwas mit einer Äquivalenz von Masse und Energie zu tun hat  und dass das bei einer Atombombe und bei einem Atomreaktor eine große Rolle spielt. Diese Formel ist für viele so der Inbegriff der modernen Physik mit all ihren schrecklichen Möglichkeiten und "Geheimnissen" geworden und ein Kommentator eines meiner Blogartikel verstieg sich sogar zu der Aussage, dass  "Einsteins Formel E = mc² die Komplexität des Universums auf fünf Zeichen komprimiert." » weiter

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Der Zufall

10. April 2011, 22:14

"Rein zufälllig" sei es passiert, so flechten wir manchmal ein, wenn wir von einem Ereignis reden. Es ist eben passiert und wir können keinen Grund  dafür angeben, haben keinerlei  Erklärung dafür.  Der Zufall ist uns vertraut, wir reden von den Zufälligkeiten des menschlichen Lebens, der Philosoph etwas vornehmer von der Kontingenz. Wir wissen, dass vieles Mögliche und manches "Unmögliche" passieren kann, ohne dass wir eine Notwendigkeit dafür einsehen.  Wenige aber wissen wohl, dass der Begriff des  Zufalls in Mathematik und Physik eine lange Geschichte hat und in manchen physikalischen Theorien eine "tragende Rolle" spielt.  Der Zufall ist also wieder einer jenen Begriffe, die im Alltag zu Hause waren und auch heute noch sind, in der Wissenschaft aber eine Präzisierung erfahren haben und zum wichtigen Denkwerkzeug geworden sind. » weiter

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Über die Zeit

13. Dezember 2010, 10:38

"Die Zeit, die ist ein sonderbar Ding", so beginnt die Marschallin im "Rosenkavalier" zu räsonieren, und gesteht dabei: "manchmal steh' ich auf, mitten in der Nacht, und lass die Uhren alle, alle steh'n". Die Zeit ist für uns wohl eines der rätselhaftesten Phänomene, sowohl im eigenen Erleben wie auch in Physik, Philosophie oder Psychologie. Schon viel ist darüber geschrieben worden, ein konkreter Fortschritt ist eigentlich nur durch die Relativitätstheorien erzielt worden. Warum also noch ein Beitrag zu diesem Thema? Damit auch wirklich alles von allen gesagt worden ist? Oder weil man eine wilde Spekulation los werden will? Ich möchte im Gegenteil nur einmal versuchen zu rekapitulieren, was man wohl zu Recht bisher über die Zeit sagen kann.  » weiter

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Realität und Nichtseparabilität in Quantenmechanik und Buddhismus

28. September 2010, 19:08

Will man über Realität und Nichtseparabilität in Quantenmechanik und Buddhismus reden, muss man sich erst etwas vor Augen halten, was man für so selbstverständlich hält, dass man sich wundert, wieso man überhaupt darüber redet:  Die Tatsache nämlich, dass wir ein Ding oder einen Prozess untersuchen oder analysieren können, ohne gleich die ganze Welt mit einzubeziehen. Diese Erfahrung, dass es sich bei einer Frage an die Natur lohnt, die Welt zu separieren in ein zu untersuchendes System und in seine Umgebung, beherrscht die gesamte Naturwissenschaft.  Ja, hätte eine solche Aufteilung nicht schon am Anfang der Physik einen solchen Erfolg gehabt, wäre wohl kaum die Entwicklung einer Naturwissenschaft, wie wir sie heute kennen, in Gang gekommen.  » weiter

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