Notizen zur Unschärfe

	Notizen - Gedanken über die Unschärfe - Zwischen 2 Messungen ist immer eine unbekannte Lücke	zurück letzte Seite


Der Große Baumeister, Gott oder die Natur läßt sich also nicht so einfach in die Karten kucken, wie es in der Schule gelehrt wird.
• Gegenwart ist immer nur ein ZWISCHEN — zwischen Vergangenheit und Zukunft. • ALLES - was die Sinne wahrnehmen können - ist außerhalb der Sinnesorgane, also bereits Vergangenheit - AUSSEN • ALLES - was einem Mensch durch die Sinne bewußt wird, ist immer Gegenwart innerhalb seines Körpers - INNEN • Bewußtsein ist kein Ding AUSSEN, sondern ein Prozess INNEN. Physikalisch ist nur Strom meßbar - AUSSEN • Was das Auge AUSSEN sieht • muß durch Pupillen nach INNEN • und wird durch Handlung wirksam - AUSSEN
Das Prinzip Unschärfe	Größräumige Strukturen können wir mir einem Blick überschauen, wie zum Beispiel eine Landschaft mit Wäldern, Seen und Ortschaften, aber dann sind keine Einzelheiten zu erkennen. Gehen wir dichter heran, sehen wir mehr Details, aber dann ist die Landschaft weg. Wir werden nie beides zugleich physikalisch wahrnehmen können. Und ein Foto zeigt den Zustand der Umwelt immer nur zu einem einzigen Zeitpunkt und immer nur von einem einzigen Punkt im Raum aus. Mehr nicht. Erst ein zweites Foto kann zeigen, ob sich etwas verändert hat oder nicht. Die Grafik links zeigt zwei Aufnahmen, jeweils abwechselnd im Takt von 6/10 Sekunden. Wir sehen abwechselnd zwei Zustände, aber wir sehen hier keinerlei Bewegung zwischen diesen beiden Zuständen. Es gibt sie nicht. Trotzdem interpretieren wir es als fließende Bewegung, obgleich gar keine da ist! Die wichtigste Erkenntnis der Quantentheorien ist also einfach: was zwischen 2 Messungen geschieht, das kann man auch nicht messen und das hat man nie gemessen. Man kann nur messen, was sich bereits geändert hat. Und das geschieht immer vor einer zweiten Messungen.
Der Mythos Schärfe	Mathe, Physik, Wirklichkeit Ein Problem der Unschärfe ist, daß wir unsere Mathe Formeln für die physikalische Wirklichkeit halten. Solange wir mechanisch mir Hammer, Säge oder Feile herumhantieren, funktioniert das, weil die Atome so klein sind. Und im Weltraum sind die Sterne rund, weil sie so weit weg sind. Sobald wir jedoch in Ebenen vordringen, für die wir keine natürlichen Sinne haben, klappt das nicht mehr. Eine Murmel ist noch rund, aber mit runden Murmel können wir keinen exakten, pi-Zahl runden Kreis machen. Mit Atomen geht das vermutlich auch nicht. Dazu kommt, daß im Weltraum alles in Bewegung ist. Auf der Sonnenkugel finden gewaltige Energieausbrücke bis 100.000 km statt und auf der Atomoberfläche springen die Elektronen pausenlos zwischen den möglichen Schalen hin und her. Da hilft es auch wenig, daß wir die Kreiszahl pi auf Tausend Milliarden Stellen hinter dem Komma ausrechnen konnten. Sie kommt in der Wirklichkeit des Weltraums nicht vor, siewhe auch die Kreiszahl pi. Wenn alles in Bewegung ist, dann kann es in der Wirklichkeit prinzipiell keine scharfen Grenzen geben. Insofern ist es eine Illusion, daß wir irgend etwas exakt messen und berechnen können. Die Elektronen und Quarks unserer Meßgeräte sind ja selber dauernd in Bewegung. Das war den "Großen" aus Forschnung und Wissenschaft natürlich bekannt, siehe auch Zitate großer Wissenschaftler zurück letzte Seite
Unschärfe der Worte Transzendenz, Geist, Anima, Seele, Wahrheit, absolute überpersönliche Wirklichkeit	objektiv und subjektiv Objektiv waren alle Dinge, die wir anfassen oder auf die wir zeigen können. Wissenschaft kann aber ohne Formeln, Zahlen und Experimente nichts berechnen. Deshalb muß heute alles meßbar und berechnebar sein und durch Experimente wiederholt werden können. Subjektiv ist dann alles, das diese Eigenschaften nicht hat wie z.B.: Gott und Seele oder Ethik, Moral und Gewissen. Dinge haben Eigenschaften und sie tun etwas. Regen fällt zu Boden, ist flüssig und naß und wenn es draußen sehr kalt ist, wird es Eis, ist fest und kalt. Diese Phänomene wurden im mystischen Altertum mit Regengott und Geister beschrieben, die man nicht anfassen oder sehen konnte. Bei Aristoteles wurden es dann efficiens, materialis, formalis und finalis, die man auch nicht anfassen oder sehen konnte. Heute sind diese Objekte objektiv: H₂O, die objetiv auf Schwerkraft reagieren, die wir auch nicht anfassen oder sehen können. Oder einfach: So wie uns der Papst kein physikalisches Stück GOTT einwickeln und geben kann, genau so wenig kann uns ein Physiker einen Eimer voll SCHWERKRAFT mitgeben. Experten zurück letzte Seite
Unschärfe beim Rechnen	In den 1960er Jahren hatte der Meteorolge Edward N. Lorenz eine Wetterberechnung mit dem damaligen Großrechner durchgeführt und zuhause am PC wiederholt. Das Ergebnis war schockierend. Beide Rechner kamen mit gleichen Daten und Formeln zu zwei völlig unterschiedlichen Werten. Der Vergleich der Rechenschritte führte zu wichtigen Erkenntnissen von Chaos- und nichtlinearen Gleichungen. Wetter fängt nicht irgendwo neu an. Das Wetter von übermorgen errechnet sich aus den Daten, die zunächst für morgen berechnet und die dann für übermorgen eingesetzt werden. Ein Großrechner rechnete mit mehr Nachkommastellen (ich glaube, es waren damals 16) als der PC. Aus der Anzahl der Nachkommastellen ergeben sich aber unterschiedliche Werte, die sich bei nichtlinearen Rechnungen gegenseitig hochschaukeln können. Wir können uns das mit einem Taschrechner verdeutlichen. Es macht einen gewaltigen Unterschied, wie oft wir etwas iterieren und mit welchen Zwischenergebnissen wir weiter rechnen wie zum Beispiel: `1 : 0,9 = 1,111.111.111.111.111.111.111.111.111` `1 : 0,999999999 = 1,000.000.001.000.000.001.000.000.001` Wenn wir dann z.B. mit unterschiedlichen Nachkommastellen weiter rechnen, erhalten wir beispielsweise: 1,111.111³ = 1,371.741 oder 1,000.000³ = 1. So bleibt auch ... 1,000.000^1.371.741 = 1. Es bleibt immer EINS Später ergibt 1 : 1,371.741 = 0,729.000.591.219.479.478...usw. 1 : 1,000.000 = 1,000.000 ..... ..... ..... ..... ..... usw. Mit wie vielen Stellen hinter einem Komma müssen wir eigentlich rechen damit bei nichtlinearen Gleichungen wirklich richtige Ergebnisse heraus kommen? Außerdem zeigt der Taschenrechner auch noch falsche Zahlen an, siehe hierzu Ziffern oder Zahlen. zurück letzte Seite
Unschärfe im Meßverfahren	Das ist nun nicht das Problem der Mathe, sondern der Physik und der Technik. Mathe ist vom Prinzip her massenlos, beginnt mit ihrer eigenen Logik und mit eigenen Postulaten, die sie nicht aus der Natur ableitet. Sie kann daher keine Eigenschaften beschreiben. 3 Atome sind einfach 3 Atome. Physikalische Eigenschaften können aus Mathe nicht abgeleitet wie zum Beispiel "(2 × H) + (1 × O) = 1 Wassermolekül". Wasser hat völlig andere Eigenschaften. Ein Wassermolekül hat keine Qualitäten. Es ist weder ein Wasser-naß noch ein Eis-kalt. Erst sehr, sehr viele von diesen Dingern können Eigenschaften machen wie Wellen und Regenwolken oder Tsunamis oder Hurrikans. Wo sind die Grenzen und die Übergänge? Einen Hurrikan kann man nicht in einzelne H₂O auflösen. Und wie Stephen W. Hawking schreibt, können wir auch nichts richtig berechnen. "In der Praxis sind jedoch die Berechnungen bei Systemen, die mehr als einige wenige Elektronen enthalten, so kompliziert, daß wir sie nicht mehr durchführen können." Siehe hierzu Die Meßpunkte der Physik
Unschärfe im Alltag	Auf dem Weg zur Arbeit sehen wir vor einem Grundstück einen Maurer. Er steht neben einen Haufen neuer Ziegelsteine und raucht Pfeife. Auf dem Heimweg von der Arbeit sehen wir, der Maurer und der Haufen mit Ziegelsteinen sind verschwunden. Aber jetzt ist das Grundstückt zur Straße hin mit einer Mauer abgeschlossen. Was ist inzwischen geschehen? Wir können raten und im Alltagsleben füllen wir Unkenntnis mit Erfahrungen aus. Tatsächlich wissen wir nicht, wer gemauert hat - der Maurer alleine, mit Kollegen oder eine ganz andere Firma? Wahrscheinlich war es aber... ???
Schärfe in der Mechanik	Unschärfe war bei Dampfmaschinen unbekannt. Zwischen 2 Messungen ist alles örtlich durch lineare Gleichungen determiniert und der Rest war einfach Reibung, Entropie, Abnutzung oder Störfälle und Müll. Jedenfalls hatten Wissenschaftler das Gefühl, mit ihren lokalen Meßverfahren und den vielen linearen Formeln alles im Weltraum berechnen zu können. Wo das nicht klappt, macht man ein "Daumen mal pi Verfahren" (Approximation). Lokal ist aber nur eine Wirkung - Ursachen und Folgen sind nichtlokal und eine Kette von Folgen wird bei Maschinen vorsichthalber gar nicht erst berücksichtig. Und so foß der Dreck einfach weg - durch die Flüsse oder Schornsteine. Dreck berücksichtigen wir auch heute noch nicht - es werden Müllgebühren kassiert. Warum wir heute überhaupt soviel Müll herstellen, wird nicht hinterfragt. Damit es aber immer genügend Müll gibt, werden Fracht, Verpackung und Webung steuerlich subventioniert.
Unschärfe im Auge	Sobald im Auge Licht auf eine Sehzelle fällt, nimmt die Zelle eine Auszeit und leitet erst einmal die Information weiter. Danach wird aufgeräumt und die Zelle bereitet sich auf neues Licht vor. Während dieser Zeit kann die Sehzelle kein Licht wahrnehmen. Das heißt Refraktärphase und gilt prinzipiell für alle Körperzellen, die Information empfangen und weiterleiten wie Augen, Muskeln und Gehirn oder Gene usw... Die Natur gleicht das aus, indem sie nicht nur eine Sehzelle vorsieht, sondern immer gleich rund 100.000.000 oder mehr. So ist immer ein Teil im Dienst und ein Teil hat Auszeit. Im Alltagleben nennen wir so etwas einfach Schichtdienst. So ist dann immer jemand da, aber nicht der selbe. Möglicherweise erkennen wir den Sinn diese Unschärfe im Auge erst, wenn wir die Rhytmen der Informationssysteme des Körpers von den Sinnen, den Nervenbahnen und den Hormonen bis zum Bewußtsein, vom Herzschlag bis zum natürlichen Gefühl für Hunger oder müde als eine Gesamtheit verstehen würden und nicht analytisch-mathematisch-physikalisch in tote Einzelteile zerlegen. zurück letzte Seite
Maya Religion Trugbild (Sanskrit)	Nach der hinduistischen Lehre ist die sichtbare Welt "Maya", ein Trugbild oder eine Illusion, mit der wir uns eine Vielfalt von Wichtigkeiten vorgaukeln. Unser mathematisch-physikalisches Weltbild kann nur die Verpackung erkennen und nicht den Inhalt. Global hat diese "Maya" gewaltige physikalische Auswirkungen, weil alle Illusionen nur durch Rituale und sichtbare Symbole, durch künstliche Grenzen, Bildugssysteme, Versprechungen oder Kriege aufrecht erhalten werden können. Siehe auch das Ch'i Info 2008 zu Maya (Religion) unter: "www.wikipedia.de/"
Unschärfe bei Zenon (490-430 vor Chr.)	Ein Pfeil kann nicht fliegen. Entweder ist der Pfeil an einem Ort, dann fliegt er nicht oder der Pfeil fliegt, aber dann kann er nicht an einem festen Ort sein. Das Problem der Unschärfe ist also schon sehr lange bekannt und formuliert. Es wurde eigentlich nie richtig gelöst, sondern immer nur ausgetrickst, siehe auch Singularität. Mit Mathe funktioniert das, mit Substanz nicht.
Licht	Für Newton (1643-1727) bestand Licht aus Kopuskel, so eine Art klitzekleine Murmeln, die durch einen Äther flogen, aber für Christiaan Huygens (1629-1695) waren es keine Kugeln, sondern Lichtwellen. Einstein (1879-1955) schaffte den Äther ab und wies nach, daß Licht Energie ist. Seit Bohr (1885-1962) ist Licht beides zugleich oder komplementär, entweder Welle oder Teilchen, wobei jedoch nie beides gleichzeitig gemessen werden kann.
Unschärfe bei den Quanten	In der Quantenphysik bleibt zwischen 2 Messungen immer eine Lücke, die wir mit unseren Mitteln nicht ausfüllen können und die mit Wellenformeln wie in der Mechanik nicht berechnet werden konnten. Wenn sich etwas bewegt, kann man Ort und Geschwindigkeit nicht gleichzeitig messen. Das Prinzip war schon vor über 2.500 Jahre von Zenon formuliert worden und wurde 10 Generationen nach Newton wieder entdeckt, weil es mit den Formeln für Licht nicht klappte. In der Quantenmechanik wird diese Lücke genau so ausgefüllt wie alle Lücken - mit Wahrscheinlichkeiten, Parametern, Konstanten oder mit virtuellen Energien einer Quantenfluktuation, so eine Art Kredit in der Zeit. Damit Berechnungen stimmig sind, werden Teilchenresonanzen mit einer Lebensdauer `0,000.000.000.000.000.000.000.1 Sekunden (10^-22s)` eingefügt, die weder in Blasen-, Funken- oder Streamerkammern noch sonstwo sichtbar sind. Und wenn noch etwas Unendlichkeit zuviel übrig ist, wird das re-normiert.
Anmerkung zur Präzision Elektronen Schalen Präzision in den Genen	Irgendwie ging mit den mathematisch-physikalischen 10^viele Formeln und den schnellen Computern das Staunen und die Ehrfurcht vor der Schöpfung verloren. Seit 15 Milliarden Jahren werden mit einer unglaubliche Präzision in 100 Milliarden Galaxien mit 100 Milliarden Sternen sehr komplexe Atome hergestellt. Mit einer Quantenunschärfe, zufälligen Quantenfluktuation und Re-Normierungen würden die beobachteten Struktuen und Kreisläufe vermutlich nicht wirklich funktionieren. Diese unglaubliche Präzision finden wir nicht nur in den Sterne beim Aufbau der Atomstrukturen, sondern auch auf der Erde beim Aufbau biologischer Körperzellen wieder.
	Um zu erkennen, wie der Große Baumeister, Gott oder die Natur wirklich rechnent, müßten wir nach heutigem Wissen beim Planckschen Wirkungsquant beginnen. Das ist die kleinste Einheit, die sich rechnerisch ergibt. Diese Elementarlänge ist mit 10^-33 cm aber `1.000.000.000.000.000` mal kleiner als die kürzeste Strecke, welche die Physik bis heute messen kann, siehe auch kleiner geht es nicht. Ob es diese kleinen Dinger wirklich gibt, wissen wir nicht. Max Planck selber hielt sie zunächst nur für eine hilfreiche Rechengröße. Aus den Konstanten für Wirkung, Licht und Schwere ergibt sich eine Energie für einen leeren Raum, die etwa so schwer leer ist, daß 1 cm³ fast soviel wiegt, wie der Rest des sichtbaren Weltraums, die Vakuum Energie. Sicherlich hat der Große Baumeister, Gott oder die Natur für unsere Alltagswelt andere Formeln benutzt. In dieser Schwere wäre Leben nicht möglich.
Quanten - richtig und doch falsch Zitate von Wissenschaftlern	Nils Bohr hatte die Sache schon richtig erkannt. Das Meßverfahren ist richtig, aber wir müssen bei jeder Messung natürlich den Beobachter einbeziehen. Dann ändern sich zwar nicht die Meßergebnisse, aber unsere Sichtweise und damit auch, wie wir die Ergebnisse interpretieren. zurück letzte Seite
Unschärfe im Laufgitter	Schon im Laufgitter lernt ein kleines Kind, daß man Bauklötze nicht beliebig aufeinander stellen kann. Irgendwann wird der ganze Turm instabil und kippt einfach um. Aber wann und in welche Richtung? Tatsächlich können wir das gar nicht berechnen, weil die Ursachen nichtlokal sind. Oder einfach: ein stabiles Haus bricht bei einem Erdbeben zusammen, aber wann bebt die Erde. Wie die Grafik zeigt, werden dabei nicht die Bausteine zerstört, sondern nur die Anordnung der Bausteine und damit die Struktur Turm als Ganzheit. Wir können daraus einen neuen Turm bauen mit einer breiteren Grundfläche 1 + 2 und dann oben drauf 3. Mit den drei Bausteinen 4, 5 und 6 entsteht so ein stabiler Turm von halber Höhe. zurück letzte Seite
Unschärfe im Alter	Im Alter wird die Welt unscharf. Buchstaben sind nicht mehr klar zu erkennen und so kann sich auch der Sinn einer Mitteilung ändern. Alkohol hat eine ähnliche Wirkung. Das Haustürschloß ist nicht mehr genau dort, wo es immer war und die Autofahrt kann tragisch enden, wenn RAUM und BAUM verwechselt werden. Andererseits kann man erkennen, daß durch die Erfahrungen eines langen Lebens oft erst im Alter die größte Klarheit im Kopf ist. Wenn erst Übermut und Leichtsinn der eigenen Jugendzeit durchlebt wurden, scheinen viele Dinge nicht mehr so wichtig, überflüssig oder werden gar als schädlich erkannt. Deshalb bestand in den alten Kultur ein Rat der Weisen auch nie aus einem unerfahrenen Kindergarten, der für viele unsinnige Dinge zu begeistern ist, weil er Folgen nicht übersehen kann, sondern immer aus Menschen mit Lebenserfahrung.
Unschärfe im Weltraum	Im Weltraum ist es umgekehrt. Während im Kleinen zwischen zwei Messungen immer etwas passiert, passiert innerhalb eines Menschenlebens im Weltraum im Großen eigentlich wenig. Wir können anhand der Lichtstrahlen berechnen, daß sich Galaxien im Raum bewegen und zum Teil sogar sehr schnell, aber aufgrund der gigantischen Abstände sehen wir Galaxien nicht einfach in Galaxienhaufen und den riesigen Galaxiensuperhaufen umeinander herumtanzen wie Mücken in einem Mückenschwarm. Hier ist das umgekehrte Problem wie beim Wetter. Wir können das Wetter nicht einmal für wenige Jahre im voraus berechnen, weil wir zu dicht dran sind und zu viel passiert. Und im Weltraum ist der Polarstern heute immer noch da, wo er schon zur Zeit unserer Ur-Urgroßväter war.
Unschärfe bei Materie	Dunkle Materie? Kosmologen haben jetzt ausgerechnet, daß wir rund 96% der Materie gar nicht sehen können, weil sie aus unbekannter Dunkler Energie besteht, die Schwerkraft macht und sonst nichts. Auf Dunkle Materie wird allein durch ihre Gravitationswirkung geschlossen. Ihre Schwere hält Sterne zu Galaxien und Galaxien zu Galaxienhaufen zusammen wie Mücken im Sonnenlicht in ihrem Mückenschwarm. Ohne diese Dunkle Materie würden sich die Galaxien nach unseren Formeln aufgrund ihrer schnellen Bewegungen auflösen. Dunkle Materie besteht anscheinend nicht aus der bekannten baryonischen Materie, weil sie die berechnete Häufigkeit der Elemente beim Urknall nicht beeinträchtigte. Und soweit ich weiß, wird die Dunkle Materie auch bei der Rotverschiebung und der Hubblekonstante nicht berücksichtigt, so daß der Weltraum davon unbeirrt weiter auseinander fliegen kann.
Unschärfe mit Raum	Raum ist unsichtbar. Wir sehen nur Materie, die Licht abstrahlt oder reflektiert. Den Abstand zwischen zwei Dingen müssen wir abmessen oder einfach: wir messen mit einem Zollstock aus Materie, wo Materie aufhört und wo Materie anfängt. Wo keine Materie ist, ist ein Loch und da muß dann ja Raum sein. Die Entfernungen von Sonne, Mond und Planeten sowie sehr naher Sterne können durch Dreiecksberechnung ermittelt werden. Weite Entfernungen werden durch Vergleich von veränderlichen Sternen, sehr weite Entfernungen nach Helligkeit von Galaxien und ganz weite Entfernungen wie bei Quasaren nach der Hubblekonstante geschätzt. Und die Hubblekonstante wird nach der Entfernung berechnet.
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