Emergenz

Klar, dass ich in die Bresche springe,

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 1199-80:

Haronimo schrieb in Beitrag Nr. 1199-78:

Wir machen den größten Fehler, wenn wir denken, das die Physik alles erklären kann.

Seh ich auch so.

Wie sieht es mit Mathematik aus? Mit klaren, unverrückbaren Regeln?
Beziehungen, die keiner materiellen Basis bedürfen, weil sie über diesen stehen, und die deshalb natürlich niemals verletzt werden können?

Warum erheben wir Anspruch auf absolute Wahrheit aufgrund unserer absolut eingeschränkten Wahrnehmung?

Warum verweigern wir uns der Logik, wenn diese uns nicht behagt?

Beste Grüße

Hallo Stueps,

auf deine Signatur ansprechend: ich glaube nicht, dass Physik jemals Humor wird beschreiben können, oder wie du dich fühlst, wenn du lachst oder weinst. Oder warum etwas ist und nicht Nichts (na da könnte die Physik vielleicht doch was zu sagen)....Oder was Gut ist oder Böse.

Ich erhebe keinen Anspruch auf philosophische oder physikalische Wahrheit.

Logik: es gibt nicht DIE Logik. Für welche Logik ich mich (von Fall zu Fall) entscheide hängt auch subjektiv von mir selbst ab.


Wir werden uns ja demnächst der spannenden Frage zuwenden, ob Physik Bewußtsein beschreiben kann. Noch kann sie es nicht.

Hallo Zara.t.,

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 1199-82:

Ich erhebe keinen Anspruch auf philosophische oder physikalische Wahrheit.

ich erst recht nicht. Mir macht allerdings das Nachdenken und auch mal wilde Spekulieren Spaß.

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 1199-82:

ogik: es gibt nicht DIE Logik. Für welche Logik ich mich (von Fall zu Fall) entscheide hängt auch subjektiv von mir selbst ab.

Ich kenne mich da fast gar nicht aus, aber ich vermute hier etwas anderes:
Wir leben meines Erachtens in einer stabilen (dynamischen) Welt. Das geht m.E. nur, wenn es feste Regeln gibt, eine grundlegende Logik.

Falls das richtig ist, glaube ich schon, dass Mathematik auch verantwortlich für z.B. Humor ist, egal wie abenteuerlich das jetzt klingt. Ich glaube, dass wir derzeit nur nicht in der Lage sind, Humor mathematisch zu beschreiben.

Gut und Böse sind meines Erachtens subjektive Ansichten, die es grundlegend vielleicht gar nicht gibt. Eben erst auf "höheren Ebenen" des Daseins.

Beste Grüße

Hier ein interessanter Text zum Thema Emergenz:

https://uni-tuebingen.de/fileadmin/Uni_Tuebingen/Fa...

Wasser

Wasser besitzt sehr außergewöhnliche Eigenschaften. Geht man vom LEGO-Modell aus, sind diese Eigenschaften aus den sog. Bestandteilen des Wassers nicht ableitbar.

Bestandteile:
Wasserstoff und Sauerstoff, diese wiederum sollen aus Elektronen, Protonen Neutronen, diese wiederum aus Quarks und alles letztendlich aus Strings "bestehen".
Nimmt man Wasser und schleppt es ins Labor kann man es leicht in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen.Mit etwas mehr Mühe gelingt eine weitere Reduktion.

Vom sog. Standartmodell der Elementarteilchentheorie ausgehend kann man die Entstehung von Wasser, wie wir es kennen, nicht vorhersagen. Es hätte schier unendlich viele andere Möglichkeiten gegeben
1. die Wasserstoff und Sauerstoffmoleküle zu bilden
2. das Molekül H2O selbst zu bilden

Hallo Zara.t.

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 1199-85:

Es hätte schier unendlich viele andere Möglichkeiten gegeben ... das Molekül H2O selbst zu bilden

Am meisten Energie wird bei der chemischen Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff freigesetzt, wenn 2 Wasserstoffatome und 1 Sauerstoffatom aneinander gebunden werden. Dabei müssen sogenannte sp³-Hybridorbitale besetzt werden.

Es gibt zwar noch andere Verbindungen, wie z.B. Wasserstoffperoxid mit anderen möglichen Energieniveaus, aber die wären bei kalter Umgebunstemperatur energetisch ungünstiger (d.h. die Bildung von Wasserstoffperoxid wäre unwahrscheinlich). Die sp³-Orbitale bilden einen Tetraeder. Die drei Atome müssen also ein gewinkeltes Molekül ergeben. Idealerweise mit einem Winkel von 109° (so beim Tetraeder). Durch elektromagnetische Kräfte zwischen den Atomen wird der Winkel etwas verzerrt, daher weicht der Winkel im H₂O-Molekül etwas ab. Er beträgt 104°.

Aufgrund der höheren Elektrogegativität des Sauerstoffs halten sich die Elektronen bevorzugt beim Sauerstoff auf, sodass das gewinkelte Molekül einen Dipol besitzt. Aufgrund des Dipols ziehen sich H₂O-Moleküle gegenseitig an. So kommt es, dass Wasser im Temperaturbereich 0 bis 100°C (welchen wir auf unserer Erde glücklicherweise vorfinden) flüssig ist.

Die Quantenmechanik liefert m.E. nur ein energetisch niedrigstes MO. Unter den o.a. Bedingungen muss auch genau dieses besetzt werden. Welche Möglichkeiten hätte es sonst noch gegeben, das H₂O-Molekül zu bilden?

Hallo Claus,
ich hab in obigem Link https://uni-tuebingen.de/fileadmin/Uni_Tuebingen/Fa...
gelesen, dass man bei der Bildung von Wasser aus Sauerstoff und Wasserstoff lediglich das Gewicht berechnen könnte. Ein bißchen mehr scheint allerdings doch möglich (siehe die Berechnung der sp³ Hybridorbitale.)
Mein Argumentations-Schwerpunkt liegt aber mehr auf der Beschaffenheit der "Grundbausteine" (Elektronen, Protonen, Quarks, Strings...) und der zugrundeliegenden Werte der Naturkonstanten. Hier sieht es so aus, als hätten sich zufällig (?) gerade solche Werte der Naturkonsten ergeben, dass das Wasser genau die Eigenschaften hat, die es nun mal hat und die wahrscheinlich unerläßlich für die Entstehung von Leben waren.

Ich muss aber gestehen, dass ich (mit meiner Lieblingsideologie liebäugelnd) mich etwas zu weit aus dem Fenster raus gehängt habe. Ich verstehe vom Thema Berechnung der Orbitale einfach zu wenig. (Immerhin die Orbitale fürs Wasserstoffatom konnte ich mal berechnen :-) )

Hallo Zara.t.,

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 1199-87:

ich hab in obigem Link https://uni-tuebingen.de/fileadmin/Uni_Tuebingen/Fa...
gelesen, dass man bei der Bildung von Wasser aus Sauerstoff und Wasserstoff lediglich das Gewicht berechnen könnte.

Wie gesagt: Dass Wasser (bei den auf der Erde vorherrschenden Teperaturen) flüssig ist, ergibt sich m.E. zwangsläufig. Dass es transparent ist, ebenso. Quanten des sichtbaren Lichts haben nicht genug Energie, um die Elektronen des Wassers auf benachbarte Energieniveaus anheben.

Es ist allerdings - zugegebenermaßen - fraglich, ob man diese "Zwangsläufigkeit" hätte vorhersehen können.

Wenn man schwerere Atome als den Wasserstoff berechnet, so ergeben sich Hauptquantenzahlen (im Bohrschen Modell Schalen) und Nebenquantenzahlen (im Bohrschen Modell Bahndrehimpulse der Elektronen auf den Schalen). Wer hätte gedacht, dass durch Kombination der auf theoretischem Wege erhaltenen Nebenquantenzahlen 0 und 1 (die ja verschiedene diskrete Energieniveaus darstellen) in der Praxis vier gleiche "Hybridniveaus" (mit einheitlichen Energien) realisiert werden?

Nur im Nachhinein ist man meistens schlauer. Man sieht dann ein, dass Elektronen, die sich gegenseitig "abstoßend" ;-) finden, sich in der Tetraederformation weitestmöglich aus dem Wege gehen können. Man sieht dann auch ein, warum die Natur diese höhere Symmetrie wählt, wenn die äußeren Bedingungen (Druck, Temperatur, wie sie auf der Erde gegeben sind) es zulassen: Atome sind wie wir. Sie gehen, wenn sie können, den Weg des geringsten Widerstandes.

Claus schrieb in Beitrag Nr. 1199-88:

Wenn man schwerere Atome als den Wasserstoff berechnet,

Das Wasserstoffatom mit einem einzigen Elektron läßt sich noch analytisch berechnen. Bei Atomen mit mehreren Elektronen geht das nicht mehr, man muss dann numerisch rechnen - also näherungsweise.

Bleibt die spannende Frage: Ist die Entstehung von Wasser ein emergenter Prozess? Würde, wenn wir den Urknall wiederholen, immer dasselbe Wasser dabei herauskommen?

Hallo allen Emergenten,

Zara.t. schrieb in Beitrag Nr. 1199-89:

Würde, wenn wir den Urknall wiederholen, immer dasselbe Wasser dabei herauskommen?

Ob dasselbe Wasser herauskommt, ist - wie gesagt - u.a. von den äußeren Bedingungen abhängig.

z.B. a) Wenn man zu wenig Wasserstoff hat, ist die Bildung vom Wasserstoffperoxid bevorzugt, denn um Wasser zu formen, braucht man doppelt so viel Wasserstoff, wie Sauerstoff. oder b) Wie bereits gesagt, wird bei der Bildung von Wasser die meiste Energie frei. Wenn es nun nicht angebracht ist, viel Energie freizusetzen - etwa, weil die Umgebung ohnehin schon heiß genug ist -, wird ein Molekül bevorzugt, welches weniger Energie freisetzt. Zum Beispiel Wasserstoffperoxid. oder c) Wenn Wasserstoffperoxid gebildet wird, entstünde aus zwei Volumenteilen Wasserstoff und Sauerstoff ein Volumenanteil (gasförmiges) Wasserstoffperoxid. Das Volumen würde also auf die Hälfte reduziert, während es beim Wasser(dampf) nur auf 2/3 reduziert würde. Ein Vorteil also für das Wasserstoffperoxid, wenn außen ein hoher Druck herrscht, weil die Atome ja - wie gesagt - den Weg des geringsten Widerstandes gehen und dem Druck ausweichen wollen.

Vielleicht müssten wir also gar nicht erst den Urknall wiederholen, sondern es entstünde bereits an einer bestimmten Stelle der Atmosphäre des Planeten Jupiter, wo hoher Druck und Temperatur herrschen, kein Wasser, sonden Wasserstoffperoxid.

Und wenn wir irgendwo in unserem Universum einen Planeten vorfinden, auf dem es zufälligerweise viel Anthrachinon gäbe und der so weit von seiner Sonne entfernt wäre, dass dort frostige -40°C herrschten, vielleicht gäbe es dort Meere aus Dihydrogentrioxid statt Wasser (die allerdings nur darauf warten würden, dass es dort wärmer würde, um dann sogleich :smiley32: zu Wasser und Sauerstoff explodieren zu können...

Hallo Claus,

warum sollte man nicht mehr von Emergenz sprechen können, wenn zusätzlich zu H und O äußere Bedingungen hinzutreten, um den Wirkungsmechanismus von Emergenz in Gang zu setzen?

Emergenz ist m.E. aber selbst kein eigenständiges System oder schafft gar eines, sondern ist (lediglich?) ein Wirkungsmechanismus, dessen Wirkung in der Bereitstellung eines überraschenden Ergebnisses aber dann stets wiederholbar ist. Kann es eine Theorie ersetzen, vielleicht nur, solange der Wirkungsmechanismus für das Erscheinende nicht eindeutig erklärbar ist?

Sofern der Wirkungsmechanismus für die Verbindung von H und O durch Druck oder Temperatur im Detail eindeutig verstanden ist (und nicht nur scheint), war die Annahme von Emergenz bei Wasser vielleicht doch nur ein Phantom. Dies würde aber nicht generell gegen Emergenz sprechen.

Emergenz ist vielleicht nur anwendbar, wie so vieles, bis man es besser weiß.

Kirsche

Hallo...

Vor geraumer Zeit habe ich mir mal wieder " Uns Harald " reingezogen.. Thema war " Dekohärenz ".

Dabei kam zutage, dass auf Quantenebene Ereignisse irreversibel sind. Also Unumkehrbar.

Nach zweimaligem Nachdenken komme ich zu der Schlussfolgerung dass :

Geschaffene Zustände, wenn sie unter bestimmten Rahmenbedingungen erzeugt wurden, irreversibel sind, als " Emergent " gelten...

Hallo Branworld 1,

du magst aus gegenwärtiger Sicht Recht haben. Aber: bist du dir wirklich sicher, dass es auf ewige Zeit so bleibt? Solange wir nur eine Ahnung von weniger als 5% der Materie des Universums und keine richtige zur Wirkungsweise von Gravitation zu haben scheinen, wären m.E. Zweifel durchaus angebracht. Es könnte z.B. sein, dass drei Naturkräfte sich auf die Emergenz aus Energie und periodisch schwankender Gravitation gründen. Es gäbe dann wohl nur noch nur einen Erhaltungssatz, den für Energie.

Kirsche

Branworld1 schrieb in Beitrag Nr. 1199-92:

Geschaffene Zustände, wenn sie unter bestimmten Rahmenbedingungen erzeugt wurden, irreversibel sind, als " Emergent " gelten...

Gemessen am heutigen Wissensstand würde ich Realität als emergenten Zustand bezeichnen. Emergiert aus der Potetialität.
Unter Realität verstehe ich alles Faktische.
Die Potentialität nenne ich Wirklichkeit, weil sie auf die Realität und in der Realität wirkt.

Laut Görnitz ist kann Emergenz nicht als wissenschaftliche Erklärung dienen. Emergenz sieht er als Forschungsauftrag sie überflüssig zu machen.

Hallo Kirsche..

Du schreibst :

Zitat von Kirsche:

Solange wir nur eine Ahnung von weniger als 5% der Materie des Universums und keine richtige zur Wirkungsweise von Gravitation zu haben scheinen, wären m.E. Zweifel durchaus angebracht. Es könnte z.B. sein, dass drei Naturkräfte sich auf die Emergenz aus Energie und periodisch schwankender Gravitation gründen.

Da du die Gravitation erwähnst , erinnere ich mich da an meinen Beitrag in 1199-25 .

Da machte ich die Aussage über die " Dunkle Materie ".

Ich habe mir nochmal ernsthafte Gedanken darüber gemacht und komme da zu einer Schlussfolgerung, über deren Tragweite ich mir noch nicht im klaren bin :

Gesetzt den Fall, dass sich die Quantität der " Dunklen Materie " nicht geändert hat - Es fällt mir gerade kein anderes Wort als Quantität ein und stelle mir die Frage ob Sie zunimmt , abnimmt oder seit Begin Gleichbleibend ist - , wäre Sie als " Initiator " der Gravitation zu sehen.

Daraus würde ich dann schließen, dass die " dunkle Materie " eine Naturkonstante wäre . Keine Zusätzliche , sondern sie würde die bisherige " Gravitationskonstante " als Solche ersetzen.

Ob Dies jetzt einen eigenen Thread wert wäre um darüber zu diskutieren... mal kucken..

Hallo Zara.t. ...

Zitat von Zara.t.:

Gemessen am heutigen Wissensstand würde ich Realität als emergenten Zustand bezeichnen. Emergiert aus der Potentialität.
Unter Realität verstehe ich alles Faktische.
Die Potentialität nenne ich Wirklichkeit, weil sie auf die Realität und in der Realität wirkt.

Einerseits denke ich Jein.. andererseits.. sowohl als auch.. Ich winde und kringle mich gerade wie ein Erdwürmchen, weil mir es da noch ein bisschen an Klarheit fehlt..

" Potentialität " beinhaltet - aus meiner Sicht - Möglichkeiten, wählbare Kombinationen aus denen Eine sich herauskristallisiert..
Unter dem gleichen Aspekt würde ich dann auch die " Realität " betrachten. Faktisch, weil wir dann auch nur die uns bekannten Fakten implizieren. Bleibt die Frage zu erörtern , was wir bisher noch nicht kennen oder wissen.. Momentan scheint es mir, als würden wir - global gesehen - vieles noch hochrechnen..

Zitat von Branworld1:

Branworld1 schrieb in Beitrag Nr. 1199-95:

Daraus würde ich dann schließen, dass die " dunkle Materie " eine Naturkonstante wäre . Keine Zusätzliche , sondern sie würde die bisherige " Gravitationskonstante " als Solche ersetzen.

Hallo Branworld 1,

ich denke, dass die Kosmologie in der Dunklen Energie einerseits negative Gravitationsenergie und andererseits so etwas wie Einsteins Kosmologische Konstante erkennen will. Nun meint man allerdings auch, dass die Dunkle Energie bewirkt, dass sich das Weltall noch zunehmend immer weiter ausdehnt. Dies wiederum könnte wohl gegen eine Konstante aus der Dunklen Energie sprechen. Aber, es bleibt rätselhaft, und solange es keine Lösung gibt, kannst du völlig richtig liegen.

Persönlich bin ich der Meinung, dass die Gravitation eine Variable aus der Zeit ist, aus der sich die Entwicklungsgeschichte des Universums ergibt. Daraus abgeleitet wären Dunkle Materie und Dunkle Energie in ihren gravitativen Wirkungen ein temporäres Phantom. Aber, das ist nur meine Meinung, weil sich so womöglich alle materiebildenden Naturkräfte allein auf die Wirkung von Energie und Gravitation zurückführen lassen könnten, sofern man auch die von mir vermutete selbstähnliche Grundstruktur des All-Inneren einbeziehen könnte. Vielleicht öffnen sich diese Strukturen ja als Extrem-Langwellen einmal durch die vielfältigen Signale nach Verfeinerung der Gravitationswellen-Messgerätschaften?

Kirsche