Unschärferelation

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1379-20:

Wellen und Teilchen unterscheiden sich doch grundsätzlich dadurch, dass die einen in einem Stoff (Äthertheorie) gebunden sind und die anderen nicht.

Hallo Harti,

das gilt für Wasser- und Schallwellen. Das Licht aber benötigt nach heutigem Kenntnisstand kein Medium/Äther. Wenn es einen ruhenden Äther gäbe, in dem sich das Licht ausbreitet, so müsste man unterschiedliche Geschwindigkeiten für das Licht messen, wenn man sich relativ zum Äther bewegen würde. Wenn man den Wellencharakter des Lichts betrachtet, so haben wir es mit einer reinen Welle zu tun, so wie eine Wasserwelle, bei der wir uns das Wasser wegdenken.

Zitat:

Wie wäre es denn, wenn man nicht mit dem Kriterium stoffliche Bindung (ja oder nein) an das Phänomen Licht heranginge, sondern sich überlegen würde, was haben Wellen und Teilchen denn in jedem Fall gemeinsam, egal unter welchen experimentellen Bedingungen ich Licht betrachte. Licht hat auf jeden Fall eine Frequenz. Oder ist das falsch ? Eine Frequenz ist im Prinzip nichts anderes als eine periodische Eigenbewegung. Dies kann man sich bei Wellen als Amplitude und bei Teilchen als Rotation oder Pulsieren (Spin) vorstellen.

Wenn in der Physik von Teilchen die Rede ist, dann ist nicht etwas "Stoffliches" gemeint, sondern ein idealisierter Punkt, der keine räumliche Ausdehnung hat. Etwas, was keine räumliche Ausdehnung hat, hat auch kein Zentrum, um den es rotieren könnte. Dieser Problematik sind sich natürlich auch die Physiker bewusst, wenn sie bei Teilchen von einem Spin reden. Den Spin eines Teilchens darf man sich also nicht wie eine Rotation im herkömmlichen Sinne vorstellen, sondern lediglich als eine messbare Eigenschaft.

Zitat:

Licht könnte man dann als Objekte (Photonen) mit einer periodischen Eigenbewegung (Wellennatur) vorstellen. Daraus folgt dann , dass Licht zwei Bewegungen ausführt. Einmal die periodische Eigenbewegung und zweitens die normale Bewegung im Raum, im Verhältnis zu jedem beliebigen Beobachter. Und diese Bewegungnen haben auf jeden Fall verschiedene Bezugssysteme. Die periodische Eigenbewegung hat ein eigenes Bezugssystem, das Zentrum der Schwingung, Rotation oder Pulsierung und die Bewegung im Raum den jeweiligen Beobachter.

Bewegungen haben nicht per se ein eingenes Bezugssystem. Bezugssysteme können beliebig gewählt werden und verschiedene Bewegungen können in einem einzelnen Bezugssystem beschrieben werden. Nur wenn mehrere zueinander bewegte Objekte als ruhend definiert werden sollen, benötigt man für jedes Objekt ein eigenes Bezugssystem, in dem es ruht.
Wenn ich deine Spekulation richtig deute, so stellst du dir das Licht vor wie Teilchen, die sich wellenartig bewegen. Solche Teilchen können aber z.B. den Doppelspaltversuch, also die Interferrenz mit sich selbst, nicht erklären.

mfg okotombrok

Hallo Okotombrok,
vielen Dank erst mal, dass Du dich mit meinen Überlegungen beschäftigst.

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1379-21:

Wenn man den Wellencharakter des Lichts betrachtet, so haben wir es mit einer reinen Welle zu tun, so wie eine Wasserwelle, bei der wir uns das Wasser wegdenken.

eine Wasserwelle ohne Wasser ist etwas schwierig vorzustellen. Wäre es da nicht besser, dass man die traditionelle Wellenvorstellung, die in einer periodischen Molekülbewegung (Schwingung) in einem Stoff besteht, für Licht aufgibt und eine periodische Eigenbewegung des Photons in Form einer Schwingung, Rotation oder Pulsieren annimmt und auf diese Weise zu einer Frequenz kommt.

Zitat:

Wenn in der Physik von Teilchen die Rede ist, dann ist nicht etwas "Stoffliches" gemeint, sondern ein idealisierter Punkt, der keine räumliche Ausdehnung hat.
Den Spin eines Teilchens darf man sich also nicht wie eine Rotation im herkömmlichen Sinne vorstellen, sondern lediglich als eine messbare Eigenschaft.

Auch ein idealisierter Punkt ohne räumliche Ausdehnung ist nur schwer vorstellbar. Wäre es nicht besser, sich ein Photon als etwas stoffliches, egal ob Materie oder Energie (sie sind ja sowieso nicht wesensverschieden), vorzustellen. Da man Licht polarisieren kann, d.h. Licht mit einer bestimmten Schwingungsebene aussondern kann, muss man m.E. auch von einer periodischen Eigenbewegung der Photonen ausgehen, ohne dass ich wüßte wie diese konkret aussieht.

Zitat:

Bewegungen haben nicht per se ein eingenes Bezugssystem.

Dies mag für geradlienig, gleichförmige Bewegungen zutreffen; nach meiner Meinung trifft es aber nicht für periodische Bewegungen (Schwingungen, Rotationen und Pulsieren) zu. Solche Bewegungen haben zwangsläufig ein eigenes, immanentes Bezugssystem, den Mittelpunkt oder die Mittelachse.

Zitat:

Wenn ich deine Spekulation richtig deute, so stellst du dir das Licht vor wie Teilchen, die sich wellenartig bewegen. Solche Teilchen können aber z.B. den Doppelspaltversuch, also die Interferrenz mit sich selbst, nicht erklären.

Beim Doppelspaltversuch fällt zunächst auf, dass er nur mit polarisiertem Licht funktioniert.
Dies bedeutet, die Schwingungsebene der periodischen Eigenbewegung muss in einem bestimmten Verhältnis zur Ausbreitungsbewegung der Photonen im normalen Raum liegen.
Warum? Experten werden diese Frage sicherlich beantworten können.
Ich stelle mir vor, dass Korpuskel, die eine periodische Eigenbewegung durchführen und sich gleichzeitig in einer zweiten Bewegung im normalen Raum bewegen, Wellenstrukturen bilden können; wie Sandkörner, die bei Bewegung durch Wind oder Wasser Sandwellen bilden. Wie das genau zu erklären ist, weiss ich nicht.

MfG
Harti

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1379-22:

Wäre es nicht besser, sich ein Photon als etwas stoffliches, egal ob Materie oder Energie (sie sind ja sowieso nicht wesensverschieden), vorzustellen.

Sowieso nicht wesensverschieden?!!! Sie sind wesensverschieden. Photonen gehören zu Bosonen und zählen nicht zu Materie (!). Siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Materie

Zitat:

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1379-20:
Wellen und Teilchen unterscheiden sich doch grundsätzlich dadurch, dass die einen in einem Stoff (Äthertheorie) gebunden sind und die anderen nicht.

Nein, grundsätzliche Unterschied liegt nicht daran. Die Welle ist ein zeitlich und räumlich veränderliches Feld, das Energie transportiert. Es heisst: Welle sich fortpflanzt. es wird nicht der Stoff weiter transportiert - die Energie, behaftet mit bestimmte Information (Länge, Frequenz etc).

Teilchen wird als ein Objekt, ein Körper mit bestimmten Eigenschaften betrachtet. DAs Teilchen verhält sich gegenüber den anderen Teilchen oder Umwelt als das Ganze. Information trägt hier der Körper: Farb-, Elektroladung, Spin etc. Durch die Wechselwirkung werden die Eigenschaften der Teilchen geändert. Die Welle dagegen wird nicht als GAnze geändert, nur der Teil der in Wechselwirkung stand.

Gruß

Hallo Irena,

wenn Du an der von Dir angegebenen Stelle in Wikipedia etwas weiter liest "Problem des modernen Materiebegriffs" weißt Du, was ich gemeint habe. Fermionen und Bosonen unterscheiden sich meines Wissens auch nur in Bezug auf ihren Drehimpuls (Spin), indem er z.B bei Photonen doppelt so groß ist wie bei Elektronen.

In einem Buch von Harald Lesch habe ich gelesen (sinngemäß): Man könne Materie als geronnene Energie und Energie als verdünnte Materie auffassen. Aber das ist natürlich alles Definitions- und Ansichtssache.

Dabei fällt mir auch noch was anderes ein: Geht man bei sämtlichen elektromagnetischen Wellen von einer Doppelnatur (Welle-/Teilchendualismus) aus und nennt man Photonen in Frequenzbereichen außerhalb des sichtbaren Lichts auch Photonen ?

MfG
Harti

Hallo HArti,

der Spin vereinfacht stellt man als Drehimpuls vor. Es muss aber nicht wörtlich verstanden werden. Der Spin verhält sich quantemechanisch etwas anders als Drehimpuls. Es ist quantisiert. Teilchen kann volle Spinnzahl (Bosonen) haben oder halbzähligen Spin (Fermionen).

Zitat:

Fermionen und Bosonen unterscheiden sich meines Wissens auch nur in Bezug auf ihren Drehimpuls (Spin)...

Wenn ich lese dein Satz mit "nur", sogar ich, eine LAie möchte lächeln.

Unter Elementarteilchen stellen Bosonen grundlegend verschiedene Art dar. Es sind Eichbosonen, die Austauschteilchen, mit den die Grundkräfte vermittelt werden. Zu den gehören:
- Gluonen, die starke Kraft zwischen Quarks vermitteln,
- Photonen, die elektromagnetische Kraft zwischen geladenen Teilchen (Quarks, Leptonen) vermitteln,
- W- und Z-Bosonen, die schwache Kraft zwischen den Quarks und Leptonen vermitteln;
- und hypothetische Graviton.

Quarks und Leptonen (die Klasse der Fermionen - Teilchen mit halbzähligen Spin) sind Bausteine der MAterie. Photonen, die deiner Ansicht nur in Spin von Materieteilchen sich unterscheiden, haben auch keine elektromagnetische LAdung, keine Farbladung. Über Masse will ich hier gar nicht reden.

Zitat:

In einem Buch von Harald Lesch habe ich gelesen (sinngemäß): Man könne Materie als geronnene Energie und Energie als verdünnte Materie auffassen.

Es befreit aber nicht von der Unterscheidung der NAtur verschieden Arten der Teilchen.

Zitat:

Dabei fällt mir auch noch was anderes ein: Geht man bei sämtlichen elektromagnetischen Wellen von einer Doppelnatur (Welle-/Teilchendualismus) aus und nennt man Photonen in Frequenzbereichen außerhalb des sichtbaren Lichts auch Photonen ?

NA ja, die HAusarbeit möchte ich dir nicht abnehmen.
Allerdings Welle-Teilchen-Dualismus ist nicht nur Photonen unterlegen. Auch andere Teilchen besitzen es. Mit Elektronen wurde Doppelspaltexperiment durchgeführt.

Gruß

Hallo Irena,

ich glaube, wir reden etwas aneinander vorbei. Bosonen und Fermionen unterscheiden sich per Definition (nur) hinsichtlich ihres Spins. Das Wort "nur" ist zugegeben etwas irreführend. Mir ist natürlich bekannt, dass sich Elementarteilchen auch in Bezug auf andere Eigenschaften ( z.B. Masse, Ladung, etc.) unterscheiden.

Irena schrieb in Beitrag Nr. 1379-25:

- und hypothetische Graviton.

Dazu fällt mir auch schon wieder eine Frage ein: Würde der experimentelle Nachweis der Existenz von Gravitonen Bedeutung für die ART haben, nach der die Gravitation durch massebedingte Krümmungen der Raumzeit vermittelt (bewirkt, verursacht ?) wird. Bitte nicht antworten, weil dies an dieser Stelle wohl zu weit führt.

Zitat:

NA ja, die HAusarbeit möchte ich dir nicht abnehmen.

Wäre aber nett, wenn Du meine Frage, ob elektromagnetische Wellen z.B. auch im Radiowellenbereich Teilcheneigenschaften zeigen und wie gegebenfalls Photonen dort heißen, beantworten würdest.
Früher in der Schule hatte ich manchmal den Eindruck, wenn ein Lehrer eine Frage nicht beantworten konnte, hat er uns auf das Selbststudium verwiesen.

MfG
Harti

MAn, HArti,

der sichtbares Spektrum der e/m Welle unterscheidet sich von übrigen in dem, dass es von MENSCHEN wahrgenommen wird. Mit objektiven Eigenschaften der Welle hat es nichts zu tun! Vergiss es.

Gruß


[

Hallo Irena,
ich scheine Dich ja ganz schön zu nerven. Entschuldigung, ist vielleicht ein Fehler von mir.
Meine Frau sagt auch öfter zu mir: "Mußt Du denn immer das letzte Wort haben?" Ich sage dann:
"Ich kann doch nicht wissen, dass Du nichts mehr sagen willst."

MfG
Harti

Entschuldigung, wenn ich meine Ärger offen gezeigt habe. Ich denke einfach, dass man muss erst selbst sich Mühe machen und Antwort zu suchen.

Hallo allerseits,

im Makrokosmos kann man den Ort und die Geschwindigkeit eines Objektes prinzipiell nicht gleichzeitig genau bestimmen, weil man für eine genaue Ortsbestimmung annehmen muss, dass ein Objekt ruht und für eine Geschwindigkeitsbestimmung, dass es sich bewegt.
Beispiel: Entweder mein Auto steht, dann kann ich den Ort bestimmen, oder es fährt, dann kann ich die Geschwindigkeit bestimmen.

Claus hat mich darauf hingewiesen, dass dieser Gegensatz dadurch beseitigt wird, dass man mathematisch eine Momentangeschwindigkeit bestimmen kann und dadurch der Gegensatz aufgehoben wird.

Nun wird allerdings die Momentangeschwindigkeit mit Hilfe der Infinitesimalrechnung ermittelt.

Die Unschärferelation wird in Bezug auf das Planck`sche Wirkungsquantum definiert, indem die Ortsunschärfe mal Impulsunschärfe gleich oder kleiner als das Planck`sche Wirkungsquantum sind.

Bedeutet dies nicht schlicht, dass im Bereich des Planck´schen Wirkungsquantums und darunter die Mathematik in Form der Differentialrechnung nicht mehr anwendbar ist und der prinzipielle Gegensatz von Ruhe und Bewegung wieder gilt ?

Anders ausgedrückt: Die mathematische Gleichsetzung von endlich und unendlich (Grenzwertbetrachtung) ist im Bereich des Planck`schen Wirkungsquantums und darunter nicht mehr möglich.

MfG
Harti

Hallo Harti,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1379-30:

Die Unschärferelation wird in Bezug auf das Planck`sche Wirkungsquantum definiert, indem die Ortsunschärfe mal Impulsunschärfe gleich oder kleiner als das Planck`sche Wirkungsquantum sind.

Heisenberg selber hat seine Unschärferelation anfangs missverständlich oder gar irrtümlich auf die Unzulänglichkeit von Messungen zurückgeführt.
Nachdem er seinen Fehler bemerkte, sprach er nicht mehr von Unschärfe- , sondern von der Unbestimmtheitsrelation.
Diesen Begriff verwende auch ich, weil er den Kern der Sache trifft.
Diese naturgegebene Unbestimmtheit ergibt sich aus der Welleneigenschaft von Elementarteilchen.
Siehe dazu meinen Beitrag Nr. 2358-95

mfg okotombrok

Hallo Okotombrok,

du fragst in deinem Beitrag:

Zitat:

Was bedeutet das im ontologischem Sinne,
wenn Messergebnisse nur durch rotierende Pfeile und Unbestimmtheiten beschrieben werden können?

möglicherweise wird mit meinen Überlegungen die Unbestimmtheit im Elementarbereich dadurch erklärt, dass eine Unterscheidung zwischen Ruhe und Bewegung in diesem Bereich nicht mehr möglich ist. Der begriffliche Widerspruch, den wir im Makrokosmos zwischen Ruhe und Bewegung machen, passt nicht im Mikrokosmos, ohne dass wir dafür einen passenden Begriff hätten, der beides vereinigt. Der Begriff "Doppelnatur" stellt m.E. auf das betrachtete Objekt ab, während es um die Veränderungen von "Elementarteilchen" in Raum und Zeit (Ort/Impuls) geht.

MfG
Harti

Hallo Harti,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1379-32:

Der begriffliche Widerspruch, den wir im Makrokosmos zwischen Ruhe und Bewegung machen . . .

ich sehe keinen Widerspruch.
Du bist dir doch sicherlich darüber im Klaren, dass schon Galileo erkannte,
dass zwischen Ruhe und gleichförmiger Bewegung nicht unterschieden werden kann.
Nachts ruhe ich in meinem Bett.
Gleichzeitig umrunde ich die Erdachse, bewege mich um die Sonne herum, umkreise Saggitarius A* und nähere mich dem Andromedanebel.
Wo ist da ein Widerspruch?.

Ein Unterschied zwischen dem Makrokosmos und dem Mikrokosmos liegt eher darin, dass es für ein Elementarteilchen keine Zeitrichtung gibt.
Diese ergibt sich erst durch den Begriff der Entropie.
Die Entropie hingegen ist ein Mehrteilchen-Effekt und ist für ein einzelnes Teilchen nicht von Bedeutung.

mfg okotombrok

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1379-30:

Bedeutet dies nicht schlicht, dass im Bereich des Planck´schen Wirkungsquantums und darunter die Mathematik in Form der Differentialrechnung nicht mehr anwendbar ist und der prinzipielle Gegensatz von Ruhe und Bewegung wieder gilt ?

Hallo Harti,
Du stellst eine berechtigte Frage.
Die Energie-Zeit-Unschärferelation (ΔE·Δt = ℏ/2) bzw. Frequenz-Zeit-Unschärferelation (Δω·Δt = 1/2) bestimmen nur die Grenzen einer Messung von Zuständen, d.h. der Erkennbarkeit unserer Welt.
Das bedeutet natürlich nicht automatisch, dass es keine kleineren Abmessungen geben kann bzw. andere Gesetze zum Tragen kommen.

Siehe auch den Beitrag Nr. 2358-95 von Okotombrok:
"Ich verstehe das so, dass die Unbestimmtheitsrelation erst bei einer Messung/Wechselwirkung zum Tragen kommt."
oder meinen Beitrag Nr. 2150-120:
"wäre dann nicht auch nur die Masse einfach "unscharf"? "
in Bezug auf die Planck-Masse m_p und den Schwarzschild-Radius r_s.

Für kleinere Messgrößen (der endliche Wert einer Observablen als Mittelwert einer zufälligen Größe) gilt m.E. dann eine ganz einfache Beziehung durch einen Kehrwert.

In der geometrischen Darstellung ist das die bekannte Hyperbel y = 1/x und hier in diesem Falle
Δω= 0.5/Δt
bzw.
ΔE = (ℏ/2)/Δt

Gruß, Otto

Hallo Okotombrok

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1379-33:

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1379-32:

Der begriffliche Widerspruch, den wir im Makrokosmos zwischen Ruhe und Bewegung machen . . .

ich sehe keinen Widerspruch.
Du bist dir doch sicherlich darüber im Klaren, dass schon Galileo erkannte,
dass zwischen Ruhe und gleichförmiger Bewegung nicht unterschieden werden kann.
Nachts ruhe ich in meinem Bett.
Gleichzeitig umrunde ich die Erdachse, bewege mich um die Sonne herum, umkreise Saggitarius A* und nähere mich dem Andromedanebel.
Wo ist da ein Widerspruch?.

Nach meiner Ansicht kann man allein auf der Grundlage des Relativitätsprinzips keine konkreten Feststellungen/Aussagen über die Natur machen. Die Feststellung der Bewegung eines Objektes setzt die (meist stillschweigende) Annahme eines ruhend vorgestellten Bezugssystems voraus.
Dass die Erde sich um die Sonne dreht, setzt die Sonne bzw. ein mit ihr verbundenes Bezugssystem als ruhend voraus. Allein auf der Grundlage des Relativitätsprinzips kann man auch die Erde als ruhend annehmen und die Sonne als bewegt, was allerdings nicht wirklich zweckmäßig ist.
In diesem Sinne ist für mich Bewegung nicht ohne den Gegensatz Ruhe vorstellbar.

Zitat von Okotombrok:

Ein Unterschied zwischen dem Makrokosmos und dem Mikrokosmos liegt eher darin, dass es für ein Elementarteilchen keine Zeitrichtung gibt.
Diese ergibt sich erst durch den Begriff der Entropie.
Die Entropie hingegen ist ein Mehrteilchen-Effekt und ist für ein einzelnes Teilchen nicht von Bedeutung.

Allgemeinsprachlich ergibt sich eine Richtung für den Zeitbegriff (Zeitpfeil) daraus, dass man unbewusst die Kausalität (kausale Geschehensabläufe) als Bestandteil des Zeitbegriffs vorstellt.
Die Annahme, die Entropie sei Bestandteil des Zeitbegriffs und dies begründe im Bereich der Physik eine Richtung der Zeit, ist eine Frage der Zweckmäßigkeit.
Einsteins Definition von Zeit "Zeit ist das, was Uhren anzeigen" beinhaltet weder Kausalität noch Entropie, denn Beides zeigen Uhren nicht an. Diese Definition ist m.E. für die Physik in dem Sinne geeignet, dass Zeit ohne Richtung (Zeitpfeil) vorgestellt wird.

MfG
Harti

Hallo Harti,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1379-35:

In diesem Sinne ist für mich Bewegung nicht ohne den Gegensatz Ruhe vorstellbar.

Meines Erachtens gibt es keine Ruhe, sondern nur Bewegung im Sinne einer Zustandsänderung.
Ansonsten gäbe es keine Zeit.
Ruhe ist nur ein relativer Zustand zweier Zustandsänderungen.

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1379-35:

Die Annahme, die Entropie sei Bestandteil des Zeitbegriffs und dies begründe im Bereich der Physik eine Richtung der Zeit, ist eine Frage der Zweckmäßigkeit.
Einsteins Definition von Zeit "Zeit ist das, was Uhren anzeigen" beinhaltet weder Kausalität noch Entropie, denn Beides zeigen Uhren nicht an. Diese Definition ist m.E. für die Physik in dem Sinne geeignet, dass Zeit ohne Richtung (Zeitpfeil) vorgestellt wird.

Ich bin auch der Auffassung, dass es keine Zeitrichtung gibt.
Es gibt nur Zustandsänderungen (von Observablen), deren Gradienten positiv oder negativ sein können, d.h. die Werte der Änderungen sind zunehmend oder abnehmend.
Die Umwandlung von Energieformen ist allerdings derart, dass die Energie eines abgeschlossenen Systems nicht zunimmt.
Eine Zeitrichtung würde ich daraus jedoch nicht zwingend ableiten.

Allerdings, denke ich, gibt es einen Gradienten der Zustandsänderung und damit eine veränderliche Zeit.


Noch einen schönen sonnigen Ostermontag!
Otto

Hallo Harti, hallo Otto,

Harti schrieb in Beitrag Nr. 1379-35:

Nach meiner Ansicht kann man allein auf der Grundlage des Relativitätsprinzips keine konkreten Feststellungen/Aussagen über die Natur machen. Die Feststellung der Bewegung eines Objektes setzt die (meist stillschweigende) Annahme eines ruhend vorgestellten Bezugssystems voraus.

es geht nicht um die Bewegung eines Objektes.
Ich muss mich wiederholen: Es macht keinen Unterschied, ob sich ein Objekt gleichförmig bewegt oder ruht.
Und somit ist auch die Frage danach, ob ein Objekt sich bewegt oder ruht, obsolet.
Vielmehr geht es darum, ob zwei Objekte sich einander nähern, voneinander entfernen oder zueinander ruhen.
Um das quantitativ und qualitativ zu beschreiben muss ich keine Annahmen oder Voraussetzungen tätigen.
Ich muss lediglich von einem der beiden Objekten, oder von einem dritten Objekt aus, eine Messung ausführen.
Relativität heißt hier nichts anderes, als dass es gleichgültig ist, von welchem Objekt aus ich die Messung tätige,
bzw. wo ich den Ursprung meiner Messung wähle.
Ist das Objekt, das ich als Ursprung wähle, nicht beschleunigt, dann spricht man von einem Inertialsystem.
Alle Beschreibungen in diesem Inertialsystem beziehen sich auf das Objekt, welches als Ursprung gewählt wurde.

Zitat von Otto:

Ich bin auch der Auffassung, dass es keine Zeitrichtung gibt.

Wie interpretierst du dann die Zunahme der Entropie?
Bei Mehrteilchensystemen stellt sich ein thermodynamisches Gleichgewicht ein.
Da gibt es Zustände, die eindeutig als vorher und nachher beobachtet werden.

mfg
okotombrok

Hallo Okotombrok,

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 1379-37:

Wie interpretierst du dann die Zunahme der Entropie?

Meines Erachtens ist die Bezeichnung Zeitpfeil nicht ganz korrekt.
Exakter wäre, von einem Entropie-Pfeil zu sprechen, um die spezielle Eigenschaft der Irreversibilität eines thermodynamischen Prozesses eines geschlossenen Systems zu charakterisieren.
Auch die Tatsache, dass Entropie nicht an einem Punkt einzeln gemessen werden kann, sondern nur als Differenz mindestens zweier Messungen, führt nicht zwingend dazu, der Zeit eine Richtung zuzuordnen, sondern nur der (Zustands)-Änderung des Energiepotentials.

Der Zeit eine Richtung zuzuordnen führt m.E. zu falschen physikalischen Deutungen.

Gruß, Otto

Hallo Otto,

Otto schrieb in Beitrag Nr. 1379-38:

Der Zeit eine Richtung zuzuordnen führt m.E. zu falschen physikalischen Deutungen.

ich kann deiner Vorstellung von der Zeit nicht folgen.
Weist man der Zeit keine Richtung zu, macht es keinen Sinn, überhaupt von Zeit zu reden.
Begriffe wie vorher, nachher oder Reihenfolge wären inhaltslos.
Macht man bei Mehrteilchensystemen verschiedene Messungen ohne eine Reihenfolge definieren zu können im Sinne von "zuerst die eine Messung, zeitlich später eine zweite Messung usw., könnte man den Messergebnissen nicht entnehmen, dass die Entropie zunimmt.

Weiterhin stellt die Ableitung nach der Zeit sowohl in der klassischen Mechanik als auch in der Quantentheorie eine elementare Vorgehensweise dar.
Ohne eine Richtung auf einer Zeitskala wären dabei keine nutzbaren Ergebnisse zu erwarten, geschweige denn Voraussagen zu tätigen.
Überhaupt bedeutet doch Naturwissenschaft zu betreiben beobachten, daraus Gesetzmäßigkeiten herleiten um damit Vorhersagen machen zu können.
Eine andere Reihenfolge von Beobachtung, Erkennen und Vorhersagen wie eben diese macht keinen Sinn und zeichnet darum eine Zeitrichtung aus.

Ein weiteres Argument für eine Zeitrichtung stellt das CPT-Theorem dar.
Es wird als fundamentales physikalisches Gesetz angesehen und gilt als eine grundlegende Eigenschaft der Quantenfeldtheorie.
Dabei bedeutet C Ladungsumkehr, P Spiegelung des Raumes und T Umkehr der Zeitrichtung.
Die CP Verletzung der Kaonen z.B. wird erst durch die CPT-Symmetrie geklärt.
Das Konzept der Antimaterie beruht auf Ladungsumkehr, Spiegelung des Raumes und Umkehr der Zeitrichtung.

Deine Aussage, die Vorstellung einer Zeitrichtung würde zu falschen physikalischen Deutungen führen, führt m.E. dazu, fast alles, was wir haben, über den Haufen werfen zu müssen.
Das kann doch nicht dein Anliegen sein?!
Was meinst du konkret mit "falschen physikalischen Deutungen"?

mfg okotombrok

Bei der Frage, ob man Zustandsänderungen eine Richtung zuorndnen kann, ist m E. die jeweilige (örtliche oder zeitliche) Umgebung relevant.

Bleibt die Umgebung im Rahmen der jeweiligen Zustandsänderung gleich, so ist es m.E. nicht sinnvoll, von einer Richtung der betrachteten Zustandsänderung zu sprechen.

Ändert die Umgebung jedoch Parameter wie Dichte oder Frequenz, so erfolgt die Zustandsänderung in eine Richtung.

Eine Teilchenbewegung in einem Kochtopf bei konstantem Druck (und Temperatur) ist so bspw. richtungslos. Eine Expansion bei abnehmender Dichte dagegen gerichtet.

Eine Schwingung konstanter Frequenz ist richtungslos. Eine gedämpfte Schwingung dagegen gerichtet.

Die Zuordnung einer Richtung setzt m.E. einen Gradienten voraus.