Sind Energie und WDDF die einzigen Grundgrößen der Natur?

 

WDDF — Well Defined Degrees of Freedom

Zum physikalischen Informationsbegriff:

Grtgrt schrieb in Beitrag Nr. 1948-1:

 
Wäre so einer schon erarbeitet, müsste er wohl mindestens den biologischen und den kybernetischen verallgemeinern (und gemeinsame Wurzel beider sein).
Nicht vergessen sollte man: Auch auf der Ebene physikalischer Systeme treten Phänomene der selbstorganisierten Strukturbildung auf, die weit mehr auf Frei­heitsgrade zurückzuführen sind als auf ein Ursache-Wirkungs-Verhältnis.

Somit scheint Information die Grundlage aller Selbstorganisation zu sein.
 

Wie in Beitrag 1948-34 schon erklärt wurde, stellen Ordnung und Unordnung die beiden Grundformen dar, in denen Information auftreten kann. Ihr Bezug zu Freiheitsgraden ist offensichtlich:

• Ordnung setzt  G r e n z e n  für Freiheitsgrade,

• Unordnung ist Symbol für die  A u s s c h ö p f u n g  von Freiheitsgraden.

Nicht zuletzt deswegen kommt mir bei der Suche nach einer Antwort auf die Frage, was denn nun eigentlich das Wesen eines Begriffs von Information ausmachen könnte, der tauglich wäre, Basis aller physikalischen Gesetze zu sein, der Verdacht, dass es sich hierbei um ein Naturgesetz handeln könnte,

welches Freiheitsgraden entspricht,
entlang derer sich jeder im Universum ablaufende Prozess entwickelt in dem Sinne, dass die Natur

• ihn zwingt, sich NUR in ihrem Rahmen zu entwickeln

• ihm ansonsten aber jede Freiheit lässt, den Rahmen, diese Freiheitsgrade also, VOLL auszuschöpfen.

Der durch die Freiheitsgrade gesetzte Rahmen in Kombination mit absolutem Zufall im Sinne der Quantenphysik könnte zur Folge haben, dass solche Prozesse selbstorganisierend sind und so Ordnung entsteht, die der Evolution fähig ist — einer Evolution, die gezielt die jeweils stabileren Strukturen begünstigt, weil die ja, eben
w e g e n  ihrer Stabilität, selbst wieder zu steuernden Faktoren werden in dem Sinne, dass sie den Zufall mehr und mehr kanalisieren:

Hinreichend stabile Strukturen verändern die Wahrscheinlichkeiten, mir der ansonsten gleich wahrscheinliche Ereignisse zufällig eintreten.


_{Gebhard Greiter (grtgrt)}
 

Nein!

Der zufall hat wegen der Kausalität ausgespielt.

Grtgrt schrieb in Beitrag Nr. 1954-1:

 

WDDF — Well Defined Degrees of Freedom

Zum physikalischen Informationsbegriff:

Grtgrt schrieb in Beitrag Nr. 1948-1:

 
Wäre so einer schon erarbeitet, müsste er wohl mindestens den biologischen und den kybernetischen verallgemeinern (und gemeinsame Wurzel beider sein).
Nicht vergessen sollte man: Auch auf der Ebene physikalischer Systeme treten Phänomene der selbstorganisierten Strukturbildung auf, die weit mehr auf Frei­heitsgrade zurückzuführen sind als auf ein Ursache-Wirkungs-Verhältnis.

Somit scheint Information die Grundlage aller Selbstorganisation zu sein.
 

Wie in Beitrag 1948-34 schon erklärt wurde, stellen Ordnung und Unordnung die beiden Grundformen dar, in denen Information auftreten kann. Ihr Bezug zu Freiheitsgraden ist offensichtlich:

• Ordnung setzt  G r e n z e n  für Freiheitsgrade,

• Unordnung ist Symbol für die  A u s s c h ö p f u n g  von Freiheitsgraden.

Nicht zuletzt deswegen kommt mir bei der Suche nach einer Antwort auf die Frage, was denn nun eigentlich das Wesen eines Begriffs von Information ausmachen könnte, der tauglich wäre, Basis aller physikalischen Gesetze zu sein, der Verdacht, dass es sich hierbei um ein Naturgesetz handeln könnte,

welches Freiheitsgraden entspricht,
entlang derer sich jeder im Universum ablaufende Prozess entwickelt in dem Sinne, dass die Natur

• ihn zwingt, sich NUR in ihrem Rahmen zu entwickeln

• ihm ansonsten aber jede Freiheit lässt, den Rahmen, diese Freiheitsgrade also, VOLL auszuschöpfen.

Der durch die Freiheitsgrade gesetzte Rahmen in Kombination mit absolutem Zufall im Sinne der Quantenphysik könnte zur Folge haben, dass solche Prozesse selbstorganisierend sind und so Ordnung entsteht, die der Evolution fähig ist — einer Evolution, die gezielt die jeweils stabileren Strukturen begünstigt, weil die ja, eben
w e g e n  ihrer Stabilität, selbst wieder zu steuernden Faktoren werden in dem Sinne, dass sie den Zufall mehr und mehr kanalisieren:

Hinreichend stabile Strukturen verändern die Wahrscheinlichkeiten, mir der ansonsten gleich wahrscheinliche Ereignisse zufällig eintreten.


_{Gebhard Greiter (grtgrt)}
 

Ein Freiheisgrad (Singular!) ist die Zahl, mit der im erweiterten Sinne die Koodinaten eines Teilchens beschrieben werden können ( z. B. Freiheitsgrad "6" für eine Waschmaschine, du kannst sie in drei Richtungen bewegen und in drei Ebenen drehen). In erweitertem Sinn bedeutet es, dass z. B. auch der Spin und die Ladung Koordinaten des Teilchens (z. B. eines Elektrons) sind. Die Zahl steht für die Dimension des sogenannten "Phasenraumes". Die Kenntnis über die Werte der Koordinaten ist die Information, die ein System liefert (für Bewegung kommen Vektoren ins Spiel).

Entropie(der Zustand des Systems) besteht in der Menge der Freiheisgrade der einzelnen Teilchen mal der Anzahl der Teilchen eines Systems. Für ein System mit einer sehr großen Anzahl von Teilchen (also z. B. eine Gaswolke) kann nur ein Durchschnittswert ermittelt werden. Jedes System ist bestrebt, in einen Gleichgewichtszustand zu gelangen. Gegen dieses Bestreben wirken Kräfte, z. B. elektromagnetische oder die Gravitation. Die weitaus größte Kraft im Kosmos (obwohl sie die schwächste der vier Grundkräte ist) ist die Gravitation, weil sie über die Massen im All eine unbegrenzte Reichweite hat, und weil es sehr viel Masse gibt.

"Ordnung" wird durch Gravitation geschaffen, "Unordnung" ist der systemimantente "Drang" nach völliger Gleichverteilung, nach Ausgleich zwischen Potentialen. Der antopozentrische Begriff der "Freiheitsgrad" hat hier keinerlei Bedeutung.

 

Henry schrieb in Beitrag Nr. 1954-4:

"Ordnung" wird durch Gravitation geschaffen, "Unordnung" ist der systemimantente "Drang" nach völliger Gleichverteilung, nach Ausgleich zwischen Potentialen. Der antopozentrische Begriff der "Freiheitsgrad" hat hier keinerlei Bedeutung.

Hi Henry,

"Ordnung" wird keineswegs nur durch Gravitation geschaffen, sondern — um nur EIN Beispiel zu geben — auch durch die einem Quantensystem (einem Molekül etwa) zugeordnete Wellenfunktion ψ.

Auch meinen Begriff "Freiheitsgrade" interpretierst du viel zu eng:

Nimm z.B. ein Molekül und die ihm zugeordnete Wellenfunktion. Sie definiert sog. "Knotenflächen". Die wiederum stellen die Menge aller Raumpunkte dar, an denen sich kein einziges Elektron im Molekül aufhalten kann (kein Elektron wird sich dort zeigen, wenn man versucht, es zu beobachten).

Damit ist diese Wellenfunktion Beschreibung eines sehr komplizierten "Freiheitsgrades". Er gibt dem Orbitalmodell des Moleküls eine ganz bestimmte Struktur (siehe etwa diesen Artikel und die Bilder darin) und sagt den Elektronen, wo sie sich zeigen bzw. nicht zeigen dürfen.

Gruß,
grtgrt
 

 

Henry schrieb in Beitrag Nr. 1954-4:

"Unordnung" ist der systemimantente "Drang" nach völliger Gleichverteilung, nach Ausgleich zwischen Potentialen.
Der antopozentrische Begriff der "Freiheitsgrad" hat hier keinerlei Bedeutung.

Hi Henry,

das Wort "antopozentrisch" kenne ich nicht. Oder wolltest du stattdessen "anthropozentrisch" schreiben? Wenn ja, dann hast du mich nochmals gründlich missverstanden: Mein Begriff "Freiheitsgrade" ist nämlich rein technisch gemeint im Sinne von "was die Natur zulässt".

Und "Unordnung" ist keineswegs ein Drang, sondern kann höchstens als Folge eines Systemverhaltens auftreten, welches sich in Folge eines Dranges ergibt.


Und noch was:

Der zweite Haupsatz der Thermodynamik sagt NICHT, dass Entropie stets nur zunimmt, sondern er sagt nur, dass, wenn t1 < t2 < t3 drei Zeitpunkte sind und S ein sich selbst überlassenes abgeschlossenes System, der Zustand von S zum Zeitpunkt t3 — aber auch der zum Zeitpunkt t1 — mit überaus großer WAHRSCHEINLICHKEIT höhere Entropie hat als der zum Zeitpunkt t2. (Brian Greene)

Das, so sagt Greene, liege daran, dass bei Systemen, die aus extrem vielen Teilen bestehen, es sehr viel mehr Zustände gibt, die ungeordneter sind, als der Zustand des Systems zum Zeitpunkt t2 (natürlich nur unter der Voraussetzung, dass die Entropie des Systems zum Zeitpunkt t2 nicht schon die dem System maximal mögliche ist).


Gruß, grtgrt
 

 

Wrentzsch schrieb in Beitrag Nr. 1954-3:

Der Zufall hat wegen der Kausalität ausgespielt.

Das ist völlig falsch. In der Quantenphysik regiert weit mehr Zufall als Kausalität.

Einstein war der letzte große Physiker, der nur an Kausalität glaubte. Aber sagte ich das nicht schon mal?

Gruß,
grtgrt
 

Grtgrt schrieb in Beitrag Nr. 1954-7:

 

Wrentzsch schrieb in Beitrag Nr. 1954-3:

Der Zufall hat wegen der Kausalität ausgespielt.

Das ist völlig falsch. In der Quantenphysik regiert weit mehr Zufall als Kausalität.

Einstein war der letzte große Physiker, der nur an Kausalität glaubte. Aber sagte ich das nicht schon mal?

Gruß,
grtgrt
 

Es nicht richtig, Kausalität und Zufall als Gegensätze zu setzen. Das sind sie nicht. Über das Quadrat der Wellenfunktion ist auch die Quantenwelt determiniert. (Das findest du im Übrigen ebenfalls bei Brian Greene, wenn ich mich recht erinnere:joker:).

Grtgrt schrieb in Beitrag Nr. 1954-6:

 

Henry schrieb in Beitrag Nr. 1954-4:

"Unordnung" ist der systemimantente "Drang" nach völliger Gleichverteilung, nach Ausgleich zwischen Potentialen.
Der antopozentrische Begriff der "Freiheitsgrad" hat hier keinerlei Bedeutung.

Hi Henry,

das Wort "antopozentrisch" kenne ich nicht. Oder wolltest du stattdessen "anthropozentrisch" schreiben? Wenn ja, dann hast du mich nochmals gründlich missverstanden: Mein Begriff "Freiheitsgrade" ist nämlich rein technisch gemeint im Sinne von "was die Natur zulässt".

Und "Unordnung" ist keineswegs ein Drang, sondern kann höchstens als Folge eines Systemverhaltens auftreten, welches sich in Folge eines Dranges ergibt.


Und noch was:

Der zweite Haupsatz der Thermodynamik sagt NICHT, dass Entropie stets nur zunimmt, sondern er sagt nur, dass, wenn t1 < t2 < t3 drei Zeitpunkte sind und S ein sich selbst überlassenes abgeschlossenes System, der Zustand von S zum Zeitpunkt t3 — aber auch der zum Zeitpunkt t1 — mit überaus großer WAHRSCHEINLICHKEIT höhere Entropie hat als der zum Zeitpunkt t2. (Brian Greene)

Das, so sagt Greene, liege daran, dass bei Systemen, die aus extrem vielen Teilen bestehen, es sehr viel mehr Zustände gibt, die ungeordneter sind, als der Zustand des Systems zum Zeitpunkt t2 (natürlich nur unter der Voraussetzung, dass die Entropie des Systems zum Zeitpunkt t2 nicht schon die dem System maximal mögliche ist).


Gruß, grtgrt
 

Nun wollen wir doch nicht launisch werden und uns über lässige Sünden lustig machen, nicht wahr? Natürlich meinte ich anthropozentrisch.

"Drang" war von mir in Anführungzeichen gestzt, womit ich andeute, dass es natürlich kein Impuls ist, wie wir ihn von Lebewesen kenne. Du lässt "die Natur etwas vorschreiben", ich lasse dem System den "Drang" .

Ich weiß, dass du den Begriff rein technisch gemeint hast, aber in der Interpretation klingt es halt anthropozentrisch. Selbstverständlich reden wir über Wahrscheinlichkeiten, was die Entropie anbetrifft, und es gibt eine gewissen Wahrscheinlichkeit, eine Elektron nicht im Orbit des Atomkerns anzutreffen, sonder in Andromeda (außerdem habe ich vom Tunneleffekt gehört, keine Bange). Und ich habe nichts anderes als Brian Greene behauptet. Du wirst mir aber zugestehen, dass diese Wahrscheinlichkeit dem Unwahrscheinlichen ziemlich nahe kommt (das Elektron in Andromeda, meine ich).

Wenn du informiert wirst, ist es deine Aufgabe zu fragen- was verursachte es.
Die musst nach den Ursachen und Naturgesetzen suchen, damit nichts mehr zufällig sein kann-
es ist deine Aufgabe als Wissenschaftler.
Wenn an dem Ort oder zu der Zeit die Bedingungen nicht gegeben sind, wird nach dem Naturgesetz es nicht geschehen.
Was ist da noch Zufall, das Naturgesetz besteht weiter- ob es wirkt wegen erfüllten Bedingungen oder nicht wirken kann, weil ein Faktor fehlt.
-An einem Anderen Ort -zu einer Anderen Zeit- ist alles notwendige zusammen.
Unbestimmtheit?
Nicht vom Naturgesetz her!

Wrentzsch schrieb in Beitrag Nr. 1954-10:

Wenn du informiert wirst, ist es deine Aufgabe zu fragen- was verursachte es.
Die musst nach den Ursachen und Naturgesetzen suchen, damit nichts mehr zufällig sein kann-
es ist deine Aufgabe als Wissenschaftler.
Wenn an dem Ort oder zu der Zeit die Bedingungen nicht gegeben sind, wird nach dem Naturgesetz es nicht geschehen.
Was ist da noch Zufall, das Naturgesetz besteht weiter- ob es wirkt wegen erfüllten Bedingungen oder nicht wirken kann, weil eine Zutat fehlt.
-An einem Anderen Ort -zu einer Anderen Zeit- ist alles notwendige zusammen.
Unbestimmtheit?
Nicht vom Naturgesetz her!

Wie ich schon in Beitrag Nr. 1954-8 angemerkt habe, gibt nicht das "entweder Zufall oder Kausaliät". Was die Unbestimmtheit meint ist NICHT, dass alles unbestimmt wäre, sondern dass wir bestimmte Werte nicht gleichzeitig beliebig genau messen können, z. B. Ort und Geschwindigkeit. Damit ist überhaupt nicht gesagt, dass es keine Naturgesetze gäbe.

Es gibt auch keine Entscheidungsfreiheit für Quanten oder Sonstige Teillchen, kein geschehen ohne Ursache.
-
Aber zurück zum Thema, was sollte ausgesagt werden?

Es gibt keine einfache Lösung in einem komplizierten Universum, wo sich Alles gegenseitig beeinflusst.