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Unendlicher Platz für vollkommene Ordnung

Thema erstellt von Stueps 
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Stueps (Moderator)
Beiträge: 3.229, Mitglied seit 14 Jahren
Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2195-26:
Hallo Stueps,

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2195-24:
Ich wäre froh, wenn du (und alle anderen) dazu deine Gedanken äußerst, ich halte das nämlich für hochspannend!

na ja, wenn alle anderen meine Gedanken äußern, dann 'brauch ich das ja nicht mehr. :rofl:

:smiley29:

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2195-26:
ber erst einmal mach ich für ein paar Tage Urlaub mit vielleicht passender Lektüre.

Viel Spaß, erhol dich fein :smiley5:.
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Stueps (Moderator)
Beiträge: 3.229, Mitglied seit 14 Jahren
Hallo Irena,

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2195-34:
Hier ist interessanter Artikel bezüglich der Begriffe "existent" und "real". Es wurde schon Versuch(e) unternommen worden, die Klarheit hier zu schaffen. Z.B. eine Idee, eine Vorstellung existiert, ist aber nicht real. In Bezug auf Elektron bedeutet real-zu seine Unabhängigkeit von Menschen, Theorien etc. zu sein.

Danke für den Hinweis! Interessant, aber schwierig.

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2195-34:
Im Grunde wusste ich, dass man Teilchen der Realität zuschreibt. Ähnlich der Überlegungen von Okotombrok(?) denke ich, dass die Schrödinger-Wellenfunktion, die Teilchen beschreibt, ist ein "Potentialitäten-Paket" bzw. ein "Möglichkeitswelle", die ihre Möglichkeiten noch nicht geäußert hat und daher nicht real sein kann. Viel mehr deutet es daran, dass es kann auch eine andere gedachte Ebene sein, die eben nicht durch uns manifestiert wurde. So fehlen uns einfach Begriffe, die diese Phänomene in einer Kategorie fassen könnte.

Ja. Auch ich ringe schon seit Langem um passende Begriffe. Ich neige immer mehr dazu, diesen "Potentialitätspaketen" und "Möglichkeitswellen" eine gleichwertige Existenz zuzuordnen, nur eben auf einer anderen Realitäts-Ebene.

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2195-34:
Was ist "vollkommene Ordnung"? Was meinst damit?

Gute Frage. Ich kann dir das nicht zufriedenstellend beantworten :smiley23:.
Bisher habe ich den Begriff "Ordnung" eng an die Entropie geknüpft. So habe ich behauptet, dass ein Eiskristall aufgrund der Sortierung seiner Moleküle (regelmäßiges Gittermuster) und ihrer eingeschränkten Bewegungsfreiheit eine niedrigere Entropie besitzt als Wasserdampf. Und damit eben eine höhere Ordnung. Aber das Ding steht auf wackeligen Beinen. Struktron bemerkte schon (meines Erachtens zu recht), dass wir den Begriff "Ordnung" gar nicht überblicken. Claus (und Andere) argumentierte, dass der Begriff "Ordnung" subjektiver Natur ist. Dagegen wehre ich mich gerade (mehr schlecht als recht) mit dem Argument, dass wir eine grundlegende Ordnung nicht erschaffen, sondern nur erkennen können.

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2195-34:
Da wir über sehr komplexe und abstrakte Dinge diskutieren, finde ich richtige Formulierungen (soweit sie überhaupt möglich sind!) sehr wichtig für die Verständigung.

Das finde ich auch. Und meist scheitert ein Vorwärtskommen genau am Fehlen dieser richtigen Formulierungen. Diese zu finden, ist aber auch verdammt schwierig!

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2195-34:
So z.b. ich verstehe, was du mit erstem Satz sagen willst, dennoch ist falsch zu sagen, dass das Chaos "eine vollkommene Ordnung beinhaltet". Es beinhaltet nur eine Möglichkeit zur Entwicklung. Aber auch das finde ich fraglich, bezüglich ALLE Möglichkeiten.

Sehr gutes Argument!
Ich verstehe "maximales Chaos" als maximale Anzahl von Möglichkeiten. So muss eben auch vollkommene Ordnung als eine Möglichkeit beinhaltet sein. Ich denke, dass maximales Chaos Voraussetzung für vollkommene Ordnung ist. Bitte beachte, dass ich diesen Gedanken so interessant fand, dass ich ihn ergründen wollte. Das geht am Besten, wenn ich ihn zur Diskussion stelle. Wohin die Diskussion geht, weiß ich nicht, aber dümmer werde ich sicherlich dabei nicht.

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2195-34:
Aus meinem - evolutionären - Verständnis des Universums, scheint mir das Universum einem Schachspiel ähneln.

Sehr interessanter Gedanke!

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2195-34:
Also es gibt unzählige Möglichkeiten ein Schachspiel zu spielen. Auf Einmal kann man nur einen Spiel zu spielen. So, sieht das perfekte Chaos eher für das Chachspiel vorbereitete Brett mit Figuren.

Ja, die Möglichkeiten sind über alle Maßen groß.
Ein Schachspiel hat eine begrenzte Anzahl von Regeln.
Schach gehört zu den Spielen mit perfekter Information. Man kann die Regeln ändern, und erhält ein völlig anderes Spiel.
Es sollte mich wundern, wenn im Universum ein Ort, der über perfekte Information verfügt, existiert. Man denke an die Unschärferelation, schwarze Löcher, inflationäre Phase.
Allerdings ist es wohl sehr gut möglich, dass es andere Universen mit anderen Grundregeln gegeben haben könnte/gibt/geben wird.
Irena, dein Schach-Vergleich ist richtig gut! Ich muss darüber nachdenken, will mich hierzu nicht voreilig äußern.

Beste Grüße
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Stueps am 18.02.2015 um 21:02 Uhr.
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Struktron schrieb in Beitrag Nr. 2195-40:
Hallo,

ist nicht die Evolution (welche auch die Materieansammlung von Sternen oder Galaxien,... umfassen soll) ein Widerspruch zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik? Beispiele dafür, dass sich Ordnung im Chaos bilden kann, gibt es genug.

MfG
Lothar W.

Das sind alles nicht abgeschlossene Systeme. Die "Erzeugung" von Ordnung - z. B. einer Galxie oder eines Lebewesens - erfolgt durch Energieaufwendung. Der partielle Einsatz dieser Energie erhöht im Ganzen des Universums die Entropie.
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Henry-Dochwieder am 19.02.2015 um 08:45 Uhr.
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Hi Stueps,
es war lustig zu beobachten bzw, zu lesen, wie du von volkommnende Ordnung zu perfekte Information hineingeschlitten hast :)
Vielleicht erst mal absehen von den Begriffen, die mit (menschliche) Ästhetik zu tun haben als mit Naturwissenschaft (wenn wir sie auch abstrahierend betrachten)?!

Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2195-43:
Das sind alles nicht abgeschlossene Systeme. Die "Erzeugung" von Ordnung - z. B. einer Galxie oder eines Lebewesens - erfolgt durch Energieaufwendung. Der partielle Einsatz dieser Energie erhöht im Ganzen des Universums die Entropie.
In der Schule habe ich noch verstanden, was Entropie bedeutet. Es stand in Verbindung mit Regeln der Thermodynamik. So die Erhöhung der Entropie würde bedeuten das Abkühlen des Rest-Universums. Wann ich später mit Entropie mich beschäftigte, dann kam viel Verwirrung. Wer ganz genau versteht, wann er über Entropie spricht, möge es zu nutzen. Ich bin zum Schluss gekommen, dass noch ein "unscharfer" Begriff tut nicht gut für meine Überlegungen. Nur unnötig kompliziert.

Der Fakt ist, wenn man komplexen Sachverhalt hat, "die Beweiskette" möglich überschaubar zu halten und nicht noch mehr mit unscharfen Begriffen zu füttern. Es gibt übrigens sehr gute Begriff für von Struktron beschriebene Entwicklungen: Selbstorganisation. Chaostheorie beschäftigt sich mit Selbstorganisation. Ich favorisiere den Begriff Evolution, weil der Begriff Selbstorganisation auf das "selbst" konzentriert ist, was auch ohne Frage der Fall ist. Dennoch genau so wichtig in Selbstorganisation ist die Wirkung der Umwelt, die hier ihre gestalterische Seite zeigt. So entsteht ein Stern in etwa dort, wo es von der Umwelt "vorgezeigt" wurde, auch seine andere Parameter hängen von der Umwelt ab. So hat der "keim" des Sterns nur begrenzte Freiheit seine Selbstorganisatorische Fähigkeiten zu entwickeln. Wo anders wird es einfach durch die Umwelt unterdrückt und aufgelöst.
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Irena schrieb in Beitrag Nr. 2195-39:
Henry-D,
die Naturkräfte waren nicht gleichzeitig da. Schon die Spaltung der Urkraft und begonnene Expansion bedeuteten den Bruch der Gleichheit, aber gleichzeitig das Streben diese Gleichheit wiederherzustellen. So könnte die Materie, die s. z. zwischen der Naturkräften sich befindet als eine Art Zwischenspeicher sein, der vorläufig und lokal die Unregelmäßigkeiten auffängt.
Es hätte es etwas ähnliches mit "dem Tanzen auf heißen Dach", wo man versucht lokal etwas in Gleichgewicht zu bringen, es bedeutete aber zwangsläufig, dass es woanders "heiß" wird, so muss man hier "abkühlen" u. w. w. Für mich ist es Dynamik schlechthin.

Zitat:
Kommt Bewegung ins Spiel, erhöht sich auch die nötige Informationsmenge, um das System zu beschreiben
.
Dann müssen wir uns mal einigen, wollen wir das System beschreiben, oder wollen wir das Beschreibungssystem beschreiben. Dann müssen wir wählen zwischen vielen Beschreibungssystemen: Sprach-, mathematisch, digital, welche noch?
Im ernst, mich interessiert das Beschreibungssystem nicht. Mich interessiert das, was beschrieben wird und zwar in diesem Zusammenhang NUR das. Nicht dass ich Interesse an der Beschreibungssystem nicht hätte, nur bitte nicht hier....

Zitat:
Eine Gaswolke im thermischen Gleichgewicht kann ich mit einem Merkmal beschreiben: Ihre Temperatur, und die ist der Durchschnittswert der Bewegung aller Teilchen in der Wolke.
na ja, ich verstehe dann was anders unter Beschreibung. Dann müsste die Parameter jedes Teilchens in diesem System zum Zeitpunkt X bekannt/beschrieben werden.
Zitat:
Kenne ich ein Teilchen, kenne ich alle.
Eben nicht. Temperatur beschreibt das System von Teilchen, nicht das Teilchen, dass sehr viel abweichende Geschwindigkeit haben könnte. Was ist mit einem sehr dünnem Gas, in dem die wenige Teilchen mit sehr höhe Geschwindigkeit fliegen? Insgesamt hätte es niedrige Temperatur ergeben, nur sagt es nichts um wirkliche Verhältnisse.
Zitat:
Gibt es Abweichungen vom Gleichgewicht, also z. B. ring- oder kugelförmige Bereiche (das wären Strukturen, die als solche sofort erkennbar sind und „Ordnung“ darstellen) müsste ich jeden einzelnen Bereich getrennt untersuchen. Der Aufwand wäre also größer.
Strukturen können auch nicht sichtbar sein. Z.B. wenn ihre Wechselwirkungsnetzt überlagert sich mit anderen. Z.B. Wirtschaft ist eine erkennbare Struktur in der Gesellschaft, nur wirst du es nicht räumlich isoliert betrachten können.

Hi, Irena!
Natürlich war der Urknall oder war der Beginn – wie auch immer – dynamisch, ich behaupte nichts anderes. Aber was geschah? Die Energie (die Photonen) wurde durch die Expansion rotverschoben, kann man noch heute beobachten, siehe Hintergrundstrahlung. Das bedeutet Abkühlung. Die Entstehung von Materieteilchen bedeutet die Bindung von Energie, das ist ein erster Schritt weg vom Gleichgewicht; hätten sich keine Teilchen gebildet, wäre das All eine eintönige, gleichförmige Leere, vollkommen strukturlos. Aber erst mit den Strukturen von Sternen und Galaxien begann das Eigentliche, denn auch die Teilchen hätten sich völlig homogen verteilen können. Unter Teilchen sind für uns natürlich erst mal die Protonen und die Elektronen wichtig, also die Bausteine des Wasserstoffs.

Die Geschichte, die letztlich zu uns führte, begann aber mit kleinsten gravitativen Unregelmäßigkeiten, für die nach Stand der Dinge die Dunkle Materie verantwortlich zeichnet. Diese Gravitationspotenziale waren der Kern für die weitere Ansammlung von Masse (von Wasserstoff), die für die Entstehung von Sternen notwendig ist. Die Gravitation sorgte also für den Trend vom Gleichgewichtszustand weg.

Jede Kernfusion erzeugt neue Elemente, aber immer mit dem Verlust von Bindungsenergie, die als Wärme ins All abgestrahlt wird. Die Aufrechterhaltung des Zustandes dieser Ordnung – des Sterns – wird also mit einer ständigen Erhöhung der Entropie erkauft. Jeder biologische Prozess – also z. B. die Photosynthese – wird mit einem Verlust an Wärmeenergie bezahlt. Ja, die Entstehung des Lebens selbst als hochkomplexe Ordnung wird mit der Energie der Sonne erst möglich, und letztlich wird auch das mit höherer Entropie bezahlt.

Irgendwann werden alle Sterne erlöschen oder als Schwarze Löcher enden – einem Hoch Maß an Entropie – und wenn wir voraussetzen, dass das Universum ein geschlossenes System ist, wird das dass Ende sein. Denn die Expansion wird weitergehen, und im großen, ganz großen Maßstab wird es erst eine völlige Gleichverteilung aller noch vorhandenen Materie geben, die aber nichts mehr bewirkt, die elektromagnetische Strahlung wird gegen unendlich rot verschoben - und dann wird das All nur noch aus eisiger Leere bestehen.

Als Abschluss unserer kleinen Diskussion: Temperatur ist ein Durchschnittswert, ich muss nicht die Temperatur jedes einzelnen Teilchens kennen (die Bewegungsenergie lässt sich äquivalent in Wärmeenergie ausdrücken bzw. gibt es eine Beziehung zwischen der Bewegungsenergie der einzelnen Teilchen und der Gesamttemperatur des Systems). Die einzelnen Teilchen haben annähernd die gleiche Geschwindigkeit; natürlich gibt es Ausreißer, aber die gibt es nach oben und eben auch nach unten (was den Betrag angeht, die Richtung ist dabei unerheblich, den wir reden hier von Unmengen an Teilchen, im Schnitt heben sich die Richtungen in ihrer Wirkung gegenseitig auf).

Aber man kann die Bewegungsenergie einzelner Teilchen zu einer Temperatur in Beziehung setzen. Erst einmal wird sich die Bewegungsenergie der einzelnen Teilchen anpassen, denn sie werden ständig zusammenstoßen und dadurch Bewegungsenergie in Wärmeenergie umwandeln. Ist es z. B. eine Gaswolke im All, also nicht ein abgeschlossenes System, wird die Wärmeenergie abgestrahlt – und wir können sie messen, genau deshalb. Die Gaswolke selbst wird immer kälter werden und dann bei -270 C° eine Temperatur haben, die es ermöglicht, dass sich durch äußere Einwirkung (z. B. durch eine Supernova in der „Nähe“) die Wolke zusammenballt und einen neuen Stern bildet. Das ist z. B. eine Wirkung der Gravitation. Sterne sind immer eine Folge von Gravitation.

In einem geschlossenen System kann die Wärme nicht abgeführt werden, letztlich gleichen sich die Energien der einzelnen Teilchen nahezu vollkommen an, es kann zu keinerlei Energiefluss mehr kommen – das ist der wahrscheinlichste Zustand in einem geschlossenen System, und das sagt die Entropie aus.

Da die Bewegungsenergie der einzelnen Teilchen annähert gleich ist, kann man aus dem Betrag für einzelne Teilchen auf die Temperatur des Gesamtsystems schließen. (Ich glaube, mein Beitrag wird doch etwas länger.) In unserer Thermosphäre – das sind oberer Schichten unserer Atmosphäre – wird genau so verfahren. Dort gibt es tatsächlich Temperaturen bis zu 1700 C°. Da die Thermosphäre aber ziemlich dünn ist, kann man eigentlich gar nicht mehr von „Temperatur“ sprechen, niemandem wird dort oben heiß.

Was die Beschreibung der Teilchen selbst betrifft: Der weitaus größte Teil der Beschreibung besteht aus dem, was jedes Teilchen NICHT von anderen Teilchen unterscheidet. Ein Elektron ist in Bezug auf Ladung, Spin, Ruhemasse usw. nicht von einem anderen Teilchen unterscheidbar; Entsprechendes gilt für alle Teilchen. Also bleibt als Beschreibungsnotwendigkeit letztlich nur z. B. Impuls oder Ort. Und dazu siehe oben.
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Irena schrieb in Beitrag Nr. 2195-44:
Hi Stueps,
es war lustig zu beobachten bzw, zu lesen, wie du von volkommnende Ordnung zu perfekte Information hineingeschlitten hast :)
Vielleicht erst mal absehen von den Begriffen, die mit (menschliche) Ästhetik zu tun haben als mit Naturwissenschaft (wenn wir sie auch abstrahierend betrachten)?!

Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2195-43:
Das sind alles nicht abgeschlossene Systeme. Die "Erzeugung" von Ordnung - z. B. einer Galxie oder eines Lebewesens - erfolgt durch Energieaufwendung. Der partielle Einsatz dieser Energie erhöht im Ganzen des Universums die Entropie.
In der Schule habe ich noch verstanden, was Entropie bedeutet. Es stand in Verbindung mit Regeln der Thermodynamik. So die Erhöhung der Entropie würde bedeuten das Abkühlen des Rest-Universums. Wann ich später mit Entropie mich beschäftigte, dann kam viel Verwirrung. Wer ganz genau versteht, wann er über Entropie spricht, möge es zu nutzen. Ich bin zum Schluss gekommen, dass noch ein "unscharfer" Begriff tut nicht gut für meine Überlegungen. Nur unnötig kompliziert.

Der Fakt ist, wenn man komplexen Sachverhalt hat, "die Beweiskette" möglich überschaubar zu halten und nicht noch mehr mit unscharfen Begriffen zu füttern. Es gibt übrigens sehr gute Begriff für von Struktron beschriebene Entwicklungen: Selbstorganisation. Chaostheorie beschäftigt sich mit Selbstorganisation. Ich favorisiere den Begriff Evolution, weil der Begriff Selbstorganisation auf das "selbst" konzentriert ist, was auch ohne Frage der Fall ist. Dennoch genau so wichtig in Selbstorganisation ist die Wirkung der Umwelt, die hier ihre gestalterische Seite zeigt. So entsteht ein Stern in etwa dort, wo es von der Umwelt "vorgezeigt" wurde, auch seine andere Parameter hängen von der Umwelt ab. So hat der "keim" des Sterns nur begrenzte Freiheit seine Selbstorganisatorische Fähigkeiten zu entwickeln. Wo anders wird es einfach durch die Umwelt unterdrückt und aufgelöst.

In der Thermodynamik steht Entropie für das Maß, das die Wahrscheinlichkeit eines Zustandes angibt. Energie fließt z. B. immer vom höheren zum niedrigeren Niveau, also ist der Zustand niedriger Energie in einem System der wahrscheinliche Zustand.

Es bewegt sich also in der Thermodynamik alles dem Gleichgewichtszustand zu, das heißt einer Gleichverteilung von Teilchen / Energie. Jeder Zustand von Struktur – also von Ordnung – erfordert zur Erzeugung Energie, die z. Teil als Wärmestrahlung sofort verloren ist, und er bindet Energie zur Aufrechterhaltung. Jeder Zustand von Ordnung ist also ein Zustand fern vom Gleichgewichtszustand und folglich mit niedriger Entropie verbunden.
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Henry-Dochwieder am 19.02.2015 um 11:40 Uhr.
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Weil es zum Thema passt, stelle ich es für Interessierte hier rein, die Sendung lief am 15.02. auf Servus TV.

http://www.servustv.com/de/Medien/Kosmos-im-Chaos
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Zur Bedingung des Raum und der Zeit gehört ganz unbedingt ,die absolute Bedingungslosigkeit von Raum und Zeit. Werden Raum und Zeit an Bedingungen geknüpft sind sie endlich, mit einem Beginn und einem Ende.
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Stueps (Moderator)
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Hallo Irena,

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2195-44:
Hi Stueps,
es war lustig zu beobachten bzw, zu lesen, wie du von volkommnende Ordnung zu perfekte Information hineingeschlitten hast :)

Es freut mich, dass ich dich erheitern konnte :smiley29:;-).

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2195-44:
Vielleicht erst mal absehen von den Begriffen, die mit (menschliche) Ästhetik zu tun haben als mit Naturwissenschaft (wenn wir sie auch abstrahierend betrachten)?!

Das wäre sinnvoll, wird aber meines Erachtens nur sehr schwer gelingen. Es kamen schon am Anfang so viele neue, gute Gedanken, dass eine systematische Diskussion nicht gelingen wird. Ist aber für mich persönlich nicht so wichtig. Mir geht es nicht darum, zu einer endgültigen Lösung zu kommen. Viel wichtiger für mich ist, dass ich meinen Horizont ein kleines Stück erweitern kann. Und da bin ich optimistisch. Natürlich muss eine grobe Struktur und Systematik schon gewahrt bleiben.

Beste Grüße
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Claus (Moderator)
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Hi, Stueps,

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2195-24:
Gibt es ein gutes Beispiel oder Bildnis für maximale Entropie, und dann auch für geringstmögliche Entropie?

Ich versuch´s mal.

a) In einem Kinderzimmer sind 10 Legosteine wahllos verteilt. Es herrscht große Unordnung, weil es viele1 Möglichkeiten gibt, die Legosteine auf dem Boden zu verteilen.

Die Entropie des Makrozustandes "Kinderzimmer mit Legosteinen" mit den Mikrozuständen "Legosteine [1, 2, ...10] liegen an Bodenposition [x, y] [1, 2, ...10]" ist dann

S = k * ln w
mit
k = Boltzmannkonstrante
w = Anzahl der Mikrozustände = Anzahl der Möglichkeiten, die Legosteine zu verteilen



b) Es wird aufgeräumt. Wir sortieren die Legosteine in eine Legoschachtel, die nur 10 Steine fassen kann. Alle Legosteine liegen nun stets beieinander. Es ist aufgeräumt. Die Zahl der möglichen Mikrozustände wird auf die Zahl der Möglichkeiten reduziert, mit denen man die Schachtel im Zimmer positionieren kann. Die Entropie des Makrozustandes "Kinderzimmer mit Legosteinen" ist im Fall b) daher niedriger2 als im Fall a)

c) Mutter meint, es sei noch nicht genug aufgeräumt. Die Legoschachtel gehöre in die rechte hintere Ecke des Schranks, der in der rechten hinteren Ecke des Zimmers steht. Wir stellen die Schachtel dorthin. Nun ist alles ordentlich (besser geht´s nicht). Es besteht nur noch eine3 Möglichkeit der Anordnung der zehn Legosteine, nämlich zusammenhängend in der rechten hinteren Ecke des Kinderzimmers.

In der Boltzmann-Formel ist damit also w = 1, also wird ln w = 0 und damit auch S = 0

1, 2, 3 Die Anzahl der Möglichkeiten ist einerseits von der Fläche des Kinderzimmers (Makrozustand), aber auch von der Größe der Legosteine (Mikrozustand) abhängig. Für einen quantitativen Entropievergleich kann dir Thomas sicher die Zahl der möglichen Zustände für eine beliebige Kinderzimmer- bzw. Legosteinfläche leicht berechnen (ich kann´s nicht auf die Schnelle, weiß aber zumindest, dass die Entropie im Fall 3 null ist, außer...;-)

... die Legosteine haben unterschiedliche Farben... :confused:
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Claus (Moderator)
Beiträge: 2.101, Mitglied seit 13 Jahren
Hallo Thomas der Große,

Thomas der Große schrieb in Beitrag Nr. 2195-31:
mit Bewußtsein machst Du gleich das ganz große Zara-T.-Faß auf,
wobei ich dachte, mit dem Begriff "beobachtbar" hätte ich genau das eingefangen.

Mir war gar nicht bewusst, dass ich damit ein solches Fass aufmache...
Wenn ich deinen Beitrag Nr. 2195-5 richtig verstehe, stellst du darin ein unendliches Universum mit zufälliger (d.h. in der Regel chaotischer) Struktur vor, in welchem jedoch ebenso zufällig auch geordnete Bereiche beliebiger Größe vorkommen - eben aufgrund der insgesamt unendlichen Größe des Universums.

Damit die Information dieser geordneten Bereiche allerdings "lebendig" wird, bedarf es doch irgendwie einer zeitlichen Abfolge der Information (im Bewusstsein). Unter einem geordneten Teil-Binärstring stelle ich mir aber eher eine Festplatte mit Videodateien vor, die solange zu nichts nütze sind, bis die Videos abgespielt werden. Man kann die Festplatte auch 100 mal kopieren, das nützt auch nichts, solange man sie nicht abspielt (und dabei zusieht). Letzteres meinte ich mit meiner Forderung nach einem "bewussten Abrufen" der Information.


Bei der Reduzierung des Universums auf einen Datensatz, wie ihn bspw. auch das "Blockuniversum" darstellt, bleibt m.E. etwas Wesentliches ungeklärt, nämlich: Wie kommt es zum Ablauf des Geschehens, welches sich in unserem Bewusstsein manifestiert?

Im Bild: Wodurch wird in unserem Bewusstsein die Videodatei abgespielt, wenn es doch eigentlich nur eine Festplatte mit Daten gibt.

Im Gegensatz zu deiner Beschreibung eines (gemäß Stueps Vorstellung unendlichen) Binärstrings stellt Tipler die Frage nach einem zeitlich unendlichen Universum, in welchem das "Video" gewissermaßen kontinuierlich abgespielt wird, in welchem jedoch nur eine endliche Anzahl von Zuständen eingenommen werden kann. Für diesen Fall kommt er zu dem Schluss, dass sich jede Geschichte innerhalb des Universums unendlich oft wiederholen müsse.

Zitat von Thomas der Große:
Du meinst also, dass mein unsterblicher Bildungsferner mit dem 1-Bit-Hirn aus Beitrag Nr. 2195-8 schon außerhalb Tiplers Theorie wäre.?

Ja, denn Tipler´s Theorie erhebt den Anspruch, dass es sich bei den sich unendlich oft wiederholenden Zuständen um prinzipiell beobachtbare Zustände handelt.
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Hallo Claus,

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2195-50:
Wenn ich deinen Beitrag Nr. 2195-5 richtig verstehe, stellst du darin ein unendliches Universum mit zufälliger (d.h. in der Regel chaotischer) Struktur vor, in welchem jedoch ebenso zufällig auch geordnete Bereiche beliebiger Größe vorkommen - eben aufgrund der insgesamt unendlichen Größe des Universums.

das stimmt exakt für meinen ersten Konstruktionsschritt, mit einer ausgezeichneten Abbildung der kosmologischen Strukturen auf einen Binärstring,
formal

α: {Kosm. Strukturen} —> ungeordneter Binär String.

Im zweiten Schritt mit der Permation folgt, dass es im ersten Schritt schon eine Abbildung α' gegeben hätte, die direkt einen geordneten String erzeugt

π: ungeordneter Binär String —>geordneter Binärstring

nämlich mit α' = π·α : {Kosm. Strukturen} —>geordneter Binärstring

Grundsätzlich wäre bei dem Modell zu diskutieren, wie die Begriffe Gitterenergie oder Entropie abgebildet werden
und also, ob es den 2. Schritt wirklich geben kann. Wenn ja, dann brauchen wir keine Unendlichkeit, sonst schon.

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2195-50:
Damit die Information dieser geordneten Bereiche allerdings "lebendig" wird, bedarf es doch irgendwie einer zeitlichen Abfolge der Information (im Bewusstsein).
...
Bei der Reduzierung des Universums auf einen Datensatz, wie ihn bspw. auch das "Blockuniversum" darstellt, bleibt m.E. etwas Wesentliches ungeklärt, nämlich: Wie kommt es zum Ablauf des Geschehens, welches sich in unserem Bewusstsein manifestiert?
...
Im Bild: Wodurch wird in unserem Bewusstsein die Videodatei abgespielt, wenn es doch eigentlich nur eine Festplatte mit Daten gibt.
Das ist schon die komplexeren Ansichten mit den Fragen:
  1. Wo spielt sich Bewusstsein oder Blockuniversum ab?
  2. Gibt es es Universum ausserhalb von Bewusstsein?
  3. Gibt es Bewusstsein ausserhalb von Universum,
  4. Was passiert ggf. im Schnittbereich?
  5. Gibt es den Raum, der beides umfaßt, ist er ggf. strukturell?
Den Schnittbereich verstehe ich als den beobachtbaren Aspekt von Bewusstsein.

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2195-50:
Unter einem geordneten Teil-Binärstring stelle ich mir aber eher eine Festplatte mit Videodateien vor, die solange zu nichts nütze sind, bis die Videos abgespielt werden. Man kann die Festplatte auch 100 mal kopieren, das nützt auch nichts, solange man sie nicht abspielt (und dabei zusieht). Letzteres meinte ich mit meiner Forderung nach einem "bewussten Abrufen" der Information.
Für ein inidividuelles Bewusstsein verstehe ich Information als das, was es noch nicht weiss, und das Abspielen wäre die Bewusstseinserweiterung
im Sinn des subjektiven Hermeneutischen Zirkels, den man als Informationsfluß messen kann.
Nun kann man sämtliche Modellüberlegungen auf ein ausgezeichnetes Bewusstsein beziehen.
Ändert sich dabei qualitativ etwas am Ergebnis?

Gruß
Thomas
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Thomas der Große am 19.02.2015 um 23:48 Uhr.
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Stueps (Moderator)
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Guten Morgen Claus,

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2195-49:
b) Es wird aufgeräumt. Wir sortieren die Legosteine in eine Legoschachtel, die nur 10 Steine fassen kann. Alle Legosteine liegen nun stets beieinander. Es ist aufgeräumt. Die Zahl der möglichen Mikrozustände wird auf die Zahl der Möglichkeiten reduziert, mit denen man die Schachtel im Zimmer positionieren kann. Die Entropie des Makrozustandes "Kinderzimmer mit Legosteinen" ist im Fall b) daher niedriger2 als im Fall a)

Frage hierzu:

Ist die Entropie hier nicht schon maximal?

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2195-49:
c) Mutter meint, es sei noch nicht genug aufgeräumt. Die Legoschachtel gehöre in die rechte hintere Ecke des Schranks, der in der rechten hinteren Ecke des Zimmers steht. Wir stellen die Schachtel dorthin. Nun ist alles ordentlich (besser geht´s nicht).

Vorher lag die Schachtel auf dem Kinderzimmerboden. Nun im Schrank. Was unterscheidet diese beiden Zustände in Hinsicht auf den Grad der Entropie? (Der Schrank dürfte m.E. gleichberechtigt mit dem Fußboden existieren.)
Ist der Ort hier nicht egal für die Entropie? Ist eigentlich nicht nur wichtig, wie die Steine in Bezug aufeinander geordnet sind?

Beste Grüße
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Stueps am 20.02.2015 um 08:59 Uhr.
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Claus schrieb in Beitrag Nr. 2195-49:
Legosteine [1, 2, ...10] liegen an Bodenposition [x, y] [1, 2, ...10]" ist dann

S = k * ln w
mit
k = Boltzmannkonstrante
w = Anzahl der Mikrozustände = Anzahl der Möglichkeiten, die Legosteine zu verteilen[/color]
es ist eben der Fall, was mich skeptisch zur Entropiezahl werden lässt. Wie schon in Beispiel mit Schachspiel erklärt, Anzahl von Möglichkeiten w ist von unserem Wissen abhängig. Wissen wir nichts von der Spielregeln (z.B. verbietet das Spiel bestimmte Konfigurationen) ergibt w-Zahl höher als wir in Betracht die Speilregeln ziehen. Also alle theoretisch mögliche Zustände haben mit Praxis bzw. Realität nichts zu tun!

So ist m. E. berechtigt über die Relation zu sprechen: Entropie zuwächst, bzw. vermindert wird, dennoch, wenn es mit konkreten Zahlen operiert wird, dann heben wir uns von der Wirklichkeit ab. Es muss Einem bewusst werden!!!
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2195-52:
Guten Morgen Claus,

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2195-49:
b) Es wird aufgeräumt. Wir sortieren die Legosteine in eine Legoschachtel, die nur 10 Steine fassen kann. Alle Legosteine liegen nun stets beieinander. Es ist aufgeräumt. Die Zahl der möglichen Mikrozustände wird auf die Zahl der Möglichkeiten reduziert, mit denen man die Schachtel im Zimmer positionieren kann. Die Entropie des Makrozustandes "Kinderzimmer mit Legosteinen" ist im Fall b) daher niedriger2 als im Fall a)

Frage hierzu:

Ist die Entropie hier nicht schon maximal?

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2195-49:
c) Mutter meint, es sei noch nicht genug aufgeräumt. Die Legoschachtel gehöre in die rechte hintere Ecke des Schranks, der in der rechten hinteren Ecke des Zimmers steht. Wir stellen die Schachtel dorthin. Nun ist alles ordentlich (besser geht´s nicht).

Vorher lag die Schachtel auf dem Kinderzimmerboden. Nun im Schrank. Was unterscheidet diese beiden Zustände in Hinsicht auf den Grad der Entropie? (Der Schrank dürfte m.E. gleichberechtigt mit dem Fußboden existieren.)
Ist der Ort hier nicht egal für die Entropie? Ist eigentlich nicht nur wichtig, wie die Steine in Bezug aufeinander geordnet sind?

Beste Grüße

Hi, Stueps!

Entropie bezieht sich immer auf abgeschlossene Systeme. In Beispiel „Legosteine“ ist das Zimmer das abgeschlossene System. Liegen alle Legosteine ungeordnet im Zimmer, ist DAS der Zustand maximaler Entropie, denn du kannst die Legosteine wahllos so oft umordnen, ohne am Gesamteindruck „Unordnung“ etwas zu ändern. Z. B. auf das Universum übertragen bedeutet das, egal, in welche Richtung du schaust und egal, wie sich die Teilchen im Kosmos umsortieren – ein Beobachter würde keinen Unterschied bemerkten.

Sammelst du die Legosteine in einer Schachtel, wirst du auf den ersten Blick – bezogen auf das Zimmer! – eine bevorzugte Position der Legosteine feststellen. Die Steine in der Schachtel sind in Bezug auf das Zimmer geordnet (dabei ist es gar nicht mal nötig, die Steine „ordentlich“ in die Schachtel zu stapeln, die Ordnung besteht in Information, das der Ort mit der Schachtel in Bezug auf das Zimmer bevorzugt ist, es ist eine Information, die über die Gleichverteilung der Steine im Zimmer hinausgeht).

Die „Hierarchie“ der Ordnung nimmt in Bezug auf das Zimmer zu, wenn noch ein Schrank im Zimmer steht, in den die Schachtel gestellt wird, denn nun ist der Schrank eine sofort erkennbare Struktur „Ordnung“, die sich vom Rest des Zimmers unterscheidet. Auch hier ist es aber letztlich nur die Schachtel mit ihrem Inhalt an Legosteinen an sich, die „Ordnung“ darstellt, dabei ist es unerheblich , wo im Schrank sie postiert wird – der Ort muss sich nur von allen anderen Orten unterscheiden, und das ist gegeben, wenn nur eine Schachtel im Schrank liegt. Die Legosteine an sich in der Schachtel können aber wiederum „Unordnung“ repräsentieren, selbst wenn die gestapelt in der Schachtel gepackt sind. Denn ein eventueller Beobachter IN der Schachtel würde in jede Blickrichtung dieselbe Anordnung vorfinden, wenn er sich zwischen den Steinen bewegen könnte (wir können ja annehmen, die Steine wären durchsichtig oder es gäbe Platz zu Wandern zwischen den Steinen).

Wieder auf das Universum übertragen: Sterne sind „Legosteine“, die Galaxien z. B. die „Schachteln“ und Galaxienhaufen das Zimmer.

Für alle Beispiele gilt: Es muss Energie aufgewandt (Arbeit verrichtet) werden, wenn an irgendeiner Anordnung etwas geändert wird. Ich komme z. B. in das Zimmer und schaffe Ordnung – die Energie zu Schaffung der Ordnung kommt von Außen.
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Irena schrieb in Beitrag Nr. 2195-53:
Claus schrieb in Beitrag Nr. 2195-49:
Legosteine [1, 2, ...10] liegen an Bodenposition [x, y] [1, 2, ...10]" ist dann

S = k * ln w
mit
k = Boltzmannkonstrante
w = Anzahl der Mikrozustände = Anzahl der Möglichkeiten, die Legosteine zu verteilen[/color]
es ist eben der Fall, was mich skeptisch zur Entropiezahl werden lässt. Wie schon in Beispiel mit Schachspiel erklärt, Anzahl von Möglichkeiten w ist von unserem Wissen abhängig. Wissen wir nichts von der Spielregeln (z.B. verbietet das Spiel bestimmte Konfigurationen) ergibt w-Zahl höher als wir in Betracht die Speilregeln ziehen. Also alle theoretisch mögliche Zustände haben mit Praxis bzw. Realität nichts zu tun!

So ist m. E. berechtigt über die Relation zu sprechen: Entropie zuwächst, bzw. vermindert wird, dennoch, wenn es mit konkreten Zahlen operiert wird, dann heben wir uns von der Wirklichkeit ab. Es muss Einem bewusst werden!!!

Die Anzahl der Verteilungsmöglichkeiten ist nur ein Teil der Einsicht, es kommt darauf an, ob sich eine Anordung strukturell von anderen Anordnungen unterscheidet. Maximale Entropie herrscht, wenn sich jede neue Anordnung nicht von einer anderen unterscheidet - Homogenität, Isoptopie. Eine Struktur ist eine neue Informtion, eine Struktur hebt sich von strukturlosen Anordnungen signifikant ab.
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Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2195-45:
Als Abschluss unserer kleinen Diskussion: Temperatur ist ein Durchschnittswert, ich muss nicht die Temperatur jedes einzelnen Teilchens kennen (die Bewegungsenergie lässt sich äquivalent in Wärmeenergie ausdrücken bzw. gibt es eine Beziehung zwischen der Bewegungsenergie der einzelnen Teilchen und der Gesamttemperatur des Systems). Die einzelnen Teilchen haben annähernd die gleiche Geschwindigkeit; natürlich gibt es Ausreißer, aber die gibt es nach oben und eben auch nach unten (was den Betrag angeht, die Richtung ist dabei unerheblich, den wir reden hier von Unmengen an Teilchen, im Schnitt heben sich die Richtungen in ihrer Wirkung gegenseitig auf).
Hi,
stellen wir mal fest: die Beschreibung eines Zustands interessiert uns, um weitere Entwicklungen eines chaotischen Systems nachvollziehen zu können. Der wichtigste Schlussfolgerung der Chaostheorie: aus sehr kleinen anfänglichen Differenzen ergibt große Änderungen in weiterem Verlauf der Entwicklungen. So kann eine Differenz in der Verteilung der kinetischen Energie sehr wohl ein Einfluss auf weiteres Geschehen haben.
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Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2195-55:
es kommt darauf an, ob sich eine Anordung strukturell von anderen Anordnungen unterscheidet.
Auch hier kommt es auf subjektiven Kenntnis an. Denk mal, warum ein Mensch versteht ein Lernstoff nicht. Weil er keine Ordnung sieht, die Beziehungen nicht nachvollziehen kann. Für ihn ist es ein Chaos, der in Wirklichkeit kein ist.
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Irena schrieb in Beitrag Nr. 2195-57:
Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2195-55:
es kommt darauf an, ob sich eine Anordung strukturell von anderen Anordnungen unterscheidet.
Auch hier kommt es auf subjektiven Kenntnis an. Denk mal, warum ein Mensch versteht ein Lernstoff nicht. Weil er keine Ordnung sieht, die Beziehungen nicht nachvollziehen kann. Für ihn ist es ein Chaos, der in Wirklichkeit kein ist.

Aber Irena, es geht nicht um Entropie im übertragenen Sinne, sondern um Thermodynamik. Stell dir vor, du bist in einer Nebelwolke, darin befinen Quadrillionen Moleküle (sind sogar noch viel mehr), wieviel Anordnungsmöglichkeiten hast du? Und natürlich wäre es prinzipiell möglich, dass sich die Moleküle zu einem Fragezeichen anordnen - aber wie wahrscheinlich ist das? Darum geht es, das sagt die Entropie aus, sie bezieht sich auf Wahrscheinlichkeiten und auf sehr, sehr, sehr große Mengen! Beispiele - wie die Legosteine - sind mit Vorsicht zu genießen, sie sollen nur die "Anwendungsanleitung" erläutern, denn es ist offensichtlich, dass ich viele Anordnungen von anderen auf einen Blick unterscheiden kann, mal sind die Steine z. B. zum großen Teil hinten im Zimmer, mal eher links, sehe ich sofort. Dazu brauch ich Boltzmann nicht.

Nachtrag: Genau genommen ist das Fragezeichen eine Anordnung, die genauso wahrscheinlich ist wie jede andere. Hier kommen tatsächlich wir als Beobachter ins Spiel, denn nur wir als Beobachter würden eine Information darin sehen, dem System ist das Wurscht. Aber die Struktur, die sich aus einer Wolke zu einem Stern anordnet, ist unabhängig von einem Beobachter und der Interpretation als Information neu, denn ein Stern ist etwas anderes als eine Gaswolke.
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Henry-Dochwieder am 20.02.2015 um 11:34 Uhr.
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Hallo Henry!

Henry-Dochwieder schrieb in Beitrag Nr. 2195-43:
Struktron schrieb in Beitrag Nr. 2195-40:
ist nicht die Evolution (welche auch die Materieansammlung von Sternen oder Galaxien,... umfassen soll) ein Widerspruch zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik? Beispiele dafür, dass sich Ordnung im Chaos bilden kann, gibt es genug.

Das sind alles nicht abgeschlossene Systeme. Die "Erzeugung" von Ordnung - z. B. einer Galxie oder eines Lebewesens - erfolgt durch Energieaufwendung. Der partielle Einsatz dieser Energie erhöht im Ganzen des Universums die Entropie.

Wie ist es aber bei der Kristallisation? Ist das entstehende Kristall etwas höher Geordnetes, als das umgebende (abgeschlossene) Medium? Ist die Kristallisationswärme nicht eigentlich das Gegenteil von dem, was wir bisher annehmen? Oder stehe ich da auf einem Schlauch? Könnten wir nicht auch Sternentstehungen,... ähnlich betrachten? Die Aufwendung von Energie kann ich nicht so richtig erkennen, weil ich auch so eine Gaswolke als abgeschlossen auffassen kann.

MfG
Lothar W.
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http://struktron.de/DSM.pdf
Erklären kleine diskrete Objekte die Grundlagen der Standardphysik?
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Claus (Moderator)
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Hallo Stueps,

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2195-52:
Ist die Entropie hier nicht schon maximal?

Die Entropie ist im Fall a) meines Beitrag Nr. 2195-49 maximal.

Wenn man (wie im Fall b) aufräumt, ist der Makrozustand nicht mehr "Legosteine irgendwo im Zimmer" sondern "Legosteine in Schachtel in Zimmer". Im letzteren Fall gibt es weniger Anordnungsmöglichkeiten1 für die Legosteine im Zimmer - daher die geringere Entropie des Makrozustands b).

Im Fall c) lautet der Makrozustand: "Legosteine in Schachtel in rechter hinterer Ecke des Zimmers". Dieser Makrozustand erlaubt nur eine Anordnung der Legosteine, denn um diesen Makrozustand zu erzielen müssen die Legosteine i) als zusammenhängende "Packung" und ii) in der hinteren rechten Ecke des Zimmers (es gibt ja nur eine hintere rechte Ecke des Zimmers!) stehen.

Zitat von Stueps:
Ist der Ort hier nicht egal für die Entropie? Ist eigentlich nicht nur wichtig, wie die Steine in Bezug aufeinander geordnet sind?

Entscheidend sind einerseits die Regeln, die den Makrozustand definieren und andererseits die Zahl der möglichen Mikrozustände, die den Regeln des Makrozustandes genügen.

1Male z.B. ein "Schiffeversenken"-Quadrat 9x9 auf Papier mit Rechenkästchen. Zeichne nun a) 9 U-Boote ein. Wieviele Möglichkeiten gibt es? Ich meine es sind 9*(81-4) = 693. Male nun b) die 9 U-Boote als zusammenhängendes 3x3 Quadrat in das große 9x9 Quadrat. Wie viele Möglichkeiten gibt es nun? Ich meine es sind 7*7 = 49. Male schließlich c) das 3x3 Quadrat in die rechte obere Ecke des 9x9 Quadrats. Bei dieser letzteren Aufgabe bin ich mir sicher: es gibt für diese Anordnung nur eine Möglichkeit.
Beitrag zuletzt bearbeitet von Claus am 20.02.2015 um 17:27 Uhr.
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