Ihre Beiträge sind uns willkommen! Schreiben Sie uns Ihre Fragen und Anregungen, Ihre Kritik oder Zustimmung. Wir veröffentlichen hier laufend Ihre aktuellen Zuschriften.
Michael Springer schließt seine Kolumne mit der Wertung: "Wie arm wäre doch ein Leben ohne die Spannung, die sich aus dem Gegensatz der Geschlechter und der Anziehungskraft zwischen Mann und Frau erwächst." Da drängt sich doch die Frage auf, ob er das Leben von Lesben und Schwulen für tatsächlich langweiliger hält als seine heterosexuelle Lebensweise oder ob er einfach nur den üblichen heteronormativen Diskurs wiederholen muss.
Jedem Forscher wächst sein Forschungsobjekt irgendwann ans Herz, so wie Joe Mascaro sein Sekundärwald aus überwiegend neophytischen Pflanzenarten auf Hawaii. Dagegen ist nichts einzuwenden. Einzuwenden ist aber etwas gegen seine Schlussfolgerung, dass das so wertgeschätzte Objekt zugleich auch eine allgemein gültige Wertigkeit besitzt. Herr Mascaro verwechselt, wie nicht wenige Forscher, interessant mit wertvoll und Ökologie mit Naturschutz. Für einen Biologen z.B. ist eine Mülldeponie mindestens so interessant wie ein intaktes Hochmoor, vor allem weil hier wesentlich mehr Arten vorkommen. Was aber nicht zu dem Schluss verführen darf, sie sei deshalb auch aus Naturschutzsicht wertvoller. Während es auf der Mülldeponie keine einzige Tier- oder Pflanzenart gibt, die ausschließlich in diesem „neuen“ Ökosystem vorkommt, wimmelt es in Hochmooren nur so von Spezialisten, die nirgendwo sonst existieren können. Der besondere Beitrag des Hochmoors zur Biodiversität ist also die Einmaligkeit seiner Artenausstattung und nicht die Anzahl der Arten. Die Mülldeponie hat in dieser Hinsicht nichts zu bieten und mögen noch so viele Arten sie bevölkern. Dass Wälder aus neophytischen Baumarten ähnliche Leistungen für den Wasserhaushalt und das Lokalklima einer Landschaft erbringen können wie ursprüngliche oder naturnahe Wälder, kann für uns durchaus nützlich sein. Bezüglich ihres Beitrags zur Biodiversität verhalten sie sich allerdings so wie die Mülldeponie zum Hochmoor. Welche Leistungen eines Ökosystems wir letztlich höher bewerten – sein Beitrag zur Biodiversität oder zum Landschaftshaushalt – ist eine Abwägungssache. Dies ist aber keine Aufgabe mehr der Ökologie, sondern des Naturschutzes: Was wollen (oder können) wir als Gesellschaft erhalten weil es uns wichtiger ist und was müssen wir aufgeben? An dieser Stelle hätte ich der Autorin des Artikels mehr Übersicht über das Thema und mehr kritische Distanz zur neuen Bewertung dieser „neuen“ Ökosysteme gewünscht.
Das Sechseckmuster im Schnee von Leser Volker Häselbarth gefällt mir gut, weil es sehr anschaulich ist. Klar, die Ursache für das Muster liegt in der Wärmekapazität und der Wärmeleitfähigkeit der Steine begründet. Auf ihnen taut der Schnee stärker ab als über den Fugen, in denen etwas Vegetation eine isolierende Wirkung hat. Dabei kann die notwendige Wärme durchaus auch aus dem Erdreich unter den Steinen stammen.
Was aber passiert hier auf dem Dach eines unbeheizten Schuppens? Nur auf zwei Ziegeln ist der Schnee liegengeblieben. Aber in diesem Fall ist er – im Gegensatz zu den Bildern der Pflastersteine – dort liegengeblieben, wo es weniger Bewuchs gibt.
Foto: Lutz Nevermann
Gut, auch die Ziegel könnten sich hinsichtlich ihrer Wärmekapazitäten und Wärmeleitfähigkeiten unterschieden. Oder sie haben zuvor unterschiedlich viel Wärme aus der Himmelsstrahlung aufgenommen?
Ich vermute aber, dass der entscheidende Unterschied im Bewuchs mit Algen und Flechten zu suchen ist. Sie könnten durch extrazelluäre Polysaccharide und andere Frostschutzsubstanzen zu einer Gefrierpunkterniedrigung beitragen, die entsprechend dem Tausalz auf den Straße wirkt und den Schnee auf ihnen weggetaut hat.
04.02.2010, Stefan Taube, Spektrum der Wissenschaft
Bleibt die Frage, ob die deutschen Verlage die Kritik von Barbara Ehrenreich an den Glücks-Bestsellern auch übersetzen. Bis jetzt sieht es nicht danach aus.
Im Beitrag „Schwarze Sterne an Stelle schwarzer Löcher“ stieß ich auf den Begriff Informationsparadoxon und im Zusammenhang damit auf die Frage: Was ist beim Verschwinden eines Schwarzen Loches aus all der Information geworden? Auch habe ich gelernt, dass zu den Grundpfeilern der Quantentheorie gehört, dass sich Quantenzustände unitär entwickeln, und unter anderem, dass keine Information jemals wirklich gelöscht werden darf. Zum Beispiel mache der Brand einer Bibliothek, so die Autoren, die in Büchern gespeicherte Information praktisch unzugänglich, aber sie bleibe in den Schwaden von Rauch und Asche komplett erhalten.
Im Sommersemester 1948 besuchte ich an der TH Graz die Vorlesung Physik 1 von F. Kohlrausch. Beim Thema Relativitätstheorie unterbrach er seinen Redefluss, wandte sich zum Auditorium und sagte: „Meine Herren“ - die vereinzelt anwesenden Damen wurden geflissentlich übersehen -, „das verstehen Sie sowieso nicht, lesen Sie mein Skript diesbezüglich wiederholt durch, Sie gewöhnen sich dann nach und nach an den Sachverhalt und glauben die Theorie verstanden zu haben.“ Beim jahrzehntelangen Studium dieser Zeitschrift musste ich so manches Mal an Kohlrausch denken.
Für den Begriff Information, obwohl in aller Munde, gibt es keine allgemein gültige Definition. In unserer real erlebten Welt ist z. B. Information ein Muster, das - eingebettet in eine Unzahl anderer Muster - Aufmerksamkeit erzeugt, bewusst als relevant für mein Handeln erkannt wird und von den übrigen unterschieden werden kann. Sehe ich irgendwo Rot, halte ich mein Fahrzeug nicht unbedingt an. Erst wenn das Muster stimmt, also z. B. vor einer rot aufleuchtenden Verkehrsampel an meinem eingeschlagenen Fahrweg, egal ob im Gebirge oder auf dem platten Land, also eingebettet in sehr unterschiedliche Umgebungsmuster, halte ich auf Grund meines Vorwissens und in Kenntnis des zutreffenden Kodes an, dabei das Grün des Signals an der nahe vorbeiführenden Eisenbahnlinie als nicht relevant missachtend. Für die Herstellung des informierenden Musters, den Informationstransport sowie den Mustererkennungsprozess wird Arbeit geleistet. Die im Muster enthaltene Information ändert die Physis des Musterträgers nicht. Zum Beispiel: Das Muster eines Buchtextes kann für mich sehr viel Information enthalten, jedoch mit der identischen Anzahl identischer Zeichen aber mit unterschiedlichem Muster (hier Zeichenfolge) wenig oder gar keine (z. B. nur Grundrauschen). Außer der Zeichenfolge ändert sich dabei nichts. In allen drei Fällen wäre die spezifische Verbrennungsenthalpie des Buches dieselbe (vollständige, rauchfreie Verbrennung vorausgesetzt). Der Buchtext eines Buches in einer Bibliothek repräsentiert das zu Grunde liegende mentale Konstrukt des Autors. Er veröffentlicht es in einem Kode, den möglichst viele seiner Mitmenschen verstehen sollen (erhöht die Verkaufszahl). Sobald der Autor stirbt, verlöschen mit seinem Hirntod alle seine mentalen Konstrukte. Nur sein Buch informiert dann noch darüber, was er bezüglich des gewählten Buchthemas fühlte und dachte. Ich kann nicht erkennen, auf welche Art und Weise die Schwaden aus Asche und Rauch eines verbrannten Buches das mentale Konstrukt des Autors weiterhin repräsentieren können, denn das informierende Muster ist irreversibel zerstört. Zumindest ist das meine Alltagserfahrung in der von mir als real empfundenen Umwelt, auch wenn die Quantentheorie sagt, dass keine Information jemals wirklich gelöscht werden darf.
„Sauberkeit ist für Schönheit also keine Voraussetzung.“ Dieser Schlußsatz von Prof. Dr. Schlichting ist mir sehr sympathisch, ist er doch eine willkommene Entschuldigung für alle, die - wie ich selbst - nicht so gerne und oft ihre Fenster putzen! Entlohnt werden wir also mit Eisblumen, so wir nicht in modernen Häusern wohnen.
Neulich fand ich Eisblumen, die mich stutzig machten. Schön zu erkennen war ihre Wachstumsrichtung, ausgehend von Kristallisationskernen an Rand der Fensterscheibe (Foto 1), und der fraktale Charakter der Kristallbildungen. Doch manche der Hauptäste waren stark gebogen. Wie konnte das sein? Widerspricht es doch der Kristallstruktur des Eises.
Foto 1. Alle Fotos: Lutz Nevermann
Bei genauerer Betrachtung ist zu erkennen, dass sich der Hauptast stets zu der Seite krümmt, auf der keine Seitenäste wachsen.
Eine Erklärung für die Krümmung der Eiskristalle könnte sein,
1. dass Eis auf seiner Oberfläche (Grenzfläche) nicht vollständig kristallin, also unter Umständen nicht ganz fest ist bzw. noch nicht ganz fest mit der Unterlage (Glasscheibe) "verklebt" ist
2. dass die aus energetischen Gründen an ihren Spitzen stärker wachsenden Kristalle einen "nach hinten" gerichteten Druck (durch Volumenzunahme bei der Kristallisation an der Spitze) ausüben
3. dass der Druck von Seitenkristallen, wenn sie vornehmlich auf einer Seite an einem Hauptast wachsen, diesen für kurze Zeit noch minimal auf der Unterlage verschieben (und tatsächlich etwas biegen) könnten. Der Hauptast wächst unterdessen weiter, aber minimal in eine neue Richtung. Die Wiederholung des Vorgangs führt dann zur weiteren Einkrümmung des Fächers zu der Seite, die keine Seitenäste trägt (Foto 2).
Foto 2
Doch meist enthalten organisch anmutende Eisblumen (Foto 3) wie diese "gelockten" auf der Windschutzscheibe meines Autos keine gekrümmten Kristalle. Wie ein Detail aus Foto 3 zeigt (Foto 4), haben sich hier jeweils viele kleine Eisnadeln tangential um Zentren angeordnet und vermitteln so nur den Eindruck einer Krümmung.
wie so viele unserer Zeitgenossen haben Sie sich des viel diskutierten Themas der "sozialen Unterschiede" angenommen, und wie die meisten, die selbiges in der Öffentlichkeit wiederkäuen, das Ungerechtigkeitspostulat als gegeben vorausgesetzt. In der Neiddebatte heutzutage wird dieses Unleichgewicht leider immer auf Staat und Gesellschaft abgewälzt, und der Mensch aus seiner Eigenverantwortung entlassen. Er fängt an zu fordern, weil ihm Medien und Politik einreden, seines Glückes Schmied wären immer die anderen. Ich verstehe nicht, warum so gut wie niemand einmal einen Schritt zurückgeht und sich fragt, ob soziale Unterschiede nicht in einem größeren, gar evolutionären Zusammenhang sogar sinnvoll erscheinen: Sie sind der Motor des Fortschritts, denn wenn ich auch haben möchte, was der andere hat, sollte ich mich vielleicht etwas anstrengen. Bildung und Wohlstand - das alles ist frei verfügbar, wenn man sich ein klein wenig Mühe beim Jagen und Sammeln gibt. Sie gehen davon aus, dass soziale Unterschiede ausgeglichen werden müssen, und in einem gewissen Rahmen ist das auch richtig, nur darüber hinaus halte ich diese Unterschiede für wichtig für die Weiterentwicklung unserer Gesellschaft. Das Märchen, dass jeder Mensch mit denselben Voraussetzungen auf diese Welt kommt, ist aber nun mal ein solches. Die Antwort auf die Titelfrage könnte daher so einfach sein: "Weil es Dumme und Schlaue gibt."
Als Statistiker und langjähriger SdW-Abonnent war ich sehr erfreut, Ihren interessanten Artikel zu lesen. Häufig gelangen angebliche wissenschaftliche Erkenntnisse in die Tagespresse, die wie der in Ihrem Beitrag beschriebene Zusammenhang einer genaueren statistischen Betrachtung nicht standhalten. „Traue keiner Statistik, die du nicht selbst gefälscht hast“ – auf Meldungen dieser Art trifft dieses überstrapazierte Bonmot durchaus zu.
Statistische Methoden sind in den meisten empirischen Wissenschaften allerdings unentbehrlich, da sie letztendlich die Brücke schlagen zwischen Wissenschaftstheorie und Empirie. Dennoch trifft man im Wissenschaftsalltag häufig auf Forscher, die große Unsicherheiten im Umgang mit Statistik zeigen, was wohl teilweise auf Berührungsängste mit mathematischen Formeln zurückzuführen ist. Allerdings erfordern viele statistische Konzepte zunächst reines Nachdenken und keine Anwendung komplizierter Formeln – so basiert auch Ihr Artikel auf Überlegungen und letztlich recht einfachen Berechnungen. Es würde sicherlich nicht schaden, in den in vielen Studiengängen obligatorischen Statistik-Veranstaltungen nicht nur zu rechnen, sondern beispielsweise auch Exkurse in die Wissenschaftstheorie zu geben.
Erstmal vielen Dank an H. Mag. Johann Angsüsser für diese sehr anschauliche Erklärung. Mir persönlich ist einiges deutlicher geworden, wenn auch nicht unbedingt klarer.
Zur praktischen Nutzung schlage ich vor, bei der ersten bemannten Marsexpedition eine zusätzliche Kapsel zu starten, die während der Reise eine minimal kürzere Distanz zum Raumschiff als zur Erde hat. Diese Kapsel beinhaltet einen starken Laser (zur Selbstbündelung), der verschränkte Photonen in Richtung Raumschiff und Erde sendet. Eine Vorrichtung am Raumschiff polarisiert den Strahl mit entsprechender Kodierung abwechselnd horizontal und vertikal.
Ein Satellit in Erdnähe teilt den dort ankommenden Strahl und leitet jeweils einen Teil über ein horizontal und vertikal eingestelltes Polfilter. Durch Zählung der Photonen bzw. (bei dieser Intensität) Messung der Strahlstärke, kann so festgestellt werden, ob der Polfilter im Raumschiff gerade horizontal oder vertikal eingestellt ist. Die Zeitverzögerung gegenüber der Einstellung auf dem Raumschiff dürfte dabei nur durch die Differenz der Entfernungen gegeben sein.
D.h. vom Raumschiff zur Erde können Nachrichten mit Überlichtgeschwindigkeit übertragen werden... Ob dies so funktioniert, müsste mit heute zur Verfügung stehenden Mitteln grundsätzlich feststellbar sein.
Da ich dieses bezweifele, ist in der Erläuterung der Verschränkung oder in meinem Verständnis dieser Erläuterung etwas falsch. Oder ist es doch möglich, Informationen mit Überlichtgeschwindigkeit zu übertragen?
Stellungnahme der Redaktion
Sehr geehrter Herr Schack,
wie Ihr Überlicht-Sender praktisch funktionieren soll, habe ich nicht ganz verstanden. Angenommen, das Raumschiff ist schon fast beim Mars und die Kapsel fast auf halbem Weg Erde-Mars. Dann empfängt der Erdsatellit von je 2 verschränkten Photonen das eine sagen wir nach einer halben Minute direkt, das andere erst nach anderthalb Minuten, weil es den Umweg zum Mars und zurück zur Erde schaffen musste.
Nun kann man zwar sagen: Wegen der Verschränkung weiß ich beim Eintreffen des einen, sagen wir horizontal polarisierten Photons augenblicklich, dass sein verschränkter Partner am Raumschiff soeben auch horizontal polarisiert wurde – aber nur, wenn ich das eintreffende Photon zweifelsfrei als einen verschränkten Partner erkannt habe! Ich messe ja zunächst nur irgendein horizontal polarisiertes Photon, und das könnte von einer anderen Quelle stammen.
Gut, nehmen wir an, die Laserfrequenz der Quelle habe eine Eigenschaft, die sie von allen natürlichen Quellen unterscheidet, oder nehmen wir sogar an, das Weltall sei bis auf die verschränkten Photonenpaare absolut finster. Dann empfange ich tatsächlich eine Folge von unterschiedlich polarisierten Photonen, die ein Spiegelbild der Polarisationsebenen auf dem Raumschiff sind. Dann kann ich augenblicklich etwas wissen, das mir erst eine Minute später auf "normalem" Weg durch das mit Lichtgeschwindigkeit vom Raumschiff kommende Partnerteilchen bestätigt wird.
Nur: Um die Photonenfolge richtig als instantane Information über die Polarisatoreinstellungen am Raumschiff interpretieren zu können, muss ich den Zeitpunkt der Aussendung der verschränkten Photonen exakt kennen, das heißt die exakten Abstände Laserquelle-Raumschiff-Erde, und für diese Messung brauche ich Lichtstrahlen. Auch um die streng parallele Ausrichtung der Polarisationsfilter zu messen, brauche ich eine Vergleichsmessung mit Lichtgeschwindigkeit.
Das heißt, selbst bei noch so unnatürlichen Annahmen taugt Ihre Laser-Kapsel nicht zur Überlicht-Informationsübertragung.
In verschiedenen Artikeln wird immer wieder die Rotverschiebung ferner Galaxien erörtert. Diese soll auf der Ausdehnung oder "Vermehrung" des Raumes an sich beruhen.
Nun zum Gedankenexperiment: Wenn von einem entfernten Objekt ein Photon ausgesendet wird, dann hat es die Energie E=hf (h: Heisenbergsche Konstante). Dieses Photon trifft nun beim Beobachter rotverschoben ein. Das heißt, die Frequenz ist niedriger als zuvor und damit ist auch die Energie geringer. Energie kann aber (innerhalb eines geschlossenen Systems) nicht vermehrt oder verringert werden.
Nun die schlichte Frage: Wo ist die Differenz der Energie abgeblieben? Vom Raum "absorbiert"? Oder ist etwas an den Voraussetzungen falsch? Da sich der Raum überall und immerfort ausdehnt, wird dadurch jede Strahlung immer rotverschoben? "Verschwindet" dadurch die Energie am Ende doch? Hat schon jemand diese Fragen gestellt?
Stellungnahme der Redaktion
Diese Frage taucht tatsächlich immer wieder auf, ist aber auch schon mehrfach beantwortet, zum Beispiel in Andreas Müllers Lexikon der Astrophysik (suchen Sie dort nach dem Absatz "Problem mit Energieerhaltung?"). Dieses Online-Lexikon ist auch für viele andere Fragen ein empfehlenswerter Ratgeber.
der Artikel von Barceló et al. ist offenbar aus dem Englischen übersetzt worden, ohne dabei die im deutschen Sprachgebrauch üblichen Fachbegriffe zu verwenden. Aus dem "stress energy tensor" wurde so ein "Spannungs-Energie-Tensor", der aber meines Wissens im deutschen Sprachgebrauch "Energie-Impuls-Tensor" heißt.
Intelligenz ist DAS Erfolgsmodell des Lebens. Wären Lebewesen nicht intelligent, würden sie nicht überleben. Sie nehmen Dinge wahr, reagieren darauf und entwickeln entsprechende Strategien - logische und/oder kreative -, um zu überleben.
Und ein intelligenter Mensch sehnt sich sehr nach anderen intelligenten Menschen, damit sie/er mit ihnen kommunizieren und diskutieren kann und neue Sichtweisen aufgezeigt bekommt. Man darf gegenüber überlegenen Lebewesen aber auch skeptisch sein und sein eigenes Leben schützen.
Und um Ihre Behauptung ad absurdum zu führen: Wäre nicht Intelligenz ein Erfolgsrezept, würden wir alle nach Dummheit streben. Und das kann ich nur vereinzelt beobachten.
Evolutionäre Entwicklung durch Selektion "optimiert" Lebewesen für die ökologische Nische, die sie gerade besetzen. U.U. kann innerhalb dieser Entwicklung eine "benachbarte" Nische ebenfalls besetzt werden, was dann zu anderen Optimierungsparametern führt. Durch Trennung der Nischen (häufig durch geografische Distanz, aber auch durch Unvereinbarkeit der Nischen denkbar) spalten sich dann die Arten auf. Auch gibt es Rückkopplungen zwischen Arten und Nischen, die eine Entwicklungstendenz erzeugen mögen. So passiert es wohl auf jedem beliebigen Planeten im Universum, auf dem sich Leben entwickelt.
Mit keiner solchen Auslese wird zwangsläufig mehr Intelligenz über lange Zeiträume erzwungen.
Trotzdem werden sich für komplexe Mehrzeller irgendwann intelligentere Verhaltensweisen zum Vorteil im Konkurrenzdruck der Selektion erweisen. Limitiert wird dies auf der anderen Seite durch "ineffizienten" Energiekonsum, also einen mit der höheren Intelligenz einhergehenden höheren Energieverbrauch des Denkapparates. Hier balanciert sich die "Gehirngrößse" also aus zwischen Vorteilen durch mehr Intelligenz und Nachteilen durch höheren Energieverbrauch. (Trivialerweise müssen Vögel also ein kleineres Hirn haben als zum Beispiel Hunde ...) Das jeweilige Optimum wird durch die jeweilige Nische bestimmt.
Dies gilt für den Planeten Erde wie für alle anderen Planeten im Universum.
Einen Vorteil "überschießender" Intelligenz, und damit eine langfristige Selektion Richtung mehr Intelligenz, kann es eigentlich nur geben, wenn Werkzeuggebrauch, Übertragung des "Know-Hows" auf Folgegenerationen usw. einen Selektionsvorteil bringen.
Damit sind wir beim "Aussehen der Aliens": Sie müssen in gewissem Masse soziale Wesen mit Kommunikationsfähigkeiten sein zum Tradieren des Know-Hows, sie müssen Werkzeuge entwickeln, und nutzen, und damit auch planvoll ihre eigene Umwelt (Nische) manipulieren können.
Damit liegt schon fest, dass sie entsprechende Sinnesorgane wie Augen, Ohren usw. haben müssen. Ob dies Insektenaugen oder Augen mit nur einer Linse oder gar andere Lösungen sind, ist damit nicht festgelegt.
Das Manipulieren von Werkzeugen erfordert Hände oder andere Greiforgane, Fortbewegung sollte ebenfalls über Beine funktionieren, nicht über Räder, weil dies biologisch quasi ausgeschlossen ist.
Jetzt ist noch die Frage, auf welchen Pfaden sich hier die Evolution sozusagen "einfräst" - schließlich schleppen sich evolvierende Wesen ja immer ihre Evolutionshistorie mit sich herum.
Im Wasser könnte es zu anderen Symmetrien kommen als "rechts/links" - siehe Tintenfische. Die Frage ist nur, wodurch der Selektionsdruck dann Richtung höhere Intelligenz erzeugt würde.
Genau dies ist auf dem Land eher möglich, und damit sind lateralsymmetrische Wesen wohl eher zu erwarten. Dass Sinnesorgane sich dann eher nahe am Denkorgan als weit weg ansiedeln, ist trivial: Reaktionszeiten sind nur so kurz zu halten.
Dass es ein zentrales Denkorgan geben sollte, und das höchstwahrscheinlich durch eine feste Hülle geschützt, ergibt sich durch ebengleiche Argumentation. Ob aber zwei Augen oder mehr an diesem "Kopf" angesiedelt sind, ist offen - es könnten auch vier sein.
Genauso ist die Zahl der Extremitäten nicht festgelegt: Zwei, vier, sechs oder gar acht wären möglich, wieviele davon Greifwerkzeuge sind, ist nicht determiniert.
Auch wäre es möglich, dass direkt am Kopf zusätzliche Greifwerkzeuge (Nahrungsaufnahme) "angewachsen" sind. So etwas sieht nicht sehr humanoid aus, könnte sich aber in einer anderen Selektionshistorie ergeben haben.
Auch könnte die Öffnung für Nahrungsaufnahme anderswo angesiedelt sein als am Kopf, wenngleich dies schon einem Selektionsoptimum zu entsprechen scheint: Spinnen, Insekten, Vögel, Säuger, selbst Tintenfische usw. haben hier sehr ähnliche Lösungen. Offenbar ist auch hier die "schnelle Reaktionszeit", d.h. die kurze Distanz zum Denkorgan, evolutiv von Vorteil.
Ach ja: Da das Denkorgan eine gewisse Mindestgröße für Intelligenz erfordert, müssen intelligente Wesen auch entsprechend groß sein. Damit würden Lungenatmer mit internem Skelett sehr bevorzugt gegenüber Lebewesen mit Exoskelett, die durch ihren Panzer atmen müssten und damit in ihrer Größe sehr eingeschränkt wären. Es kann solche Wesen geben, aber ihre Intelligenz ist limitiert. Oder anders gesagt: Viele Evolutionswege sind vielleicht sehr viel wahrscheinlicher, aber können am Ende eigentlich keine höhere Intelligenz hervorbringen. Und nur extrem wenige Pfade bieten eine Entwicklung zu höherer Intelligenz.
Man kann viele weitere solche Gedankenspiele machen, kommt aber einfach für andere intelligente Lebewesen im Universum auf rechts-links-symmetrische Gas-Atmer, mit x Beinen und y Greifextremitäten, einer bestimmten Mindestgröße, mit einem Kopf, an dem die meisten Sinnesorgane und wahrscheinlich auch die Nahrungsaufnahmeöffnung angesiedelt sind.
Humanoid ist dies zwar nicht zwangsweise, kommt uns aber schon vertraut vor. Mit der Minimierung der Extremitäten: x und y sind jeweils genau 2, sieht es dann schon sehr viel menschlicher aus (auch wenn dies eben nicht zwangsläufig so sein muss; x und/oder y könnte ja z.B. auch 4 sein). Bei aufrechtem Gang wäre der Kopf optimal eben "oben" und damit sieht alles schon viel menschenähnlicher aus.
Wenn diese Wesen grundsätzlich jedoch eine urwaldartige, dreidimensionale Welt besiedelten, muss ein Kopf "vorne/oben" nur dann sein, wenn eine ähnliche Entwicklungshistorie (aus dem Wasser ans Land) durchgemacht wurde wie auf diesem Planeten... Also könnte es sich trotz einiger Ähnlichkeiten schon um sehr, sehr anders aussehende Wesen handeln!
Und diese werden wir wohl kaum zu sehen bekommen, wahrscheinlich auch nicht unsere Nachfahren, in welche Richtung sich diese durch Evolution auch weiter verändert haben mögen...
Zur Validierung der Hypothese sollten wir über Satellitenmessungen verfügen, die den lokalen Albedoeffekt über die Jahre erfassen. Die stärkeren Winde und die Gischt sollte man vielleicht auch genauer kennen.
Vielleicht ist aber ein anderer Vorgang wichtiger: Das Abschmelzen des Antarktischen Schelf- und Gletschereises reduziert die Oberflächentemperatur des Meeres um die Menge von 100 Kilowatt pro Kubikmeter Abschmelzung, was bei einem einzigen Eisberg von 20 mal 20 Kilometern Ausdehnung und einer angenommenen Tiefe von 100 Metern den Gegenwert von einer Milliarde Tonnen Petroleum an Kältekalorien bedeuten würde, die zudem weitere Auswirkungen auf die Verdunstung des nun weniger salzhaltigen Meereswasser hat.
Die Antarktis mit ihren vielleicht 30 Milionen Kubikkilometern Eis und damit einem Äquivalent von 750 Billionen Tonnen Petroleum Schmelzenergie könnte vielleicht eine Bremse für den Klimawandel darstellen, die wir im Augenblick noch nicht richtig einschätzen.
Allerdings strahlt unsere Sonne stündlich das Energieäquivalent von 30 Milliarden Tonnen Petroleum - natürlich ziemlich unverschmutzt auf unsere Erde. Rechnen wir, dass die Antarktis bis zu ihrem vollen Abschmelzen ein Prozent davon kompensieren muss, um den Klimawandel zu bremsen, könnte sie das noch 36 Jahre lang tun (zugrunde gelegte Sonneneinstrahlung 1 Kilowattstunde pro Quadratmeter. 4 Kilowattstunden = 1 Liter Petroleum, ständig der Sonne ausgesetzte Gesamtfläche des Erdballs 120 Millionen Quadratkilometer, die der Antarktis 20 Millionen Quadratkilometer bei einer Eisdicke von 1,5 Kilometern).
Der letzte Absatz des Artikels "Mathematik und die Finanzkrise" ist unverständlich, wenn man die Geschichte der Naturwissenschaften kennt. Die gleiche Person (Albert Einstein), die die Formel E=mc² aufgestellt hat, ist auch für die Hiroshima-Bombe verantwortlich, denn Albert Einstein hat in den frühen 1940-er Jahren einen Brief an den US-Präsidenten geschickt, in dem er die Entwicklung der Atombomben zur Verteidigung der freien Welt dringend empfohlen hat. Ohne die Autorität dieses damals schon weltberühmten Physikers wäre die damalige US-Regierung wohl nicht in das sehr gewagte Programm zur Atombombenentwicklung eingestiegen.
Ob dieser "freudsche Verschreiber" nicht doch eine tiefere Wahrheit verbirgt?
Die Mathematik wurde jedenfalls von den Erfindern dieses merkwürdigen Finanzierungssystems dazu missbraucht, den Geldanlegern weltweit äußerst riskante Anlagen zu verkaufen und dabei zu behaupten, die Sicherheit dieser Anlagen sei wissenschaftlich abgesichert. Zu diesem Zweck wurden die Berechnungen eben auf einen extrem niedrigen Korrelationskoeffizienten gestützt. Man hätte dabei aber schon damals erkennen können, dass dies weltfremd ist, da die Börse, wie viele andere Märkte auch, in erster Linie von der Psychologie getrieben wird. Sobald ein Papier einer bestimmten Anlageklasse oder ein Unternehmen einer bestimmten Branche in wirtschaftliche Schwierigkeiten gerät, überträgt der Markt oder die Börse dies sogleich auch auf alle anderen Papiere dieser Anlageklasse oder Firmen dieser Branche. Tatsächlich wäre also wohl eine angemessene Schätzung für die Korrelation ρ ein Wert von 0,7 bis 0,8. Damit wären die meisten der von den amerikanischen Investmentbanken verkauften Anlagen in eine B-Risikoklasse gefallen. Dies hätte entsprechend höhere Zinslasten für die US-amerikanische Wirtschaft bedeutet. Es scheint so, dass die US-Regierung sehenden Auges die Machenschaften der von ihr mit hoheitlichen Aufgaben betrauten Ratingagenturen geduldet hat, um mit billigem Geld von weltweiten Anlegern eine wirtschaftliche Scheinblüte in USA zu erzeugen. Es ist daher nur angemessen, dass die US-Regierung nunmehr auch für die Kosten dieses von ihr verschuldeten Debakels aufkommt.
Interessant ist es, diesen Artikel mit dem Artikel "Extrem gewagt" im Heft 1/2010 zu vergleichen. Dort geht es nicht um Finanzmathematik, sondern um tatsächliche Vorgänge in der Natur. Trotzdem haben die "Experten" jahrzehntelang geglaubt, man könnte mit stochastisch nicht korrelierten Modellen sinnvolle Voraussagen treffen, und somit dürfte es Monsterwellen nicht geben. Diese seien nur Seemannsgarn.
Inzwischen hat man offensichtlich erkannt, dass es eine Vielzahl von verborgenen Korrelationen gibt und die Monsterwellen tatsächlich existieren. Das gleiche scheint für die Finanzmärkte zu gelten. Die Modelle der Experten gelten nur in der Nähe des Maximums der gaußschen Glockenkurven. Bei seltenen oder unwahrscheinlichen Ereignissen versagen diese Modelle, und es gibt viel öfter als von den Experten gedacht Monsterwellen oder Finanzcraschs.
Stellungnahme der Redaktion
Der Brief, den Albert Einstein im August 1939 an Roosevelt gesandt hat, ist hinreichend bekannt. Es ist auch bekannt, dass er diesen Brief nicht aus eigener Initiative verfasst hat, sondern dass mehrere Physiker (Szilard, Wigner, Teller und andere), die er gut kannte, ihn aufgesucht und gedrängt hatten, die US-Regierung auf die möglichen Folgen hinzuweisen, die sich aus der im Jahr zuvor entdeckten Kernspaltung ergaben, insbesondere die denkbare militärische Nutzung. Einstein die Verantwortung für den Abwurf der ersten Atombombe anzulasten ist trotzdem reichlich abenteuerlich. In dem Brief findet sich lediglich eine Empfehlung an die Regierung, die Kernforschung auch in den USA voranzutreiben. Schon gar nicht hat Einstein empfohlen, eine Bombe zu bauen. Anstatt ihn für diesen Brief zu kritisieren – Kernwaffen wären aller Wahrscheinlichkeit nach auch ohne diesen Brief entwickelt worden –, könnte man sein Verhalten genauso gut als besonders verantwortungsbewusst sehen. Einstein weist den US-Präsidenten darauf hin, daß Deutschland das in den tschechischen Minen gewonnene Uran seines Wissens nicht mehr ins Ausland verkauft. Dies könne bedeuten, so meint er, dass man dort bereits an der militärischen Verwendung des Urans arbeite. Das in Deutschland vorhandene wissenschaftliche Potential war ihm bestens bekannt. Der bloße Gedanke, die deutschen Machthaber wären im Laufe des Krieges in den Besitz von Kernwaffen gekommen, lässt wohl jeden rational denkenden Mitmenschen schaudern. Einstein selbst war am später aufgelegten Atomprogramm der USA nicht beteiligt. Bemerkt sei auch, daß sich mehrere der Physiker, die sich für das Vorantreiben der Kernforschung in den USA eingesetzt hatten, noch im Juli 1945 eindringlich gegen den Einsatz der beiden dann vorhandenen Bomben ausgesprochen haben.
Viele der aus der Grundlagenforschung erwachsenden Möglichkeiten können nicht nur zum Nutzen, sondern auch zum Schaden der Menschheit und der Schöpfung als Ganzes verwandt werden. Die Geschichte ist voll von Beispielen dafür. Sollten wir deshalb keine Forschung mehr betreiben und besser zurück in die Steinzeit gehen? Auch der Faustkeil konnte bereits gegen die Mitmenschen eingesetzt werden.
Zurück zur Finanzmathematik. Herr Beck schreibt von dem "merkwürdigen Finanzsystem". Zweifelsohne ist das heutige globale Finanzsystem sehr viel komplexer als die Finanzwelt vor 30 oder vor 60 Jahren. Dasselbe gilt für das globale Wirtschaftssystem insgesamt. Mit Finanzinstrumenten werden Risiken gehandelt. Wie bei jedem anderen Handelsgeschäft gibt es dabei die unterschiedliche Interessenlage von Verkäufer und Käufer. Der Verkäufer möchte einen möglichst hohen Preis erzielen, wird also bei Finanzinstrumenten die Risiken eher tief anzusetzen versuchen, für den Käufer gilt das umgekehrte. Einfacher verständlich für den Laien ist das wohl beim Handel mit Versicherungsrisiken. Die Erstversicherer reichen einen Teil der übernommenen Risiken an Rückversicherer weiter. Die letzteren tun gut daran, die ihnen angebotenen Risiken und die Konditionen der Verkäufer zu analysieren und sich ein eigenes Urteil zu bilden. Angesichts der Milliardensummen, um die es im Finanzgeschäft zwischen Banken geht, muss man hier genauso die erforderliche Expertise auf beiden Seiten des Geschäfts voraussetzen. Es erhöht das Risiko erheblich, wenn man zur Einschätzung der Risiken keine oder ungeeignete Modelle verwendet. Es wird immer wieder vergessen, dass etliche Banken dank eines gut implementierten Risikomanagements bestens über die Krise gekommen sind. Expertise zahlt sich eben in jeder Hightechbranche letztendlich aus. Ich habe in dem Artikel verständlich zu machen versucht, dass angesichts der Komplexität der Instrumente entsprechend leistungsfähige Modelle erforderlich sind. Wenn einzelne Finanzinstitute in diesen Markt eingestiegen sind, ohne genügend Knowhow aufzubauen – zu diesem Schluss könnte man kommen –, dann sollten sie eben auch die Konsequenzen tragen.
Unsinnig ist die Bemerkung, die US-Regierung hätte hoheitliche Aufgaben an Ratingagenturen weitergegeben. Es gibt hier bisher keine hoheitlichen Aufgaben. Ratingagenturen sind private Dienstleister, nicht mehr und nicht weniger. Auch die Bemerkungen zur Korrelation sind zu ergänzen. Die Korrelation erlaubt nur im einfachsten – aus meiner Sicht für heutige Zwecke zu simplen – Modell, Abhängigkeiten in einem Kreditportfolio zu beschreiben. Auch das habe ich dargelegt. Empirisch durchaus realistische, extreme Niveaus von Abhängigkeiten können im klassischen Gaussschen Modell gar nicht dargestellt werden. Geeignetere Modelle benötigen mehrere Parameter, um die Abhängigkeitsstruktur zu beschreiben.
Anziehung der Geschlechter
08.02.2010, Eugen Januschke, BerlinVom Wert eines Ökosystems
07.02.2010, Siegfried Demuth, 76137 KarlsruheWarum bleibt der Schnee liegen?
05.02.2010, Dipl. Biol. Dr. Lutz NevermannWas aber passiert hier auf dem Dach eines unbeheizten Schuppens? Nur auf zwei Ziegeln ist der Schnee liegengeblieben. Aber in diesem Fall ist er – im Gegensatz zu den Bildern der Pflastersteine – dort liegengeblieben, wo es weniger Bewuchs gibt.
Foto: Lutz NevermannGut, auch die Ziegel könnten sich hinsichtlich ihrer Wärmekapazitäten und Wärmeleitfähigkeiten unterschieden. Oder sie haben zuvor unterschiedlich viel Wärme aus der Himmelsstrahlung aufgenommen?
Ich vermute aber, dass der entscheidende Unterschied im Bewuchs mit Algen und Flechten zu suchen ist. Sie könnten durch extrazelluäre Polysaccharide und andere Frostschutzsubstanzen zu einer Gefrierpunkterniedrigung beitragen, die entsprechend dem Tausalz auf den Straße wirkt und den Schnee auf ihnen weggetaut hat.
Immer glücklich ist auch pathologisch
04.02.2010, Stefan Taube, Spektrum der WissenschaftInformationsparadoxon
03.02.2010, S. GorbachIm Beitrag „Schwarze Sterne an Stelle schwarzer Löcher“ stieß ich auf den Begriff Informationsparadoxon und im Zusammenhang damit auf die Frage: Was ist beim Verschwinden eines Schwarzen Loches aus all der Information geworden? Auch habe ich gelernt, dass zu den Grundpfeilern der Quantentheorie gehört, dass sich Quantenzustände unitär entwickeln, und unter anderem, dass keine Information jemals wirklich gelöscht werden darf. Zum Beispiel mache der Brand einer Bibliothek, so die Autoren, die in Büchern gespeicherte Information praktisch unzugänglich, aber sie bleibe in den Schwaden von Rauch und Asche komplett erhalten.
Im Sommersemester 1948 besuchte ich an der TH Graz die Vorlesung Physik 1 von F. Kohlrausch. Beim Thema Relativitätstheorie unterbrach er seinen Redefluss, wandte sich zum Auditorium und sagte: „Meine Herren“ - die vereinzelt anwesenden Damen wurden geflissentlich übersehen -, „das verstehen Sie sowieso nicht, lesen Sie mein Skript diesbezüglich wiederholt durch, Sie gewöhnen sich dann nach und nach an den Sachverhalt und glauben die Theorie verstanden zu haben.“ Beim jahrzehntelangen Studium dieser Zeitschrift musste ich so manches Mal an Kohlrausch denken.
Für den Begriff Information, obwohl in aller Munde, gibt es keine allgemein gültige Definition. In unserer real erlebten Welt ist z. B. Information ein Muster, das - eingebettet in eine Unzahl anderer Muster - Aufmerksamkeit erzeugt, bewusst als relevant für mein Handeln erkannt wird und von den übrigen unterschieden werden kann. Sehe ich irgendwo Rot, halte ich mein Fahrzeug nicht unbedingt an. Erst wenn das Muster stimmt, also z. B. vor einer rot aufleuchtenden Verkehrsampel an meinem eingeschlagenen Fahrweg, egal ob im Gebirge oder auf dem platten Land, also eingebettet in sehr unterschiedliche Umgebungsmuster, halte ich auf Grund meines Vorwissens und in Kenntnis des zutreffenden Kodes an, dabei das Grün des Signals an der nahe vorbeiführenden Eisenbahnlinie als nicht relevant missachtend.
Für die Herstellung des informierenden Musters, den Informationstransport sowie den Mustererkennungsprozess wird Arbeit geleistet. Die im Muster enthaltene Information ändert die Physis des Musterträgers nicht. Zum Beispiel: Das Muster eines Buchtextes kann für mich sehr viel Information enthalten, jedoch mit der identischen Anzahl identischer Zeichen aber mit unterschiedlichem Muster (hier Zeichenfolge) wenig oder gar keine (z. B. nur Grundrauschen). Außer der Zeichenfolge ändert sich dabei nichts. In allen drei Fällen wäre die spezifische Verbrennungsenthalpie des Buches dieselbe (vollständige, rauchfreie Verbrennung vorausgesetzt).
Der Buchtext eines Buches in einer Bibliothek repräsentiert das zu Grunde liegende mentale Konstrukt des Autors. Er veröffentlicht es in einem Kode, den möglichst viele seiner Mitmenschen verstehen sollen (erhöht die Verkaufszahl). Sobald der Autor stirbt, verlöschen mit seinem Hirntod alle seine mentalen Konstrukte. Nur sein Buch informiert dann noch darüber, was er bezüglich des gewählten Buchthemas fühlte und dachte.
Ich kann nicht erkennen, auf welche Art und Weise die Schwaden aus Asche und Rauch eines verbrannten Buches das mentale Konstrukt des Autors weiterhin repräsentieren können, denn das informierende Muster ist irreversibel zerstört. Zumindest ist das meine Alltagserfahrung in der von mir als real empfundenen Umwelt, auch wenn die Quantentheorie sagt, dass keine Information jemals wirklich gelöscht werden darf.
S. Gorbach
Gebogene Eiskristalle?
03.02.2010, Dipl. Biol. Dr. Lutz NevermannDieser Schlußsatz von Prof. Dr. Schlichting ist mir sehr sympathisch, ist er doch eine willkommene Entschuldigung für alle, die - wie ich selbst - nicht so gerne und oft ihre Fenster putzen! Entlohnt werden wir also mit Eisblumen, so wir nicht in modernen Häusern wohnen.
Neulich fand ich Eisblumen, die mich stutzig machten. Schön zu erkennen war ihre Wachstumsrichtung, ausgehend von Kristallisationskernen an Rand der Fensterscheibe (Foto 1), und der fraktale Charakter der Kristallbildungen. Doch manche der Hauptäste waren stark gebogen. Wie konnte das sein? Widerspricht es doch der Kristallstruktur des Eises.
Foto 1. Alle Fotos: Lutz NevermannBei genauerer Betrachtung ist zu erkennen, dass sich der Hauptast stets zu der Seite krümmt, auf der keine Seitenäste wachsen.
Eine Erklärung für die Krümmung der Eiskristalle könnte sein,
1. dass Eis auf seiner Oberfläche (Grenzfläche) nicht vollständig kristallin, also unter Umständen nicht ganz fest ist bzw. noch nicht ganz fest mit der Unterlage (Glasscheibe) "verklebt" ist
2. dass die aus energetischen Gründen an ihren Spitzen stärker wachsenden Kristalle einen "nach hinten" gerichteten Druck (durch Volumenzunahme bei der Kristallisation an der Spitze) ausüben
3. dass der Druck von Seitenkristallen, wenn sie vornehmlich auf einer Seite an einem Hauptast wachsen, diesen für kurze Zeit noch minimal auf der Unterlage verschieben (und tatsächlich etwas biegen) könnten.
Der Hauptast wächst unterdessen weiter, aber minimal in eine neue Richtung. Die Wiederholung des Vorgangs führt dann zur weiteren Einkrümmung des Fächers zu der Seite, die keine Seitenäste trägt (Foto 2).
Foto 2Doch meist enthalten organisch anmutende Eisblumen (Foto 3) wie diese "gelockten" auf der Windschutzscheibe meines Autos keine gekrümmten Kristalle. Wie ein Detail aus Foto 3 zeigt (Foto 4), haben sich hier jeweils viele kleine Eisnadeln tangential um Zentren angeordnet und vermitteln so nur den Eindruck einer Krümmung.
Foto 3
Foto 4 (Detail aus Foto 3)Banale Antwort
03.02.2010, Dr. Tim Kersebohm, Ladenburgwie so viele unserer Zeitgenossen haben Sie sich des viel diskutierten Themas der "sozialen Unterschiede" angenommen, und wie die meisten, die selbiges in der Öffentlichkeit wiederkäuen, das Ungerechtigkeitspostulat als gegeben vorausgesetzt.
In der Neiddebatte heutzutage wird dieses Unleichgewicht leider immer auf Staat und Gesellschaft abgewälzt, und der Mensch aus seiner Eigenverantwortung entlassen.
Er fängt an zu fordern, weil ihm Medien und Politik einreden, seines Glückes Schmied wären immer die anderen.
Ich verstehe nicht, warum so gut wie niemand einmal einen Schritt zurückgeht und sich fragt, ob soziale Unterschiede nicht in einem größeren, gar evolutionären Zusammenhang sogar sinnvoll erscheinen: Sie sind der Motor des Fortschritts, denn wenn ich auch haben möchte, was der andere hat, sollte ich mich vielleicht etwas anstrengen. Bildung und Wohlstand - das alles ist frei verfügbar, wenn man sich ein klein wenig Mühe beim Jagen und Sammeln gibt.
Sie gehen davon aus, dass soziale Unterschiede ausgeglichen werden müssen, und in einem gewissen Rahmen ist das auch richtig, nur darüber hinaus halte ich diese Unterschiede für wichtig für die Weiterentwicklung unserer Gesellschaft.
Das Märchen, dass jeder Mensch mit denselben Voraussetzungen auf diese Welt kommt, ist aber nun mal ein solches. Die Antwort auf die Titelfrage könnte daher so einfach sein:
"Weil es Dumme und Schlaue gibt."
Unsicherheiten im Umgang mit Statistik
01.02.2010, Andreas Beyerlein, Sulzbach-RosenbergStatistische Methoden sind in den meisten empirischen Wissenschaften allerdings unentbehrlich, da sie letztendlich die Brücke schlagen zwischen Wissenschaftstheorie und Empirie. Dennoch trifft man im Wissenschaftsalltag häufig auf Forscher, die große Unsicherheiten im Umgang mit Statistik zeigen, was wohl teilweise auf Berührungsängste mit mathematischen Formeln zurückzuführen ist. Allerdings erfordern viele statistische Konzepte zunächst reines Nachdenken und keine Anwendung komplizierter Formeln – so basiert auch Ihr Artikel auf Überlegungen und letztlich recht einfachen Berechnungen. Es würde sicherlich nicht schaden, in den in vielen Studiengängen obligatorischen Statistik-Veranstaltungen nicht nur zu rechnen, sondern beispielsweise auch Exkurse in die Wissenschaftstheorie zu geben.
Pragmatische Nutzung der Verschränkung?
01.02.2010, Karl-Heinz SchackZur praktischen Nutzung schlage ich vor, bei der ersten bemannten Marsexpedition eine zusätzliche Kapsel zu starten, die während der Reise eine minimal kürzere Distanz zum Raumschiff als zur Erde hat. Diese Kapsel beinhaltet einen starken Laser (zur Selbstbündelung), der verschränkte Photonen in Richtung Raumschiff und Erde sendet. Eine Vorrichtung am Raumschiff polarisiert den Strahl mit entsprechender Kodierung abwechselnd horizontal und vertikal.
Ein Satellit in Erdnähe teilt den dort ankommenden Strahl und leitet jeweils einen Teil über ein horizontal und vertikal eingestelltes Polfilter. Durch Zählung der Photonen bzw. (bei dieser Intensität) Messung der Strahlstärke, kann so festgestellt werden, ob der Polfilter im Raumschiff gerade horizontal oder vertikal eingestellt ist. Die Zeitverzögerung gegenüber der Einstellung auf dem Raumschiff dürfte dabei nur durch die Differenz der Entfernungen gegeben sein.
D.h. vom Raumschiff zur Erde können Nachrichten mit Überlichtgeschwindigkeit übertragen werden... Ob dies so funktioniert, müsste mit heute zur Verfügung stehenden Mitteln grundsätzlich feststellbar sein.
Da ich dieses bezweifele, ist in der Erläuterung der Verschränkung oder in meinem Verständnis dieser Erläuterung etwas falsch. Oder ist es doch möglich, Informationen mit Überlichtgeschwindigkeit zu übertragen?
Sehr geehrter Herr Schack,
wie Ihr Überlicht-Sender praktisch funktionieren soll, habe ich nicht ganz verstanden. Angenommen, das Raumschiff ist schon fast beim Mars und die Kapsel fast auf halbem Weg Erde-Mars. Dann empfängt der Erdsatellit von je 2 verschränkten Photonen das eine sagen wir nach einer halben Minute direkt, das andere erst nach anderthalb Minuten, weil es den Umweg zum Mars und zurück zur Erde schaffen musste.
Nun kann man zwar sagen: Wegen der Verschränkung weiß ich beim Eintreffen des einen, sagen wir horizontal polarisierten Photons augenblicklich, dass sein verschränkter Partner am Raumschiff soeben auch horizontal polarisiert wurde – aber nur, wenn ich das eintreffende Photon zweifelsfrei als einen verschränkten Partner erkannt habe! Ich messe ja zunächst nur irgendein horizontal polarisiertes Photon, und das könnte von einer anderen Quelle stammen.
Gut, nehmen wir an, die Laserfrequenz der Quelle habe eine Eigenschaft, die sie von allen natürlichen Quellen unterscheidet, oder nehmen wir sogar an, das Weltall sei bis auf die verschränkten Photonenpaare absolut finster. Dann empfange ich tatsächlich eine Folge von unterschiedlich polarisierten Photonen, die ein Spiegelbild der Polarisationsebenen auf dem Raumschiff sind. Dann kann ich augenblicklich etwas wissen, das mir erst eine Minute später auf "normalem" Weg durch das mit Lichtgeschwindigkeit vom Raumschiff kommende Partnerteilchen bestätigt wird.
Nur: Um die Photonenfolge richtig als instantane Information über die Polarisatoreinstellungen am Raumschiff interpretieren zu können, muss ich den Zeitpunkt der Aussendung der verschränkten Photonen exakt kennen, das heißt die exakten Abstände Laserquelle-Raumschiff-Erde, und für diese Messung brauche ich Lichtstrahlen. Auch um die streng parallele Ausrichtung der Polarisationsfilter zu messen, brauche ich eine Vergleichsmessung mit Lichtgeschwindigkeit.
Das heißt, selbst bei noch so unnatürlichen Annahmen taugt Ihre Laser-Kapsel nicht zur Überlicht-Informationsübertragung.
Mit freundlichen Grüßen
Dr. Michael Springer
Mitarbeiter von Spektrum der Wissenschaft
Energieerhaltung bei Rotverschiebung?
01.02.2010, Mirko Ogris, Ing.Nun zum Gedankenexperiment:
Wenn von einem entfernten Objekt ein Photon ausgesendet wird, dann hat es die Energie E=hf (h: Heisenbergsche Konstante). Dieses Photon trifft nun beim Beobachter rotverschoben ein. Das heißt, die Frequenz ist niedriger als zuvor und damit ist auch die Energie geringer.
Energie kann aber (innerhalb eines geschlossenen Systems) nicht vermehrt oder verringert werden.
Nun die schlichte Frage:
Wo ist die Differenz der Energie abgeblieben?
Vom Raum "absorbiert"?
Oder ist etwas an den Voraussetzungen falsch?
Da sich der Raum überall und immerfort ausdehnt, wird dadurch jede Strahlung immer rotverschoben?
"Verschwindet" dadurch die Energie am Ende doch?
Hat schon jemand diese Fragen gestellt?
Diese Frage taucht tatsächlich immer wieder auf, ist aber auch schon mehrfach beantwortet, zum Beispiel in Andreas Müllers Lexikon der Astrophysik (suchen Sie dort nach dem Absatz "Problem mit Energieerhaltung?"). Dieses Online-Lexikon ist auch für viele andere Fragen ein empfehlenswerter Ratgeber.
Englische vs. deutsche Fachbegriffe
01.02.2010, Dr. Jürgen Clade, Würzburgder Artikel von Barceló et al. ist offenbar aus dem Englischen übersetzt worden, ohne dabei die im deutschen Sprachgebrauch üblichen Fachbegriffe zu verwenden. Aus dem "stress energy tensor" wurde so ein "Spannungs-Energie-Tensor", der aber meines Wissens im deutschen Sprachgebrauch "Energie-Impuls-Tensor" heißt.
Freundliche Grüße,
J. Clade
Nur intelligentes Leben gelingt
28.01.2010, Stefan SchollUnd ein intelligenter Mensch sehnt sich sehr nach anderen intelligenten Menschen, damit sie/er mit ihnen kommunizieren und diskutieren kann und neue Sichtweisen aufgezeigt bekommt. Man darf gegenüber überlegenen Lebewesen aber auch skeptisch sein und sein eigenes Leben schützen.
Und um Ihre Behauptung ad absurdum zu führen: Wäre nicht Intelligenz ein Erfolgsrezept, würden wir alle nach Dummheit streben. Und das kann ich nur vereinzelt beobachten.
Zwangsläufig mehr Intelligenz
27.01.2010, Ralf Metzner, ShanghaiMit keiner solchen Auslese wird zwangsläufig mehr Intelligenz über lange Zeiträume erzwungen.
Trotzdem werden sich für komplexe Mehrzeller irgendwann intelligentere Verhaltensweisen zum Vorteil im Konkurrenzdruck der Selektion erweisen. Limitiert wird dies auf der anderen Seite durch "ineffizienten" Energiekonsum, also einen mit der höheren Intelligenz einhergehenden höheren Energieverbrauch des Denkapparates. Hier balanciert sich die "Gehirngrößse" also aus zwischen Vorteilen durch mehr Intelligenz und Nachteilen durch höheren Energieverbrauch. (Trivialerweise müssen Vögel also ein kleineres Hirn haben als zum Beispiel Hunde ...) Das jeweilige Optimum wird durch die jeweilige Nische bestimmt.
Dies gilt für den Planeten Erde wie für alle anderen Planeten im Universum.
Einen Vorteil "überschießender" Intelligenz, und damit eine langfristige Selektion Richtung mehr Intelligenz, kann es eigentlich nur geben, wenn Werkzeuggebrauch, Übertragung des "Know-Hows" auf Folgegenerationen usw. einen Selektionsvorteil bringen.
Damit sind wir beim "Aussehen der Aliens": Sie müssen in gewissem Masse soziale Wesen mit Kommunikationsfähigkeiten sein zum Tradieren des Know-Hows, sie müssen Werkzeuge entwickeln, und nutzen, und damit auch planvoll ihre eigene Umwelt (Nische) manipulieren können.
Damit liegt schon fest, dass sie entsprechende Sinnesorgane wie Augen, Ohren usw. haben müssen. Ob dies Insektenaugen oder Augen mit nur einer Linse oder gar andere Lösungen sind, ist damit nicht festgelegt.
Das Manipulieren von Werkzeugen erfordert Hände oder andere Greiforgane, Fortbewegung sollte ebenfalls über Beine funktionieren, nicht über Räder, weil dies biologisch quasi ausgeschlossen ist.
Jetzt ist noch die Frage, auf welchen Pfaden sich hier die Evolution sozusagen "einfräst" - schließlich schleppen sich evolvierende Wesen ja immer ihre Evolutionshistorie mit sich herum.
Im Wasser könnte es zu anderen Symmetrien kommen als "rechts/links" - siehe Tintenfische. Die Frage ist nur, wodurch der Selektionsdruck dann Richtung höhere Intelligenz erzeugt würde.
Genau dies ist auf dem Land eher möglich, und damit sind lateralsymmetrische Wesen wohl eher zu erwarten. Dass Sinnesorgane sich dann eher nahe am Denkorgan als weit weg ansiedeln, ist trivial: Reaktionszeiten sind nur so kurz zu halten.
Dass es ein zentrales Denkorgan geben sollte, und das höchstwahrscheinlich durch eine feste Hülle geschützt, ergibt sich durch ebengleiche Argumentation. Ob aber zwei Augen oder mehr an diesem "Kopf" angesiedelt sind, ist offen - es könnten auch vier sein.
Genauso ist die Zahl der Extremitäten nicht festgelegt: Zwei, vier, sechs oder gar acht wären möglich, wieviele davon Greifwerkzeuge sind, ist nicht determiniert.
Auch wäre es möglich, dass direkt am Kopf zusätzliche Greifwerkzeuge (Nahrungsaufnahme) "angewachsen" sind. So etwas sieht nicht sehr humanoid aus, könnte sich aber in einer anderen Selektionshistorie ergeben haben.
Auch könnte die Öffnung für Nahrungsaufnahme anderswo angesiedelt sein als am Kopf, wenngleich dies schon einem Selektionsoptimum zu entsprechen scheint: Spinnen, Insekten, Vögel, Säuger, selbst Tintenfische usw. haben hier sehr ähnliche Lösungen. Offenbar ist auch hier die "schnelle Reaktionszeit", d.h. die kurze Distanz zum Denkorgan, evolutiv von Vorteil.
Ach ja: Da das Denkorgan eine gewisse Mindestgröße für Intelligenz erfordert, müssen intelligente Wesen auch entsprechend groß sein. Damit würden Lungenatmer mit internem Skelett sehr bevorzugt gegenüber Lebewesen mit Exoskelett, die durch ihren Panzer atmen müssten und damit in ihrer Größe sehr eingeschränkt wären. Es kann solche Wesen geben, aber ihre Intelligenz ist limitiert. Oder anders gesagt: Viele Evolutionswege sind vielleicht sehr viel wahrscheinlicher, aber können am Ende eigentlich keine höhere Intelligenz hervorbringen. Und nur extrem wenige Pfade bieten eine Entwicklung zu höherer Intelligenz.
Man kann viele weitere solche Gedankenspiele machen, kommt aber einfach für andere intelligente Lebewesen im Universum auf rechts-links-symmetrische Gas-Atmer, mit x Beinen und y Greifextremitäten, einer bestimmten Mindestgröße, mit einem Kopf, an dem die meisten Sinnesorgane und wahrscheinlich auch die Nahrungsaufnahmeöffnung angesiedelt sind.
Humanoid ist dies zwar nicht zwangsweise, kommt uns aber schon vertraut vor. Mit der Minimierung der Extremitäten: x und y sind jeweils genau 2, sieht es dann schon sehr viel menschlicher aus (auch wenn dies eben nicht zwangsläufig so sein muss; x und/oder y könnte ja z.B. auch 4 sein). Bei aufrechtem Gang wäre der Kopf optimal eben "oben" und damit sieht alles schon viel menschenähnlicher aus.
Wenn diese Wesen grundsätzlich jedoch eine urwaldartige, dreidimensionale Welt besiedelten, muss ein Kopf "vorne/oben" nur dann sein, wenn eine ähnliche Entwicklungshistorie (aus dem Wasser ans Land) durchgemacht wurde wie auf diesem Planeten... Also könnte es sich trotz einiger Ähnlichkeiten schon um sehr, sehr anders aussehende Wesen handeln!
Und diese werden wir wohl kaum zu sehen bekommen, wahrscheinlich auch nicht unsere Nachfahren, in welche Richtung sich diese durch Evolution auch weiter verändert haben mögen...
Eine andere Hypothese
26.01.2010, Dr. Klaus MollVielleicht ist aber ein anderer Vorgang wichtiger: Das Abschmelzen des Antarktischen Schelf- und Gletschereises reduziert die Oberflächentemperatur des Meeres um die Menge von 100 Kilowatt pro Kubikmeter Abschmelzung, was bei einem einzigen Eisberg von 20 mal 20 Kilometern Ausdehnung und einer angenommenen Tiefe von 100 Metern den Gegenwert von einer Milliarde Tonnen Petroleum an Kältekalorien bedeuten würde, die zudem weitere Auswirkungen auf die Verdunstung des nun weniger salzhaltigen Meereswasser hat.
Die Antarktis mit ihren vielleicht 30 Milionen Kubikkilometern Eis und damit einem Äquivalent von 750 Billionen Tonnen Petroleum Schmelzenergie könnte vielleicht eine Bremse für den Klimawandel darstellen, die wir im Augenblick noch nicht richtig einschätzen.
Allerdings strahlt unsere Sonne stündlich das Energieäquivalent von 30 Milliarden Tonnen Petroleum - natürlich ziemlich unverschmutzt auf unsere Erde. Rechnen wir, dass die Antarktis bis zu ihrem vollen Abschmelzen ein Prozent davon kompensieren muss, um den Klimawandel zu bremsen, könnte sie das noch 36 Jahre lang tun (zugrunde gelegte Sonneneinstrahlung 1 Kilowattstunde pro Quadratmeter. 4 Kilowattstunden = 1 Liter Petroleum, ständig der Sonne ausgesetzte Gesamtfläche des Erdballs 120 Millionen Quadratkilometer, die der Antarktis 20 Millionen Quadratkilometer bei einer Eisdicke von 1,5 Kilometern).
Das Debakel ist von der US-Regierung verschuldet
25.01.2010, Alexander Beck, StarnbergOb dieser "freudsche Verschreiber" nicht doch eine tiefere Wahrheit verbirgt?
Die Mathematik wurde jedenfalls von den Erfindern dieses merkwürdigen Finanzierungssystems dazu missbraucht, den Geldanlegern weltweit äußerst riskante Anlagen zu verkaufen und dabei zu behaupten, die Sicherheit dieser Anlagen sei wissenschaftlich abgesichert. Zu diesem Zweck wurden die Berechnungen eben auf einen extrem niedrigen Korrelationskoeffizienten gestützt. Man hätte dabei aber schon damals erkennen können, dass dies weltfremd ist, da die Börse, wie viele andere Märkte auch, in erster Linie von der Psychologie getrieben wird. Sobald ein Papier einer bestimmten Anlageklasse oder ein Unternehmen einer bestimmten Branche in wirtschaftliche Schwierigkeiten gerät, überträgt der Markt oder die Börse dies sogleich auch auf alle anderen Papiere dieser Anlageklasse oder Firmen dieser Branche. Tatsächlich wäre also wohl eine angemessene Schätzung für die Korrelation ρ ein Wert von 0,7 bis 0,8. Damit wären die meisten der von den amerikanischen Investmentbanken verkauften Anlagen in eine B-Risikoklasse gefallen. Dies hätte entsprechend höhere Zinslasten für die US-amerikanische Wirtschaft bedeutet. Es scheint so, dass die US-Regierung sehenden Auges die Machenschaften der von ihr mit hoheitlichen Aufgaben betrauten Ratingagenturen geduldet hat, um mit billigem Geld von weltweiten Anlegern eine wirtschaftliche Scheinblüte in USA zu erzeugen. Es ist daher nur angemessen, dass die US-Regierung nunmehr auch für die Kosten dieses von ihr verschuldeten Debakels aufkommt.
Interessant ist es, diesen Artikel mit dem Artikel "Extrem gewagt" im Heft 1/2010 zu vergleichen. Dort geht es nicht um Finanzmathematik, sondern um tatsächliche Vorgänge in der Natur. Trotzdem haben die "Experten" jahrzehntelang geglaubt, man könnte mit stochastisch nicht korrelierten Modellen sinnvolle Voraussagen treffen, und somit dürfte es Monsterwellen nicht geben. Diese seien nur Seemannsgarn.
Inzwischen hat man offensichtlich erkannt, dass es eine Vielzahl von verborgenen Korrelationen gibt und die Monsterwellen tatsächlich existieren. Das gleiche scheint für die Finanzmärkte zu gelten. Die Modelle der Experten gelten nur in der Nähe des Maximums der gaußschen Glockenkurven. Bei seltenen oder unwahrscheinlichen Ereignissen versagen diese Modelle, und es gibt viel öfter als von den Experten gedacht Monsterwellen oder Finanzcraschs.
Der Brief, den Albert Einstein im August 1939 an Roosevelt gesandt hat, ist hinreichend bekannt. Es ist auch bekannt, dass er diesen Brief nicht aus eigener Initiative verfasst hat, sondern dass mehrere Physiker (Szilard, Wigner, Teller und andere), die er gut kannte, ihn aufgesucht und gedrängt hatten, die US-Regierung auf die möglichen Folgen hinzuweisen, die sich aus der im Jahr zuvor entdeckten Kernspaltung ergaben, insbesondere die denkbare militärische Nutzung. Einstein die Verantwortung für den Abwurf der ersten Atombombe anzulasten ist trotzdem reichlich abenteuerlich. In dem Brief findet sich lediglich eine Empfehlung an die Regierung, die Kernforschung auch in den USA voranzutreiben. Schon gar nicht hat Einstein empfohlen, eine Bombe zu bauen. Anstatt ihn für diesen Brief zu kritisieren – Kernwaffen wären aller Wahrscheinlichkeit nach auch ohne diesen Brief entwickelt worden –, könnte man sein Verhalten genauso gut als besonders verantwortungsbewusst sehen. Einstein weist den US-Präsidenten darauf hin, daß Deutschland das in den tschechischen Minen gewonnene Uran seines Wissens nicht mehr ins Ausland verkauft. Dies könne bedeuten, so meint er, dass man dort bereits an der militärischen Verwendung des Urans arbeite. Das in Deutschland vorhandene wissenschaftliche Potential war ihm bestens bekannt. Der bloße Gedanke, die deutschen Machthaber wären im Laufe des Krieges in den Besitz von Kernwaffen gekommen, lässt wohl jeden rational denkenden Mitmenschen schaudern. Einstein selbst war am später aufgelegten Atomprogramm der USA nicht beteiligt. Bemerkt sei auch, daß sich mehrere der Physiker, die sich für das Vorantreiben der Kernforschung in den USA eingesetzt hatten, noch im Juli 1945 eindringlich gegen den Einsatz der beiden dann vorhandenen Bomben ausgesprochen haben.
Viele der aus der Grundlagenforschung erwachsenden Möglichkeiten können nicht nur zum Nutzen, sondern auch zum Schaden der Menschheit und der Schöpfung als Ganzes verwandt werden. Die Geschichte ist voll von Beispielen dafür. Sollten wir deshalb keine Forschung mehr betreiben und besser zurück in die Steinzeit gehen? Auch der Faustkeil konnte bereits gegen die Mitmenschen eingesetzt werden.
Zurück zur Finanzmathematik. Herr Beck schreibt von dem "merkwürdigen Finanzsystem". Zweifelsohne ist das heutige globale Finanzsystem sehr viel komplexer als die Finanzwelt vor 30 oder vor 60 Jahren. Dasselbe gilt für das globale Wirtschaftssystem insgesamt. Mit Finanzinstrumenten werden Risiken gehandelt. Wie bei jedem anderen Handelsgeschäft gibt es dabei die unterschiedliche Interessenlage von Verkäufer und Käufer. Der Verkäufer möchte einen möglichst hohen Preis erzielen, wird also bei Finanzinstrumenten die Risiken eher tief anzusetzen versuchen, für den Käufer gilt das umgekehrte. Einfacher verständlich für den Laien ist das wohl beim Handel mit Versicherungsrisiken. Die Erstversicherer reichen einen Teil der übernommenen Risiken an Rückversicherer weiter. Die letzteren tun gut daran, die ihnen angebotenen Risiken und die Konditionen der Verkäufer zu analysieren und sich ein eigenes Urteil zu bilden. Angesichts der Milliardensummen, um die es im Finanzgeschäft zwischen Banken geht, muss man hier genauso die erforderliche Expertise auf beiden Seiten des Geschäfts voraussetzen. Es erhöht das Risiko erheblich, wenn man zur Einschätzung der Risiken keine oder ungeeignete Modelle verwendet. Es wird immer wieder vergessen, dass etliche Banken dank eines gut implementierten Risikomanagements bestens über die Krise gekommen sind. Expertise zahlt sich eben in jeder Hightechbranche letztendlich aus. Ich habe in dem Artikel verständlich zu machen versucht, dass angesichts der Komplexität der Instrumente entsprechend leistungsfähige Modelle erforderlich sind.
Wenn einzelne Finanzinstitute in diesen Markt eingestiegen sind, ohne genügend Knowhow aufzubauen – zu diesem Schluss könnte man kommen –, dann sollten sie eben auch die Konsequenzen tragen.
Unsinnig ist die Bemerkung, die US-Regierung hätte hoheitliche Aufgaben an Ratingagenturen weitergegeben. Es gibt hier bisher keine hoheitlichen Aufgaben. Ratingagenturen sind private Dienstleister, nicht mehr und nicht weniger. Auch die Bemerkungen zur Korrelation sind zu ergänzen. Die Korrelation erlaubt nur im einfachsten – aus meiner Sicht für heutige Zwecke zu simplen – Modell, Abhängigkeiten in einem Kreditportfolio zu beschreiben. Auch das habe ich dargelegt. Empirisch durchaus realistische, extreme Niveaus von Abhängigkeiten können im klassischen Gaussschen Modell gar nicht dargestellt werden. Geeignetere Modelle benötigen mehrere Parameter, um die Abhängigkeitsstruktur zu beschreiben.
Prof. Dr. Ernst Eberlein