Ihre Beiträge sind uns willkommen! Schreiben Sie uns Ihre Fragen und Anregungen, Ihre Kritik oder Zustimmung. Wir veröffentlichen hier laufend Ihre aktuellen Zuschriften.
Von einem Artikel, der über Ergebnisse wissenschaftlicher Untersuchungen berichtet, erwarte ich Erkenntnisse, die zu einer Argumentationskette zusammengefügt werden. Ein gewisses Maß an Vermutungen und Ungenauigkeiten wäre dabei sicher zu tolerieren, gerade wenn sich der Artikel an ein breiteres Publikum wendet.
Dieser Artikel ist aber eine Aneinanderreihung von Spekulationen und Vermutungen mit wenig wirklichem Gehalt. Die Wortwahl und Gedankenführung macht dies sehr deutlich, über den Inhalt braucht man sich da gar nicht zu streiten. Es ist ständig die Rede von "xx ist wohl yy", "abc wissen wir nicht, aber ...", "es wäre denkbar, dass ..." und so weiter. Auch originell ist, dass explizit bemerkt wird (S. 26 rechte Spalte oben), dass Schlüsse von der Embryonalentwicklung auf die Evolution riskant seien, anschließend wird aber mehrfach genau damit "argumentiert".
Alles in allem hätte ich von "Spektrum der Wissenschaft" handfesteres erwartet. Es gibt andere Zeitschriften, in die dieser Artikel besser gepasst hätte.
Stellungnahme der Redaktion
Haben Sie herzlichen Dank für Ihren Leserbrief und die Kritik.
Allerdings muss ich Ihren Einwänden widersprechen. Dieser Artikel zur frühen Augenevolution repräsentiert den Stand der Forschung, und der Inhalt ist ein wirklicher Erkenntnisfortschritt. Die Darstellung zeigt tatsächlich völlig neue Einsichten über die Anfänge dieser Organentwicklung. Wissenschaftler sind es gewohnt, solche von ihnen neu entdeckten Zusammenhänge vorsichtig zu formulieren. Im Ganzen ist der dargestellte hypothetische, jedoch von vielen Daten gestützte Entwicklungsstrang durchaus plausibel. Zurzeit dürfte es sich um die gründlichsten Studien auf dem Gebiet handeln.
Ich verstehe es, dass Sie als Leser lieber unverrückbare Daten hätten. Aber wissenschaftliches Arbeiten gewinnt nur schrittweise Erkenntnisse, und auch die dürfen dann nur als Thesen formuliert werden, denn der ganzen Fülle der Zusammenhänge wird man immer nur sehr langsam näher kommen. Vielleicht kennen Sie Schriften des Philosophen Karl Popper, der diesen Sachverhalt sehr gründlich durchdacht hat.
Andere an ein Laienpublikum gerichtete Wissenschaftsmagazine vermitteln nach meiner Erfahrung selten so neue Forschung. Oft werden lediglich etwas ältere Erkenntnisse zwar gut verständlich, aber darum (zu) grob vereinfacht zusammengestellt. Was schwierig zu vermitteln ist, wird gern weggelassen.
Der "Scientific American", von dem wir den Artikel übernahmen, und auch "Spektrum der Wissenschaft" haben aber den Anspruch, möglichst die neuesten wissenschaftlichen Entwicklungen vorzustellen. Die Themen und Wissenschaftlerautoren werden sorgfältig ausgewählt und die Solidität der Inhalte geprüft. Auch wir müssen natürlich Kompromisse eingehen, aber wir versuchen, den Stand der Diskussion in den wichtigsten Facetten wiederzugeben.
Beim Betrachten der Abbildung auf Seite 51 rechts oben kam ich ins Grübeln: Seit wann erhält man durch das Aufsummieren der gezeigten Partialwellen (oder allgemeiner durch Fouriertransformation) die Einhüllende direkt? Eigentlich müsste das doch so aussehen wie hier (=> Wellenpakete).
Bei näherem Hinsehen kamen mir noch mehr Bedenken. Es ist doch wohl eine Darstellung über dem Ort gemeint (oder wo könnte sich sonst ein Puls mit Gruppengeschwindigkeit bewegen)? Links steht aber "Frequenzbestandteile des Pulses". Sind also Schwingungen über der Zeit abgetragen? Nein, mit "Frequenz" ist die räumliche Frequenz (Wellenzahl) gemeint. Diese verkürzende Sprechweise mag im Labor der Optiker üblich sein, aber dann dürfte sich weiterhin keine "Einhüllende" direkt ergeben, sondern es müsste eine Welle mit einer zentralen Wellenzahl zu sehen sein (innerhalb einer gedachten Einhüllenden). Und weshalb stimmt in der Pulsmitte die Summe der Partialwellen nicht mit der gezeigten Resultierenden überein?
Des Rätsels Lösung: Der Autor hat eine zur Wellenzahl 0 symmetrische Gaußverteilung angenommen, aber nur Cosinuswellen für positive Wellenzahlen aufsummiert und das Ergebnis in verkleinertem Maßstab dargestellt (wie sich mit einem geeigneten Programm leicht nachvollziehen lässt).
Leider ist das nicht der einzige "Illustrationsfehler". Abbildung Seite 52: a) Welche Phase ist nach oben aufgetragen? Oder sollte das der Brechungsindex sein? b) Die Partialwellen der Abbildung von S. 51 werden einfach verschoben (zur Abwechslung über der Zeit). Keine Spur von Dispersion! Das Wesentliche wird also ausgeblendet. c) Ganz abgesehen davon ist die Sprechweise "in der Zeit nach vorne/hinten" nicht ganz glücklich.
Auf Seite 53 haben dann auf einmal alle Partialwellen die gleiche Amplitude.
Nun ja, über die Qualität von Illustrationen kann man streiten. Aber auf Seite 51 steht rechts unten ein Satz, über den sich nicht streiten lässt: "Auch wenn man Licht nicht als Welle auffasst, sondern als Teilchenstrahlung, lässt sich die Veränderlichkeit der Phasengeschwindigkeit in einem Medium verstehen. Die Atome absorbieren die Photonen, werden dadurch angeregt und strahlen ihrerseits wieder Photonen aus, dies allerdings zeitversetzt, was einer Verzögerung entspricht."
Weit außerhalb einer Resonanzlinie (und in diesem Kontext steht der Satz) gibt es keine Absorption von einzelnen Photonen, sondern die primäre Welle (also alle Photonen) erzeugen eine um 90 Grad phasenverschobene Streuwelle. Das lässt sich wohl auch quantisieren, aber nicht mit einem kurzen (und inkohärenten) "Stop and Go" einzelner Photonen.
Ein Lob der Langsamkeit für die Veröffentlichung weiterer Titelthemen!
Stellungnahme der Redaktion
Prof. Dr. Thomas Schneider, Autor des Beitrags, antwortet dem Leser:
Sehr geehrter Herr Dr. Komma, vielen Dank für Ihren Hinweis vom 28. Januar. Natürlich ist die Gruppengeschwindigkeit in einem Wellenleiter, wie z.B. einer Glasfaser, sehr viel kleiner als im Vakuum. Im Beitrag geht es um eine deutliche Verringerung und vor allem eine veränderbare Gruppengeschwindigkeit, aber ich denke das wird aus dem Text deutlich.
Die Abbildung auf Seite 51 (rechts oben) ist eine bildhafte Darstellung der Fourieranalyse von periodischen (und auch nichtperiodischen) Signalen. Die Fourieranalyse zerlegt jegliche Signalform in eine Summe harmonischer Schwingungen. Diese Form der Untersuchung von Signalen ist seit 1822 bekannt (J.-B. J. Fourier, "Die analytische Theorie der Wärme"). Die Darstellungen eines Signals in Zeit- und Frequenzbereich in der Fouriertransformation basiert letztendlich auf diesem Umstand der Zerlegung. Das Signal selbst ist in der Abbildung nur im Basisband dargestellt. Natürlich wird ein solches Signal auf einen optischen Träger aufmoduliert, was innerhalb der Glasfaser auch zu Wellenpaketen führt. Jedoch ist es nicht möglich, ein solches Wellenpaket direkt bei der Trägerfrequenz (ca. 193,5 Terahertz) zu messen. Im Detektionsprozess wird das Signal in das Basisband herunter gemischt. Das Tiefpassverhalten des Detektors verhindert eine direkte Messung des optischen Trägers. Des Weiteren trägt die zusätzliche Betrachtung der genutzten Übertragungsfrequenz nicht zum besseren Verständnis des Sachverhalts bei, birgt keine neuen Erkenntnisse und wäre eher verwirrend für den Leser.
Eine Darstellung des Signals über dem Ort wäre zur Erklärung des Slow-Light Effektes nicht hilfreich, da die zeitliche Verzögerung des Signals interessiert. Damit ist der Zeitbereich zwingend erforderlich. Die Eigenschaften des Materials bzw. des Ortsraums gehen über den Wellenzahlvektor in die Phase des Signals ein. Auch wenn die Trägerwelle des Signals sich zeitlich und räumlich ausbreitet, so interessiert beim Signal selbst vorrangig die zeitliche Komponente, d.h. ein übertragenes Bit wird anhand seiner Dauer charakterisiert und nicht anhand der Wellenlänge, auf der es übertragen wird.
Die Betrachtung des Phasengangs eines Systems ist äquivalent zur Betrachtung des Verlaufs des Brechungsindex über der Frequenz. Diese Äquivalenz spiegelt sich in den Kramers-Kronig-Relationen wider, welche Absorption und Dispersion von kausalen Systemen miteinander verbinden. Zum vertiefenden Studium sei hier das Titchmarsch-Theorem genannt. Das heißt in kurzen Worten, dass der Brechungsindex die Ursache der Phasenverschiebung ist, was im Artikel auch eindeutig herausgestellt wurde. Im Slow-Light System wird eine starke künstliche Dispersion erzeugt, welche dann zur Verzögerung der Lichtpulse ausgenutzt wird. Ein linear über der Frequenz ansteigender (fallender) Brechungsindex ist notwendig, um ein Signal verzerrungsfrei zu verschieben (Abb. auf Seite 52). Diese Tatsache ergibt sich aber bereits aus den Regeln der Fouriertransformation, genauer dem Verschiebungssatz der Fouriertransformation. Aus der Systemtheorie wissen wir, dass der Phasengang eines Systems sich zum Phasenspektrum des Signals addiert. Je nachdem, wie der Anstieg des Phasenganges bzw. des Brechungsindexverlaufes des Slow-Light Systems konfiguriert ist, kommt es zu einer zeitlichen Verschiebung des Signals.
Ihre Kommentare zu Abb. 52:
Leider erschließt sich mir nicht, worin Sie einen Illustrationsfehler sehen, aber hier die Antworten im Einzelnen:
a) Aufgetragen ist die Phasenänderung über der Frequenz, eine solche Phasenänderung tritt durch eine Änderung des Brechungsindex auf, daher steht in der Abbildung beides, siehe Erklärung oben.
b) Das Verschieben der Partialwellen über der Zeit durch die lineare Phasenänderung folgt aus dem Verschiebungssatz der Fourier-Transformation, siehe oben. Die dafür nötige lineare Phasenänderung, die in der Abb. dargestellt ist, kann man mathematisch mit dem Verschiebungsfaktor beschreiben, oder technisch als Übertragungsfunktion eines idealen Laufzeitgliedes. Da Sie die Phasenänderung auch als Brechungsindexänderung sehen können, ist das Dispersion.
c) Die Richtung der Verschiebung in der Zeit hängt vom Vorzeichen des Exponenten des Verschiebungsfaktors ab.
d) Abb. S. 53: Hier haben alle drei Wellen annähernd die gleiche Amplitude, da es um die Phasenverschiebung geht und nicht um das Amplitudenverhältnis.
Ihr Kommentar zum Satz: „Auch wenn man Licht nicht als Welle …“:
Nehmen wir zunächst mal die klassische Betrachtung über die Maxwellgleichungen. Die Primärwelle erzeugt im Material eine Polarisation, diese Polarisation ist ihrerseits Ursache für Sekundärwellen die sich der Primärwelle überlagern und dadurch zu einer Veränderung der Phasengeschwindigkeit und der Wellenlänge führen. Beides abhängig vom Brechungsindex. Ist die Polarisation klein genug, so haben Primär- und Sekundärwellen im Medium dieselbe Frequenz. Wird sie größer, so treten – wenn die Symmetrie des Mediums es zulässt – Oberwellen auf, z.B. die zweite und dritte Harmonische der Primärwelle.
Im quantenmechanischen Bild sind die Valenzelektronen über die Coulomb-Kraft an den Atomrumpf gebunden. Die einfallende Lichtwelle führt nun zu einer elektrischen Kraft die die Valenzelektronen auslenkt und diese in einen angeregten Zustand bringt. Auf Grund der Energieerhaltung muss dazu das Photon vernichtet werden. Da der angeregte Zustand in einem transparenten Medium kein Energieniveau des Materials ist (weit entfernt von einer Resonanz), fällt das Atom annähernd instantan wieder zurück in seinen Grundzustand und sendet dabei ein Photon aus; auf Grund der Energieerhaltung bei derselben Frequenz wie das, welches vernichtet wurde.
Es können auch zwei Photonen gleichzeitig vernichtet werden. Dann sendet das Atom, auf Grund der Energieerhaltung, ein Photon mit der doppelten Frequenz bzw. halber Wellenlänge aus. Das ist die so genannte second harmonic generation. Werden drei Photonen vernichtet, so sendet das Atom ein Photon mit der dreifachen Frequenz aus (third harmonic generation) usw.
Durch parametrische Fluoreszenz (parametric down conversion) kann man auch das Umgekehrte machen, ein Photon wird vernichtet und das Atom sendet zwei Photonen halber Frequenz aus. Das benutzt man z.B. zur Herstellung verschränkter Photonen für Quanten-Experimente.
Und es stellt sich die Fragen, warum falsche Annahmen über die Folgen von Geschlechtsdimorphismen, die man vielleicht als Vorurteile qualifizieren könnte, auch noch chauvinistisch sind. Ist da vielleicht selbst etwas Chauvinismus in die Rezi geraten? Denn auffällig ist, dass die Beispiel ausschließlich auf Frauen bezogen sind, von der schlechteren Vernetzung der Gehirnhälften über geringere Kommunikationsfähigkeiten bis zur schlechteren Empathie ist von der anderen Seiten der Vorurteile und feministischen Mythen nicht die Rede. Herr Knauß hat wohl recht, wie meist in seinem Blog - und Chauvinismus liegt oft hinter der eigenen Nasenspitze.
Meine Frau litt vor einigen Jahren nach einer Magen-/Darm-Infektion in Hongkong längere Zeit an unerklärlichen und sich wiederholenden Darmproblemen. In Folge unterzog sie sich einer Darmspiegelung (die keine Ergebnisse erbrachte) sowie der damit verbundenen Darmreinigung.
Danach hörten ihre Probleme ohne weitere Behandlung auf. Ich gehe davon aus, dass sich ihre "geschädigte" Darmflora nach der Reinigung wieder stabil aufbauen konnte.
Wir spielen gerne am Wochenende Brettspiele in größerer Runde und nicht selten sind Beschwerden über Schwindel ober Kopfschmerzen vorkommen. Als Ursache ist in der Regel die Tischdecke genannt worden. In diesen Fällen ist kein oder nur wenig Alkohol in Spiel gewesen, aber die Teilnehmer sind nicht mehr die Jüngsten. Das soll nur zur Bestätigung der vorigen Beiträge erwähnt werden.
Vorsicht! Das Lesen dieser Zeilen kann zu Eszett-Störungen führen!
Sehr geehrtes Redaktionsteam!
Im Allgemeinen sollte man wissen, was man denkt, bevor man schreibt, was man gemeint hat. Verwirrend ist, dass manche etwas schreiben, was sie zu wissen glauben, und sich nichts dabei denken. Wieder andere wissen nichts, behaupten aber, sie hätten sich dabei etwas gedacht, wenn sie etwas geschrieben haben. Am Schlimmsten sind jene, die das Gegenteil von dem glauben, was sie schreiben, meinen aber, sie wüssten, was sie gedacht haben. Die Theologie reklamiert für sich rationales Denken und Wissenschaftlichkeit - trotz ihrer Bindung an die Religion schreibt Christian Tapp in Heft 1-2012. Praktisch hat der Rationalismus aber noch nie funktioniert. Rausch und Ratio sind zwei tödliche Feinde. Die Suche nach der Wahrheit ist eine hauptsächlich religiöse Sucht. Nur Theologen haben diese Sucht so rationalisiert, dass sie davon leben können. Eine alte Weisheit sagt, wer Glauben schenkt, ist ihn los. Manchmal sind Geschenke eine schöne Bescherung. Nur wer sich nichts schenkt, dem bietet die Natur alles. Die meisten und schlimmsten Übel, die der Mensch dem Menschen zugefügt hat, entsprangen dem felsenfesten Glauben an die Richtigkeit falscher Überzeugungen. Was eignet sich besser für eine moderne Überzeugung als eine zum Dauerzustand gewordene Lüge? Manche Theologen interessiert nicht das Thema, sondern nur die Interpretationshoheit. Bibeltexte widerlegen keine Wissenschaft, schreibt Christian Tapp weiter. Selbst die neueste Bibel bleibt immer alt. Und die Bibel hat doch Recht! Wein läßt sich nicht nur aus Trauben gewinnen. Diejenigen, welche heute festlegen, was wissenschaftlich bewiesen ist, sind jene, über deren Unwissenheit man morgen schmunzeln wird. Eine Lehre, die weder auf wissenschaftlichen Gründen beruht, noch auf sichere und richtig gedeutete Erfahrungen sich stützt, kann auch nicht wissenschaftlich widerlegt werden. Wissenschaftliches Denken ist eine Methode zur Überprüfung von Vermutungen. Wenn ich vermute: »Im Kühlschrank könnte noch Bier sein ...«, und ich schaue nach, dann betreibe ich, banal gesagt, im Prinzip schon eine Vorform von Wissenschaft. In der Theologie dagegen werden Vermutungen in der Regel nicht überprüft. Wenn ich also nur behaupte: »Im Kühlschrank ist Bier«, bin ich Theologe. Wenn ich nachsehe, nichts finde, aber trotzdem behaupte: »Es ist Bier drin!«, dann bin ich Esoteriker. Theologen tun gerne so, als könnten sie Gott ins Notizbuch schauen. Woher nehmen sie eigentlich diese Anmaßung? Theologie ist die geistreiche Übersetzung des Unerklärlichen in das Unverständliche. Menschen, die von Berufs wegen Recht behalten müssen, werden sich niemals freiwillig in die Fessel der Definition begeben. Konfessionelle Apologeten beanspruchen eine Art „Bildungsauftrag” und meinen, sie müssten die Leute nur religiös erziehen, dann ließen sie schon von ihren „Irrtümern” ab. Christian Tapp hat mir keine brauchbaren Erkenntnisse vermittelt. Gegen diese Theologie muss ich meine Werte verteidigen. Die da sind: Man hüte sich vor Wissenschaftlern, die die Weltformel suchen und von der Erdformel nichts wissen wollen. Verbildung und Irreleitung, Bildungsmangel und mangelndes Rechtsbewusstsein werden gedankenlos hingenommen, weil infolge eines versagenden Wertesystems nirgends mehr ein Halt geboten wird, der uns von Natur aus zusteht. Es gibt zwei leidige Arten von Gläubigen: jene, die das Unfaßbare glauben, und jene, die glauben, der „Glaube” müsse verworfen und abgelöst werden durch die „wissenschaftliche Methode” (Max Born). Selbstschöpfung ist der freieste Entscheid des einzelnen Menschen und kann Einklang mit dem Göttlichen im Einzelnen niemals geschaffen werden, wenn er am Gängelband eines anderen durch das Leben geht. Den Wert von Theologen und Wissenschaftlern kann man erst ermitteln, wenn man sie aus der Fassung bringt. Das bunte Spektrum setzt sich aus vielen Farblosen zusammen. In ›Spektrum der Wissenschaft‹ vom März 2003 steht: „Homo sapiens: älter als vermutet!” Da haben sie noch was vergessen: und dümmer als vermutet! Wahrheit, die wir uns nicht leisten können, bekämpfen wir; sogar mit Gesetzen der Theologie. Sich dann auch noch verteidigen, heißt, stehen bleiben.
Mit freundlichen Grüßen vom Seismografen des Friedrich Witte
Tony Rothmans Kritik an den Physik-Vorlesungen mag für das "Undergraduate"-Studium an seiner Universität in Princeton/USA zutreffen, aber für das Physik-Studium an unserer Fakultät in Würzburg - und sicherlich überall in Deutschland - gilt das nicht.
Unsere Studentinnen und Studenten lernen, dass Physik keinen absoluten Wahrheitsanspruch hat, sondern auf Hypothesen beruht, die zwar experimentell äußerst gut bestätigt wurden, die jedoch immer wieder kritisch hinterfragt und gegebenenfalls erweitert oder sogar ersetzt werden müssen. In den Vorlesungen wird keinesfalls verschwiegen, dass Physiker trotz universeller Gesetze auf Näherungen angewiesen sind, um diese Gesetze auf komplexe Systeme anzuwenden. Schwierigkeiten mit der Interpretation und dem anschaulichen Verständnis der Quantenmechanik, mit der Herleitung der Statistischen Mechanik und ungelöste Problem werden offen angesprochen. Rothmans Vorwürfe zu Schmutz, Schwindel, Unredlichkeit, ja sogar Betrügereien bei der Vermittlung der Physik sind daher haltlos.
Selbstverständlich verwenden wir nicht den Großteil unserer Vorlesungen, um ungelöste Probleme zu diskutieren. Wir wollen unsere Studierenden dafür begeistern, dass es einen Teil unserer Natur gibt, für den wir eine Vielzahl von messbaren Phänomenen durch einige wenige mathematische Gesetze erklären können. Die Eigenschaften von Licht, Radiowellen und Röntgenstrahlung werden beispielsweise durch die Maxwell-Gleichungen erklärt. Das sind großartige Erkenntnisse, die schließlich zu wichtigen technischen Anwendungen geführt haben.
In der Relativitätstheorie und in der Quantenmechanik lernen Physikerinnen und Physiker, dass sie die Anschauung verlassen müssen, um mithilfe weniger grundlegender mathematischer Gesetze zahlreiche völlig unterschiedliche experimentelle Ergebnisse zu erklären. Solche Erkenntnisse führen ebenfalls zu wichtigen Anwendungen, beispielsweise zu den elektronischen Bauelementen.
Wir verschweigen aber auch nicht, dass die Physik (noch?) keine Lösung zu einem großen Teil unserer Natur liefert. Für die Biologie gibt es beispielsweise noch keine universelle quantitative Theorie. Und obwohl die Biophysik immer mehr zu diesen Fragen beitragen kann, darf durchaus bezweifelt werden, ob es die universelle Theorie des Lebens jemals geben wird.
Obwohl die harte Kritik von Tony Rothman für unser Physikstudium nicht zutrifft, hat sein Aufsatz an unserer Fakultät unter Studenten und Dozenten zu einer lebendigen Diskussion geführt. Brauchen wir mehr Erkenntnis- und Wissenschaftheorie im Physikstudium? Wird zuviel gerechnet und zuwenig verstanden? Müssen die Schwierigkeiten und Grenzen der Physik stärker betont werden? Sollen lösbare Probleme in den Übungen reduziert und mehr Wert auf Näherungs-Methoden gelegt werden? Solche Diskussionen sind ein erfreulicher Effekt des Aufsatzes von Rothman, der damit zur ständigen Verbesserung des Physikstudiums beiträgt.
Ich bin zutiefst beeindruckt von diesem Untersuchungsergebnis! Ich finde es verhaltenspsychologisch sauber durchgeführt und möchte zu gerne wissen, was solche "wissenschaftlichen Philosophen" oder "philosophische Wissenschaftler" wie Herr Metzinger u.w. ("EGO-TUNNEL") für neue Worthülsen erschaffen würden um diese Erkenntnis zu konterkarieren - weil doch nicht sein kann, was nicht sein darf!
Wie setzt sich das Endprodukt zusammen? Wie wirkt der Katalysator auf andere Lebewesen?
Stellungnahme der Redaktion
Sehr geehrter Herr Doerr,
vielen Dank für Ihre Nachfrage: Wie sich der Pilz auf andere Lebewesen auswirkt, darüber treffen die Forscher noch keine Aussage. Bislang handelt es sich um eine reine Laboranalyse, die noch nicht im Freiland untersucht wurde. Prinzipiell zerlegen diese Pilze den Ausgangsstoff aber zu Kohlendioxid, Stickoxiden und Wasser.
Deutschland vergibt seine Chancen, indem seine Bürger aus emotionaler Abneigung - häufig unter dem Deckmantel eines "Sicherheitsdenkens" - Technologien verdammen. Dabei haben breite Schichten wenig Grundkenntnisse, um die zur Diskussion stehenden Sachverhalte hinreichend beurteilen zu können. Selbst die Chance, an sich an "Tagen der offenen Tür" Kenntnisse zu verschaffen und Fragen zu stellen, wird nur in geringem Umfang genutzt. Stattdessen vertrauen sie lieber - mehr oder weniger - den Medien.
Der Wissenschaft vertraut man eher weniger, weil man zu ihr ein zwiespältiges Verhältnis hat. Einerseits zwar Respekt vor der wissenschaftlichen Leistung, aber auch Furcht, weil von Otto Normalbürger nicht zu verstehen. Die Medien machen ihrerseits aus dieser Situation das große Geschäft: Sie versehen halb Verstandenes mit einer reißerischen Überschrift und verkaufen es.
Und auf diese Art und Weise werden in der breiten Masse Grundhaltungen aufgebaut, die mehr von Halbwahrheiten und Emotionen, aber gerade nicht von Kenntnissen bestimmt sind. Und dann gibt es noch Politiker und Wahlen. Eine hervorragende Darstellung zu deren Rolle findet sich in ZRP 1/2006 S. 10 ff in dem Artikel "Die Wahlabhängigkeit der Politiker als Funktionsmangel der Demokratie" von Herr Prof. Dr. Dr. hc. W. Schmitt Glaeser. Diesem Artikel ist nichts hinzuzufügen, außer, dass so auch die so genannte "Energiewende" 2011 zustande gekommen ist.
Ich weiß ja nicht, und aus dem Artikel geht nicht hervor, ob das ohne weiteres auf menschliches Verhalten übertragbar ist.
Frage: Haben Frauen, die Kinder haben wollen müssen, weil sie "sonst nicht in den Himmel kommen" wenn sie mal sterben (wachset u. mehret euch sonst ... nicht ... Himmel), und wenig weibliche Hormone in ihrem Körper haben, weniger Pflegetrieb? Also ich als Mann fühlte mich glücklich bei der Pflege und Aufzucht meiner eigenen Kinder. In meiner Berufstätigkeit als Erzieher an einer Schule für körperlich und geistig behinderte Kinder und Jugendliche habe ich mich beim Windelwechsel sehr wenig, wenn überhaupt, glücklich gefühlt. Wo habe ich mehr weibliche Hormone in meinem Körper?
Diese Diskussion um Seinsmetaphysik versus Prozessmetaphysik ist sehr wichtig. Das Buch ist klar geschrieben. Bunge und Mahner vertreten eine Seinsmetaphysik, die von Dingen bzw. Objekten bzw. Teilchen als Grundsubstanz unseres Universums ausgeht. Die für die Quantentheorie wichtigen Begriffe der Verschränkung und der Dekohärenz werden hier nicht verhandelt. Diese experimentierbaren und gut gestützten Phänomene sind nur mit einer modernen Wellenvorstellung der Elementar-'Teilchen' in Einklang zu bringen. Aus diesen Gründen teilt die Mehrheit der Physiker die Auffassung von Bunge und Mahner nicht, sondern bevorzugt ihre kampferprobte Prozess-Sichtweise als relevante Beschreibungs- und vor allem Erklärungsebene. Grundsubstanz ist hier eher die Energie - und zwar bevorzugt die in Wellenform.
Zum Substanz-Begriff von Bunge und Mahner gibt es eine Kritik von mir: Norbert Hinterberger, "Aufklärung und Kritik", 3/2011.
Auszug: (...) Insbesondere die Tatsache, dass die Autoren (S. 21-23) selbst von intrinsischen und essentiellen Eigenschaften reden, die ein Ding erst zu dem machen, was es ist, macht den eben referierten Ausschluss der Eigenschaften aus den Entitäten auch pragmatisch sinnlos; logisch ist er ohnedies fragwürdig. Überdies wird eben auch die Energie zu einer bloßen Eigenschaft der Materie gemacht, ebenso wie die Masse. Zu diesem Zweck wird eigens E = mc^2 in sehr spezieller Weise interpretiert.
Auf S. 35f ist in diesem Zusammenhang die Rede von drei Missverständnissen", die offenbar sowohl Physikern als auch Philosophen angelastet werden:
"Missverständnis 1: Die Bezeichnungen ,Materialisation von Energie' bzw. ,Vernichtung von Materie' für die Bildung von Elektronenpaaren sind inkorrekt. Was ,vernichtet' wird, wenn ein Elektron-Positron-Paar in ein Photon transformiert wird, ist nicht etwa Materie, sondern Masse, welche eine Eigenschaft von Teilchen und Körpern ist, aber nicht von Photonen. Umgekehrt entsteht mit Masse ausgestattete Materie bei der Bildung von Elektronenpaaren. (Die beiden Seiten der Erhaltungsgleichung 2mc² = hv gelten nicht gleichzeitig: Die linke Seite gilt vor, die rechte nach der Annihilation.) Im Gegensatz zu Energie ist Masse eben keine universale Eigenschaft von Materie."
In Bezug auf die Photonen gehen die Autoren offenbar von der Ruhemasse aus, was natürlich unschlüssig ist, da Photonen nie in Ruhe sein können (die Ruhemasse ist eine rechnerische Idealisierung, die in der Natur nicht vorkommt). Der letzte Satz ist also falsch. B&M gehen hier davon aus, dass Bosonen keine Ruhe-Masse haben, und deshalb soll Masse im Gegensatz zur Energie keine universale Eigenschaft von Materie sein. Nun gelten zwar die Bosonen offiziell eben nicht als Materieteilchen, sondern als ,Boten'- bzw. Kraftteilchen. Aber die Stringtheoretiker weichen diesen recht künstlichen Unterschied gerade auf (mit ihren Energiefäden, die für beide in Anschlag gebracht werden, für Fermionen und Bosonen; in der Supersymmetrie können sie sich ohnedies ineinander umwandeln). Auch H. D. Zeh (nicht gerade als Freund der Stringtheorie bekannt) hält die Implikation der Autoren, dass Strahlung keine Materie sei, für unhaltbar. Im Übrigen, wer spricht denn von ,Vernichtung' angesichts der Energieerhaltung. Man spricht immer nur von Umwandlungen. Wenn ein Elektron-Positron-Paar in ein Photon transformiert wird, dann geht Materie - natürlich samt ihrer Masse - in Strahlungsenergie über, denn beides ist ja in Strahlungsenergie umgewandelt worden (wir sehen hinterher doch keine Materie mehr, die bloß von ihrer Masse befreit wäre, es sei denn, wir bezeichnen diese Strahlung einfach wieder als Materiestrahlung wie es viele Physiker auch tun, und die hat natürlich Masse bzw. Energie). Bei der Bildung von Elektronenpaaren läuft der umgekehrte Vorgang. Und die beiden Seiten der Erhaltungsgleichung dürfen dazu gar nicht gleichzeitig gelten. Das ist trivial. Man weiß also nicht, warum die Autoren das überhaupt erwähnen. Dieser Umstand ändert aber nichts daran, dass in beiden Fällen echte Energieäquivalente resultieren, die man kaum als bloße Eigenschaften von Materie bezeichnen kann. Sonst könnte man straffrei den Zirkel formulieren, das Eine sei bei diesem Hin und Her die Eigenschaft des jeweils anderen. So kann man Energie samt Masse als Entitäten verschwinden lassen. Es scheint aber im Gegenteil so, das Materie ohnedies nur eine andere Erscheinungsform der Energie ist - eben so etwas wie ,geronnene' Energie. Masse dürfte bei diesem Vorgang der grundlegende und nicht der abgeleitete Begriff sein, denn über Masse verfügt sowohl die Energie als auch die Materie, wie wir seit Einstein wissen (...)
Was geschieht, wenn nun dieser Pilz in die moderne industrialisierte Welt Einzug nimmt? Müssen wir uns dann um die Haltbarkeit vieler und wichtiger Produkte Sorgen machen?
Stellungnahme der Redaktion
Sehr geehrter Herr Achilles,
ich denke, da müssen wir uns keine Sorgen machen zumindest nicht in höheren Breiten: Der Pilz stammt aus den Tropen und dürfte frostige Temperaturen kaum vertragen. Wahrscheinlicher ist auch, dass die Enzyme des Pilzes chemisch nachgebaut und dann eingesetzt werden, statt den Pilz einfach freizusetzen.
Das was Herr Radicec erlebte, beschrieb bereits der sowjetische Schriftsteller Michail Scholochow in seinem 1930 erschienenen Roman "Neuland unterm Pflug": Im Zuge der Kollektivierung der Landwirtschaft wurde der Romanheld aus Petersburg in die Steppe am Don geschickt, um dort als Traktorist unermesslich große Felder zu pflügen. Abends vom Traktor gestiegen hatte er dann das Gefühl, dass die Erde unter ihm weggleitet, begleitet von Übelkeit und Kopfschmerzen - und das, obwohl er sich in seiner Unterkunft befand. Er hatte mehrere Wochen damit zu kämpfen... Eine ähnlich Empfindung hatte ich, als ich das erste Mal eine fast 1000 km lange Autofahrt hinter mir hatte - wenn ich nicht direkt auf den Fußboden schaute, kam es mir vor, dass sich der Boden unter mir wegbewegt. Das verging erst am nächsten Tag.
Wissenschaft oder Spekulation
07.02.2012, Ernst KloppenburgDieser Artikel ist aber eine Aneinanderreihung von Spekulationen und Vermutungen mit wenig wirklichem Gehalt. Die Wortwahl und Gedankenführung macht dies sehr deutlich, über den Inhalt braucht man sich da gar nicht zu streiten. Es ist ständig die Rede von "xx ist wohl yy", "abc wissen
wir nicht, aber ...", "es wäre denkbar, dass ..." und so weiter. Auch originell ist, dass explizit bemerkt wird (S. 26 rechte Spalte oben), dass Schlüsse von der Embryonalentwicklung auf die Evolution riskant seien, anschließend wird aber mehrfach genau damit "argumentiert".
Alles in allem hätte ich von "Spektrum der Wissenschaft" handfesteres erwartet. Es gibt andere Zeitschriften, in die dieser Artikel besser gepasst hätte.
Haben Sie herzlichen Dank für Ihren Leserbrief und die Kritik.
Allerdings muss ich Ihren Einwänden widersprechen.
Dieser Artikel zur frühen Augenevolution repräsentiert den Stand der Forschung, und der Inhalt ist ein wirklicher Erkenntnisfortschritt. Die Darstellung zeigt tatsächlich völlig neue Einsichten über die Anfänge dieser Organentwicklung. Wissenschaftler sind es gewohnt, solche von ihnen neu entdeckten Zusammenhänge vorsichtig zu formulieren. Im Ganzen ist der dargestellte hypothetische, jedoch von vielen Daten gestützte Entwicklungsstrang durchaus plausibel. Zurzeit dürfte es sich um die gründlichsten Studien auf dem Gebiet handeln.
Ich verstehe es, dass Sie als Leser lieber unverrückbare Daten hätten. Aber wissenschaftliches Arbeiten gewinnt nur schrittweise Erkenntnisse, und auch die dürfen dann nur als Thesen formuliert werden, denn der ganzen Fülle der Zusammenhänge wird man immer nur sehr langsam näher kommen. Vielleicht kennen Sie Schriften des Philosophen Karl Popper, der diesen Sachverhalt sehr gründlich durchdacht hat.
Andere an ein Laienpublikum gerichtete Wissenschaftsmagazine vermitteln nach meiner Erfahrung selten so neue Forschung. Oft werden lediglich etwas ältere Erkenntnisse zwar gut verständlich, aber darum (zu) grob vereinfacht zusammengestellt. Was schwierig zu vermitteln ist, wird gern weggelassen.
Der "Scientific American", von dem wir den Artikel übernahmen, und auch "Spektrum der Wissenschaft" haben aber den Anspruch, möglichst die neuesten wissenschaftlichen Entwicklungen vorzustellen. Die Themen und Wissenschaftlerautoren werden sorgfältig ausgewählt und die Solidität der Inhalte geprüft. Auch wir müssen natürlich Kompromisse eingehen, aber wir versuchen, den Stand der Diskussion in den wichtigsten Facetten wiederzugeben.
Licht-Turbo oder Veröffentlichungs-Turbo?
07.02.2012, Dr. Michael KommaBei näherem Hinsehen kamen mir noch mehr Bedenken. Es ist doch wohl eine Darstellung über dem Ort gemeint (oder wo könnte sich sonst ein Puls mit Gruppengeschwindigkeit bewegen)? Links steht aber "Frequenzbestandteile des Pulses". Sind also Schwingungen über der Zeit abgetragen? Nein, mit "Frequenz" ist die räumliche Frequenz (Wellenzahl) gemeint. Diese verkürzende Sprechweise mag im Labor der Optiker üblich sein, aber dann dürfte sich weiterhin keine "Einhüllende" direkt ergeben, sondern es müsste eine Welle mit einer zentralen Wellenzahl zu sehen sein (innerhalb einer gedachten Einhüllenden). Und weshalb stimmt in der Pulsmitte die Summe der Partialwellen nicht mit der gezeigten Resultierenden überein?
Des Rätsels Lösung: Der Autor hat eine zur Wellenzahl 0 symmetrische Gaußverteilung angenommen, aber nur Cosinuswellen für positive Wellenzahlen aufsummiert und das Ergebnis in verkleinertem Maßstab dargestellt (wie sich mit einem geeigneten Programm leicht nachvollziehen lässt).
Leider ist das nicht der einzige "Illustrationsfehler". Abbildung Seite 52:
a) Welche Phase ist nach oben aufgetragen? Oder sollte das der Brechungsindex sein?
b) Die Partialwellen der Abbildung von S. 51 werden einfach verschoben (zur Abwechslung über der Zeit). Keine Spur von Dispersion! Das Wesentliche wird also ausgeblendet.
c) Ganz abgesehen davon ist die Sprechweise "in der Zeit nach vorne/hinten" nicht ganz glücklich.
Auf Seite 53 haben dann auf einmal alle Partialwellen die gleiche Amplitude.
Nun ja, über die Qualität von Illustrationen kann man streiten. Aber auf Seite 51 steht rechts unten ein Satz, über den sich nicht streiten lässt:
"Auch wenn man Licht nicht als Welle auffasst, sondern als Teilchenstrahlung, lässt sich die Veränderlichkeit der Phasengeschwindigkeit in einem Medium verstehen. Die Atome absorbieren die Photonen, werden dadurch angeregt und strahlen ihrerseits wieder Photonen aus, dies allerdings zeitversetzt, was einer Verzögerung entspricht."
Weit außerhalb einer Resonanzlinie (und in diesem Kontext steht der Satz) gibt es keine Absorption von einzelnen Photonen, sondern die primäre Welle (also alle Photonen) erzeugen eine um 90 Grad phasenverschobene Streuwelle. Das lässt sich wohl auch quantisieren, aber nicht mit einem kurzen (und inkohärenten) "Stop and Go" einzelner Photonen.
Ein Lob der Langsamkeit für die Veröffentlichung weiterer Titelthemen!
Prof. Dr. Thomas Schneider, Autor des Beitrags, antwortet dem Leser:
Sehr geehrter Herr Dr. Komma, vielen Dank für Ihren Hinweis vom 28. Januar. Natürlich ist die Gruppengeschwindigkeit in einem Wellenleiter, wie z.B. einer Glasfaser, sehr viel kleiner als im Vakuum. Im Beitrag geht es um eine deutliche Verringerung und vor allem eine veränderbare Gruppengeschwindigkeit, aber ich denke das wird aus dem Text deutlich.
Nun zu Ihren Kommentaren vom 7. Februar:
Die Abbildung auf Seite 51 (rechts oben) ist eine bildhafte Darstellung der Fourieranalyse von periodischen (und auch nichtperiodischen) Signalen. Die Fourieranalyse zerlegt jegliche Signalform in eine Summe harmonischer Schwingungen. Diese Form der Untersuchung von Signalen ist seit 1822 bekannt (J.-B. J. Fourier, "Die analytische Theorie der Wärme"). Die Darstellungen eines Signals in Zeit- und Frequenzbereich in der Fouriertransformation basiert letztendlich auf diesem Umstand der Zerlegung. Das Signal selbst ist in der Abbildung nur im Basisband dargestellt. Natürlich wird ein solches Signal auf einen optischen Träger aufmoduliert, was innerhalb der Glasfaser auch zu Wellenpaketen führt. Jedoch ist es nicht möglich, ein solches Wellenpaket direkt bei der Trägerfrequenz (ca. 193,5 Terahertz) zu messen. Im Detektionsprozess wird das Signal in das Basisband herunter gemischt. Das Tiefpassverhalten des Detektors verhindert eine direkte Messung des optischen Trägers. Des Weiteren trägt die zusätzliche Betrachtung der genutzten Übertragungsfrequenz nicht zum besseren Verständnis des Sachverhalts bei, birgt keine neuen Erkenntnisse und wäre eher verwirrend für den Leser.
Eine Darstellung des Signals über dem Ort wäre zur Erklärung des Slow-Light Effektes nicht hilfreich, da die zeitliche Verzögerung des Signals interessiert. Damit ist der Zeitbereich zwingend erforderlich. Die Eigenschaften des Materials bzw. des Ortsraums gehen über den Wellenzahlvektor in die Phase des Signals ein. Auch wenn die Trägerwelle des Signals sich zeitlich und räumlich ausbreitet, so interessiert beim Signal selbst vorrangig die zeitliche Komponente, d.h. ein übertragenes Bit wird anhand seiner Dauer charakterisiert und nicht anhand der Wellenlänge, auf der es übertragen wird.
Die Betrachtung des Phasengangs eines Systems ist äquivalent zur Betrachtung des Verlaufs des Brechungsindex über der Frequenz. Diese Äquivalenz spiegelt sich in den Kramers-Kronig-Relationen wider, welche Absorption und Dispersion von kausalen Systemen miteinander verbinden. Zum vertiefenden Studium sei hier das Titchmarsch-Theorem genannt. Das heißt in kurzen Worten, dass der Brechungsindex die Ursache der Phasenverschiebung ist, was im Artikel auch eindeutig herausgestellt wurde. Im Slow-Light System wird eine starke künstliche Dispersion erzeugt, welche dann zur Verzögerung der Lichtpulse ausgenutzt wird. Ein linear über der Frequenz ansteigender (fallender) Brechungsindex ist notwendig, um ein Signal verzerrungsfrei zu verschieben (Abb. auf Seite 52). Diese Tatsache ergibt sich aber bereits aus den Regeln der Fouriertransformation, genauer dem Verschiebungssatz der Fouriertransformation. Aus der Systemtheorie wissen wir, dass der Phasengang eines Systems sich zum Phasenspektrum des Signals addiert. Je nachdem, wie der Anstieg des Phasenganges bzw. des Brechungsindexverlaufes des Slow-Light Systems konfiguriert ist, kommt es zu einer zeitlichen Verschiebung des Signals.
Ihre Kommentare zu Abb. 52:
Leider erschließt sich mir nicht, worin Sie einen Illustrationsfehler sehen, aber hier die Antworten im Einzelnen:
a) Aufgetragen ist die Phasenänderung über der Frequenz, eine solche Phasenänderung tritt durch eine Änderung des Brechungsindex auf, daher steht in der Abbildung beides, siehe Erklärung oben.
b) Das Verschieben der Partialwellen über der Zeit durch die lineare Phasenänderung folgt aus dem Verschiebungssatz der Fourier-Transformation, siehe oben. Die dafür nötige lineare Phasenänderung, die in der Abb. dargestellt ist, kann man mathematisch mit dem Verschiebungsfaktor beschreiben, oder technisch als Übertragungsfunktion eines idealen Laufzeitgliedes. Da Sie die Phasenänderung auch als Brechungsindexänderung sehen können, ist das Dispersion.
c) Die Richtung der Verschiebung in der Zeit hängt vom Vorzeichen des Exponenten des Verschiebungsfaktors ab.
d) Abb. S. 53: Hier haben alle drei Wellen annähernd die gleiche Amplitude, da es um die Phasenverschiebung geht und nicht um das Amplitudenverhältnis.
Ihr Kommentar zum Satz: „Auch wenn man Licht nicht als Welle …“:
Nehmen wir zunächst mal die klassische Betrachtung über die Maxwellgleichungen. Die Primärwelle erzeugt im Material eine Polarisation, diese Polarisation ist ihrerseits Ursache für Sekundärwellen die sich der Primärwelle überlagern und dadurch zu einer Veränderung der Phasengeschwindigkeit und der Wellenlänge führen. Beides abhängig vom Brechungsindex. Ist die Polarisation klein genug, so haben Primär- und Sekundärwellen im Medium dieselbe Frequenz. Wird sie größer, so treten – wenn die Symmetrie des Mediums es zulässt – Oberwellen auf, z.B. die zweite und dritte Harmonische der Primärwelle.
Im quantenmechanischen Bild sind die Valenzelektronen über die Coulomb-Kraft an den Atomrumpf gebunden. Die einfallende Lichtwelle führt nun zu einer elektrischen Kraft die die Valenzelektronen auslenkt und diese in einen angeregten Zustand bringt. Auf Grund der Energieerhaltung muss dazu das Photon vernichtet werden. Da der angeregte Zustand in einem transparenten Medium kein Energieniveau des Materials ist (weit entfernt von einer Resonanz), fällt das Atom annähernd instantan wieder zurück in seinen Grundzustand und sendet dabei ein Photon aus; auf Grund der Energieerhaltung bei derselben Frequenz wie das, welches vernichtet wurde.
Es können auch zwei Photonen gleichzeitig vernichtet werden. Dann sendet das Atom, auf Grund der Energieerhaltung, ein Photon mit der doppelten Frequenz bzw. halber Wellenlänge aus. Das ist die so genannte second harmonic generation. Werden drei Photonen vernichtet, so sendet das Atom ein Photon mit der dreifachen Frequenz aus (third harmonic generation) usw.
Durch parametrische Fluoreszenz (parametric down conversion) kann man auch das Umgekehrte machen, ein Photon wird vernichtet und das Atom sendet zwei Photonen halber Frequenz aus. Das benutzt man z.B. zur Herstellung verschränkter Photonen für Quanten-Experimente.
Vom Wesen der Vorurteile
07.02.2012, Michael KühnapfelDarmreinigung kann auch helfen
06.02.2012, Bernd BalkenholDanach hörten ihre Probleme ohne weitere Behandlung auf. Ich gehe davon aus, dass sich ihre "geschädigte" Darmflora nach der Reinigung wieder stabil aufbauen konnte.
Probleme bei bestimmten Mustern auf Tischdecken.
06.02.2012, Radicec HalecHomo sapiens: dümmer als vermutet?
06.02.2012, Friedrich WitteSehr geehrtes Redaktionsteam!
Im Allgemeinen sollte man wissen, was man denkt, bevor man schreibt, was man gemeint hat. Verwirrend ist, dass manche etwas schreiben, was sie zu wissen glauben, und sich nichts dabei denken. Wieder andere wissen nichts, behaupten aber, sie hätten sich dabei etwas gedacht, wenn sie etwas geschrieben haben. Am Schlimmsten sind jene, die das Gegenteil von dem glauben, was sie schreiben, meinen aber, sie wüssten, was sie gedacht haben.
Die Theologie reklamiert für sich rationales Denken und Wissenschaftlichkeit - trotz ihrer Bindung an die Religion schreibt Christian Tapp in Heft 1-2012. Praktisch hat der Rationalismus aber noch nie funktioniert. Rausch und Ratio sind zwei tödliche Feinde. Die Suche nach der Wahrheit ist eine hauptsächlich religiöse Sucht. Nur Theologen haben diese Sucht so rationalisiert, dass sie davon leben können. Eine alte Weisheit sagt, wer Glauben schenkt, ist ihn los. Manchmal sind Geschenke eine schöne Bescherung. Nur wer sich nichts schenkt, dem bietet die Natur alles. Die meisten und schlimmsten Übel, die der Mensch dem Menschen zugefügt hat, entsprangen dem felsenfesten Glauben an die Richtigkeit falscher Überzeugungen. Was eignet sich besser für eine moderne Überzeugung als eine zum Dauerzustand gewordene Lüge? Manche Theologen interessiert nicht das Thema, sondern nur die Interpretationshoheit.
Bibeltexte widerlegen keine Wissenschaft, schreibt Christian Tapp weiter. Selbst die neueste Bibel bleibt immer alt. Und die Bibel hat doch Recht! Wein läßt sich nicht nur aus Trauben gewinnen. Diejenigen, welche heute festlegen, was wissenschaftlich bewiesen ist, sind jene, über deren Unwissenheit man morgen schmunzeln wird. Eine Lehre, die weder auf wissenschaftlichen Gründen beruht, noch auf sichere und richtig gedeutete Erfahrungen sich stützt, kann auch nicht wissenschaftlich widerlegt werden. Wissenschaftliches Denken ist eine Methode zur Überprüfung von Vermutungen. Wenn ich vermute: »Im Kühlschrank könnte noch Bier sein ...«, und ich schaue nach, dann betreibe ich, banal gesagt, im Prinzip schon eine Vorform von Wissenschaft. In der Theologie dagegen werden Vermutungen in der Regel nicht überprüft. Wenn ich also nur behaupte: »Im Kühlschrank ist Bier«, bin ich Theologe. Wenn ich nachsehe, nichts finde, aber trotzdem behaupte: »Es ist Bier drin!«, dann bin ich Esoteriker. Theologen tun gerne so, als könnten sie Gott ins Notizbuch schauen. Woher nehmen sie eigentlich diese Anmaßung? Theologie ist die geistreiche Übersetzung des Unerklärlichen in das Unverständliche.
Menschen, die von Berufs wegen Recht behalten müssen, werden sich niemals freiwillig in die Fessel der Definition begeben. Konfessionelle Apologeten beanspruchen eine Art „Bildungsauftrag” und meinen, sie müssten die Leute nur religiös erziehen, dann ließen sie schon von ihren „Irrtümern” ab. Christian Tapp hat mir keine brauchbaren Erkenntnisse vermittelt. Gegen diese Theologie muss ich meine Werte verteidigen. Die da sind: Man hüte sich vor Wissenschaftlern, die die Weltformel suchen und von der Erdformel nichts wissen wollen. Verbildung und Irreleitung, Bildungsmangel und mangelndes Rechtsbewusstsein werden gedankenlos hingenommen, weil infolge eines versagenden Wertesystems nirgends mehr ein Halt geboten wird, der uns von Natur aus zusteht.
Es gibt zwei leidige Arten von Gläubigen: jene, die das Unfaßbare glauben, und jene, die glauben, der „Glaube” müsse verworfen und abgelöst werden durch die „wissenschaftliche Methode” (Max Born).
Selbstschöpfung ist der freieste Entscheid des einzelnen Menschen und kann Einklang mit dem Göttlichen im Einzelnen niemals geschaffen werden, wenn er am Gängelband eines anderen durch das Leben geht.
Den Wert von Theologen und Wissenschaftlern kann man erst ermitteln, wenn man sie aus der Fassung bringt. Das bunte Spektrum setzt sich aus vielen Farblosen zusammen. In ›Spektrum der Wissenschaft‹ vom März 2003 steht: „Homo sapiens: älter als vermutet!” Da haben sie noch was vergessen: und dümmer als vermutet! Wahrheit, die wir uns nicht leisten können, bekämpfen wir; sogar mit Gesetzen der Theologie. Sich dann auch noch verteidigen, heißt, stehen bleiben.
Mit freundlichen Grüßen
vom Seismografen des Friedrich Witte
Haltlose Vorwürfe, aber dennoch eine Bereicherung
06.02.2012, Prof. Dr. Wolfgang Kinzel, WürzburgUnsere Studentinnen und Studenten lernen, dass Physik keinen absoluten Wahrheitsanspruch hat, sondern auf Hypothesen beruht, die zwar experimentell äußerst gut bestätigt wurden, die jedoch immer wieder kritisch hinterfragt und gegebenenfalls erweitert oder sogar ersetzt werden müssen. In den Vorlesungen wird keinesfalls verschwiegen, dass Physiker trotz universeller Gesetze auf Näherungen angewiesen sind, um diese Gesetze auf komplexe Systeme anzuwenden. Schwierigkeiten mit der Interpretation und dem anschaulichen Verständnis der Quantenmechanik, mit der Herleitung der Statistischen Mechanik und ungelöste Problem werden offen angesprochen. Rothmans Vorwürfe zu Schmutz, Schwindel, Unredlichkeit, ja sogar Betrügereien bei der Vermittlung der Physik sind daher haltlos.
Selbstverständlich verwenden wir nicht den Großteil unserer Vorlesungen, um ungelöste Probleme zu diskutieren. Wir wollen unsere Studierenden dafür begeistern, dass es einen Teil unserer Natur gibt, für den wir eine Vielzahl von messbaren Phänomenen durch einige wenige mathematische Gesetze erklären können. Die Eigenschaften von Licht, Radiowellen und Röntgenstrahlung werden beispielsweise durch die Maxwell-Gleichungen erklärt. Das sind großartige Erkenntnisse, die schließlich zu wichtigen technischen Anwendungen geführt haben.
In der Relativitätstheorie und in der Quantenmechanik lernen Physikerinnen und Physiker, dass sie die Anschauung verlassen müssen, um mithilfe weniger grundlegender mathematischer Gesetze zahlreiche völlig unterschiedliche experimentelle Ergebnisse zu erklären. Solche Erkenntnisse führen ebenfalls zu wichtigen Anwendungen, beispielsweise zu den elektronischen Bauelementen.
Wir verschweigen aber auch nicht, dass die Physik (noch?) keine Lösung zu einem großen Teil unserer Natur liefert. Für die Biologie gibt es beispielsweise noch keine universelle quantitative Theorie. Und obwohl die Biophysik immer mehr zu diesen Fragen beitragen kann, darf durchaus bezweifelt werden, ob es die universelle Theorie des Lebens jemals geben wird.
Obwohl die harte Kritik von Tony Rothman für unser Physikstudium nicht zutrifft, hat sein Aufsatz an unserer Fakultät unter Studenten und Dozenten zu einer lebendigen Diskussion geführt. Brauchen wir mehr Erkenntnis- und Wissenschaftheorie im Physikstudium? Wird zuviel gerechnet und zuwenig verstanden? Müssen die Schwierigkeiten und Grenzen der Physik stärker betont werden? Sollen lösbare Probleme in den Übungen reduziert und mehr Wert auf Näherungs-Methoden gelegt werden? Solche Diskussionen sind ein erfreulicher Effekt des Aufsatzes von Rothman, der damit zur ständigen Verbesserung des Physikstudiums beiträgt.
Beeindruckendes Ergebnis
06.02.2012, Helga BischofMandel Lotterie Jackpot
05.02.2012, hennig.norbert@gmail.comendprodukt?
05.02.2012, Jan DoerrSehr geehrter Herr Doerr,
vielen Dank für Ihre Nachfrage: Wie sich der Pilz auf andere Lebewesen auswirkt, darüber treffen die Forscher noch keine Aussage. Bislang handelt es sich um eine reine Laboranalyse, die noch nicht im Freiland untersucht wurde. Prinzipiell zerlegen diese Pilze den Ausgangsstoff aber zu Kohlendioxid, Stickoxiden und Wasser.
Mit freundlichen Grüßen
Daniel Lingenhöhl
Einschätzung von Herrn Willmitzer wird geteilt
04.02.2012, Dr. J.GötzDer Wissenschaft vertraut man eher weniger, weil man zu ihr ein zwiespältiges Verhältnis hat. Einerseits zwar Respekt vor der wissenschaftlichen Leistung, aber auch Furcht, weil von Otto Normalbürger nicht zu verstehen. Die Medien machen ihrerseits aus dieser Situation das große Geschäft: Sie versehen halb Verstandenes mit einer reißerischen Überschrift und verkaufen es.
Und auf diese Art und Weise werden in der breiten Masse Grundhaltungen aufgebaut, die mehr von Halbwahrheiten und Emotionen, aber gerade nicht von Kenntnissen bestimmt sind. Und dann gibt es noch Politiker und Wahlen. Eine hervorragende Darstellung zu deren Rolle findet sich in ZRP 1/2006 S. 10 ff in dem Artikel "Die Wahlabhängigkeit der Politiker als Funktionsmangel der Demokratie" von Herr Prof. Dr. Dr. hc. W. Schmitt Glaeser. Diesem Artikel ist nichts hinzuzufügen, außer, dass so auch die so genannte "Energiewende" 2011 zustande gekommen ist.
Gene dirgieren Geschlechterrollen
04.02.2012, Hartl JohannFrage: Haben Frauen, die Kinder haben wollen müssen, weil sie "sonst nicht in den Himmel kommen" wenn sie mal sterben (wachset u. mehret euch sonst ... nicht ... Himmel), und wenig weibliche Hormone in ihrem Körper haben, weniger Pflegetrieb? Also ich als Mann fühlte mich glücklich bei der Pflege und Aufzucht meiner eigenen Kinder. In meiner Berufstätigkeit als Erzieher an einer Schule für körperlich und geistig behinderte Kinder und Jugendliche habe ich mich beim Windelwechsel sehr wenig, wenn überhaupt, glücklich gefühlt. Wo habe ich mehr weibliche Hormone in meinem Körper?
Die Substanzmetaphysik von Mario Bunge und Manfred Mahner
04.02.2012, Norbert Hinterberger, HamburgZum Substanz-Begriff von Bunge und Mahner gibt es eine Kritik von mir: Norbert Hinterberger, "Aufklärung und Kritik", 3/2011.
Auszug: (...) Insbesondere die Tatsache, dass die Autoren (S. 21-23) selbst von intrinsischen und essentiellen Eigenschaften reden, die ein Ding erst zu dem machen, was es ist, macht den eben referierten Ausschluss der Eigenschaften aus den Entitäten auch pragmatisch sinnlos; logisch ist er ohnedies fragwürdig.
Überdies wird eben auch die Energie zu einer bloßen Eigenschaft der Materie gemacht, ebenso wie die Masse. Zu diesem Zweck wird eigens E = mc^2 in sehr spezieller Weise interpretiert.
Auf S. 35f ist in diesem Zusammenhang die Rede von drei Missverständnissen", die offenbar sowohl Physikern als auch Philosophen angelastet werden:
"Missverständnis 1: Die Bezeichnungen ,Materialisation von Energie' bzw. ,Vernichtung von Materie' für die Bildung von Elektronenpaaren sind inkorrekt. Was ,vernichtet' wird, wenn ein Elektron-Positron-Paar in ein Photon transformiert wird, ist nicht etwa Materie, sondern Masse, welche eine Eigenschaft von Teilchen und Körpern ist, aber nicht von Photonen. Umgekehrt entsteht mit Masse ausgestattete Materie bei der Bildung von Elektronenpaaren. (Die beiden Seiten der Erhaltungsgleichung 2mc² = hv gelten nicht gleichzeitig: Die linke Seite gilt vor, die rechte nach der Annihilation.) Im Gegensatz zu Energie ist Masse eben keine universale Eigenschaft von Materie."
In Bezug auf die Photonen gehen die Autoren offenbar von der Ruhemasse aus, was natürlich unschlüssig ist, da Photonen nie in Ruhe sein können (die Ruhemasse ist eine rechnerische Idealisierung, die in der Natur nicht vorkommt). Der letzte Satz ist also falsch.
B&M gehen hier davon aus, dass Bosonen keine Ruhe-Masse haben, und deshalb soll Masse im Gegensatz zur Energie keine universale Eigenschaft von Materie sein. Nun gelten zwar die Bosonen offiziell eben nicht als Materieteilchen, sondern als ,Boten'- bzw. Kraftteilchen. Aber die Stringtheoretiker weichen diesen recht künstlichen Unterschied gerade auf (mit ihren Energiefäden, die für beide in Anschlag gebracht werden, für Fermionen und Bosonen; in der Supersymmetrie können sie sich ohnedies ineinander umwandeln). Auch H. D. Zeh (nicht gerade als Freund der Stringtheorie bekannt) hält die Implikation der Autoren, dass Strahlung keine Materie sei, für unhaltbar. Im Übrigen, wer spricht denn von ,Vernichtung' angesichts der Energieerhaltung. Man spricht immer nur von Umwandlungen. Wenn ein Elektron-Positron-Paar in ein Photon transformiert wird, dann geht Materie - natürlich samt ihrer Masse - in Strahlungsenergie über, denn beides ist ja in Strahlungsenergie umgewandelt worden (wir sehen hinterher doch keine Materie mehr, die bloß von ihrer Masse befreit wäre, es sei denn, wir bezeichnen diese Strahlung einfach wieder als Materiestrahlung wie es viele Physiker auch tun, und die hat natürlich Masse bzw. Energie). Bei der Bildung von Elektronenpaaren läuft der umgekehrte Vorgang. Und die beiden Seiten der Erhaltungsgleichung dürfen dazu gar nicht gleichzeitig gelten. Das ist trivial. Man weiß also nicht, warum die Autoren das überhaupt erwähnen. Dieser Umstand ändert aber nichts daran, dass in beiden Fällen echte Energieäquivalente resultieren, die man kaum als bloße Eigenschaften von Materie bezeichnen kann. Sonst könnte man straffrei den Zirkel formulieren, das Eine sei bei diesem Hin und Her die Eigenschaft des jeweils anderen. So kann man Energie samt Masse als Entitäten verschwinden lassen. Es scheint aber im Gegenteil so, das Materie ohnedies nur eine andere Erscheinungsform der Energie ist - eben so etwas wie ,geronnene' Energie. Masse dürfte bei diesem Vorgang der grundlegende und nicht der abgeleitete Begriff sein, denn über Masse verfügt sowohl die Energie als auch die Materie, wie wir seit Einstein wissen (...)
Pilzgefahr?
04.02.2012, Dietmar AchillesSehr geehrter Herr Achilles,
ich denke, da müssen wir uns keine Sorgen machen zumindest nicht in höheren Breiten: Der Pilz stammt aus den Tropen und dürfte frostige Temperaturen kaum vertragen. Wahrscheinlicher ist auch, dass die Enzyme des Pilzes chemisch nachgebaut und dann eingesetzt werden, statt den Pilz einfach freizusetzen.
Mit freundlichen Grüßen,
Daniel Lingenhöhl
Optische Täuschung auf dem Traktor
03.02.2012, Jürgen HartmannEine ähnlich Empfindung hatte ich, als ich das erste Mal eine fast 1000 km lange Autofahrt hinter mir hatte - wenn ich nicht direkt auf den Fußboden schaute, kam es mir vor, dass sich der Boden unter mir wegbewegt. Das verging erst am nächsten Tag.