Tractatus

Thesen zur Kontinuums-Ontologie

Du betonst nun ganz richtig, daß die vollständige Beschreibung nicht auf den Begriff der Beschleunigung aufgebaut werden kann und — wie mir scheint — ebensowenig auf den Teilchenbegriff. Es bleibt also von unserem Handwerkzeug nur der Feldbegriff übrig; aber der Teufel weiß, ob dieser standhalten wird. Ich denke, es lohnt sich, an diesem, d. h. am Kontinuum festzuhalten, solang man keine wirklich stichhaltigen Gründe dagegen hat.

Einstein an Schrödinger, 1950

Dieses Traktat macht sich auf die Suche nach dem Kontinuum als Alternative zu einer Teilchen-Ontologie, wie es Einstein wünschte. Es soll lediglich meine Gedanken teilen, wie sich einige Probleme aktuellen Physik aus dem Blickwinkel einer Kontinuums-Ontologie darstellen könnten.

Mir scheint, dass es nach de Broglie ungeklärt blieb, welche Natur die Materiewelle hat.  Es hatte sich eine Wahrheit der Natur gelichtet, welche leider durch Max Born, Bohr und Heisenberg wieder verdeckt wurde.

Die Aussagen sind rein deduktiv zu verstehen, sie beschreiben eine Ziel, welche Aussagensysteme ich für rational, philosophische befriedigend empfinden würde, während die aktuellen Aussagensysteme mit Kollaps und vielen anderen Brüchen zur Rationalität aus meiner Sicht in eine Sackgasse führen. Die passende Mathematik dazu zu finden, bleibt für die Akademie als Aufgabe.

Diese Sackgasse ist manchmal nicht nur rein philosophischer Natur, sondern sogar von praktischer Relevanz. So wird die Utopie verfolgt, mit einem Quantencomputer die real gedeutete Existenz von Elektronen in einer „Wahrscheinlichkeitswolke“ technisch so nutzen zu können, dass hier Rechenoperationen diesen Elektronen im „Schwebezustand“ übertragen werden. Da die Elketronen echt physikalisch nicht festgelegt seien, müssten sie in der Lage sein, instantan alle möglichen Rechenergebnisse zu „kennen“ und müssten zum Schluss „nur noch“ dazu „gezwungen“ werden, das gewünschte Rechenergebnis preis zu geben. Hier kommt wieder der „Kollaps“ ins Spiel, den Anfang des Konzepts kann man wohl über Aussagen einer „Viele-Welten-Theorie“ am besten nachvollziehen.

  1. Der Lösungsansatz von Anaximenes gestattet es, in ein Kontinuum (Apeiron = ein Medium, welches sich durch seine Kontinuierlichkeit auszeichnet, in seinem Inneren keine Grenze zu kennen) physikalisch Gestalten zu bringen, indem das Medium dichtere und dünnere Zonen besitzt (ggf. abgeschwächt als Intensität eines Feldes zu beschreiben). Diese Gestalten bewegen sich im an sich unbewegten Medium (vgl. das „Sein“). Diese Gestalten sind sozusagen Konzentrationen des Mediums.
    (Aristoteles wendet sich ebenfalls gegen eine Teilbarkeit bis zu einem letzten Punkt und setzt ein Kontinuum ins Zentrum. – Vermutlich denken Leukipp und Demokrit auch nur, dass kleinstes Seiendes eine praktisch unstörbare Permanenz hat, während die Bereiche des Seins, welche nicht als Seiendes in Erscheinung treten, als Leere betrachtet werden können. Das Leere ist aber Teil des Seins und nicht etwa Nichts, zwischen dem Seienden und dem Nicht-Seienden gibt es keine echte Grenze (Apeiron), in gewisser Weise bleibt der Satz des Parmenides somit auch bei Leukipp gültig: Seiendes grenzt an Seiendes.)
  2. Diese Sichtweise auf die Natur der Dinge ist verschüttet worden. Eine solche Kontinuums-Ontologie kennt man heute kaum noch. Nur in den Formen, welche heute gern ins Lächerliche gezogen werden: Gott sei das große Eine, das Absolute (Hegel) oder auch das Denken eines (Raum-)Äthers. Lächerlich insbesondere dann, wenn die Stichworte Geist und Seele eingewoben werden, das Verbundensein des persönlichen Ich mit dem Einen. Gemeinsam bleibt dennoch das Thema des Parmenides:  Das einzelne Seiende ist eine Illusion, die innere Wirklichkeit ist das unbewegliche Sein.
    2.0232 Beiläufig gesprochen: Die Gegenstände sind farblos.
  3. Es gibt dennoch Physiker und Wissenschaftler, welche auch zu dem Schluss gekommen sind, nämlich über die Diskussion eines nicht-euklidischen Raums. Nach Einstein, Weyl und Schrödinger wird über das Konzept Einheitliche Feldtheorie eine Welt ohne Teilchen gedacht, in welchen Intensitäten eines Feldes eine Gestalt (Struktur) bilden, welche sich im Feld mit einer Permanenz bewegt. Ein Gravitations- bzw. ein Materiefeld. Anfangs noch getrennt gedacht, später erkannt, dass beides zusammen gedacht werden kann.
    (Die Frage der Einheitlichen Feldtheorie war hingegen, in welcher Weise ein elektromagnetisches Feld an dieses Materiefeld gekoppelt werden kann. Die Antwort Schrödingers: Mathematische Transformationsgesetze, welcher unter dem Begriff Affinität in der Tensor-Analysis bekannt sind, beschreiben dieses Abhängigkeitsverhältnis.)
  4. Welle-Teilchen-Dualismus: Erwähnt werden muss, dass de Broglie und Schrödinger in den Anfängen des Denkens über die Materiewellen sich nicht lösen konnten von der Existenz von Teilchen, damals auch gern Korpuskeln genannt. De Broglies Einführung einer Materiewelle baute explizit auf dem Denken des Welle-Teilchen-Dualismus nach Einstein auf, also der Existenzform eines Photons. Sein Gedanke war, diese Existenzform zu verallgemeinern. Popper nahm das Denken eines reinen Wellenkonzeptes zur Kenntnis, diskutiert es aber (ohne Not) nicht eingehend und schreibt in einer Fußnote, dass er selbst dem Teilchenmodell eines Demokrit treu bleiben mag.
    Kritiker des Atom-Modells waren bekannt, beispielsweise hatte Mach durchaus einen immensen Einfluss in dieser Diskussion. Aber man war noch nicht so weit, sich die Natur eines Atoms wie eine Dichte-Gestalt in einem Feld zu denken. Diese Ideen konnten erst mit der Allgemeinen Relativitätstheorie in den Bereich des Möglichen gelangen. Daher bitte nicht zu sehr an den Aussagen de Broglies und Schrödingers in der Anfangszeit wortwörtlich verhaftet bleiben und die Theorie nach ihren ersten Schritten nach 1926 streng beurteilen. Auch auf diesem Weg musste man sich noch empor irren!
    Ob Schrödinger das Denken von Teilchen ganz aufgeben konnte, kann ich leider nicht ganz beschwören, das ist noch ein Teil meines weiterführenden Interesses.
    Die ersten Ansätze sprechen noch von Teilchen auf wellenförmigen Bahnen, auch bei Schrödinger. Allenfalls bringt man schon als Alterntive ein „Wellenpaket“ ins Spiel, welches dann aber wieder als Paket um den Kern kreist. Weiterhin wird immer kritisiert, Schrödinger habe nicht die relativistische, vierdimensionale Gleichung vorgelegt, daher könne die ganze Theorie schon als unwahr abgetan werden. Richtig ist, dass Schrödinger zuerst an der relativistischen Wellengleichung arbeitete, es zu schwierig wurde, daher aber als erster Zwischenstand eine Wellengleichung ohne die relativistische Form vorgelegt wurde.
  5. Hindernis 1: Planck’sches Wirkungsquantum.
    Es gilt heute als Grundannahme in der Physik, Energie kenne eine kleinste, unteilbare Größe, manifestiert in einer kleinsten Wellenlänge. Daher müsse man die Welt aufgebaut in kleinsten Energie-Paketen denken, den Quanten. Diese Grundannahme verwerfe damit explizit ein Kontinuums-Denken schon auf Ebene der Energie.
    Aber tatsächlich geht es wohl um weniger, vermute ich. Es ist nur ein Hindernis für diejenigen, welche wie Ostwald und Einstein Energie als metaphysische Substanz denken mögen. Es geht aber nur um das kleinste Maß, Energie in Form von elektromagnetischen Wellen abzugeben und aufzunehmen. Das Erzeugen einer elektromagnetischen Welle ist dabei gar nicht wirklich geklärt. Beispielsweise erklärt ein „Quantensprung“ das Phänomen nicht, wie das Elektron-Teilchen auf das elektromagnetische Feld Wirkung ausübt. Schrödingers Materiewellen hingegen leben vom Gedanken an stehende Wellen. Die Elektronen können manifestiert als diese Schwingungs-Gestalten verstanden werden. Der Wechsel der Schwingungsgestalt kann einen Stoß im gleichen Medium auslösen, das ist dann die elektromagnetische Schwingung, ausgelöst vom Zustandswechsel der stehenden Welle. Kommt ein solcher Stoß bei der stehenden Welle einer weiteren Elektronenhülle eines anderen Atoms an, so kann dieser Stoß den Schwingungszustand ändern. Das erklärt auch die Erkenntnis Einsteins, dass es nicht auf die Intensität der elektromagnetischen Schwingung ankommt, sondern auf die richtige Frequenz, um absorbierbar zu sein.
  6. Hindernis 2: Heisenberg’sche Unbestimmtheitsrelation
    Die Unbestimmtheitsrelation bezieht sich auf Teilchen. Der Blick auf Dichte-Gestalten (oder auch Gestalten von Feld-Intensitäten) hat nur Sinn, wenn das Raumgebiet nicht zu klein gewählt wird. Oftmals wird die Unbestimmtheitsrelation auch mit dem Hinweis auf die Gestalt einer Welle erläutert: Bestimmt man den Ort eines Teilchens zu genau, geht die Information über die Welle verloren. Aber Heisenberg ging es auch darum, der kleinsten Wellenlänge (Planck) einen besonderen Platz in seiner Theorie einzuräumen, schon auf Basis dieser kleinesten Wellenlänge die Möglichkeit einer von Kritikern erstrebten, exakten Bestimmtheit das Wasser abzugraben.
  7. Hindernis 3: Die Raumzeit ist nur ein nicht-euklidisches, geometrischen Konstrukt mit Zeit als ontologisch schwer einzubeziehende Messgröße  
    Die Grundidee der Verdichtung erlaubt es ggf., Zeit-Aussagen darauf zurückzuführen, dass in den Dichte-Zonen für Schwingungen andere Längen zu berücksichtigen sind. Das klingt vermutlich nicht nur zufällig nach dem Begriff Längenkontraktion, wobei hier allerdings von mir „zusätzliche Dichtetäler“ gemeint sind, welche eine elektromagnetische Welle zu durchqueren hat.
    Das Entfernen der Zeit als vierte Dimension würde das Denken „physikalischer“ machen, weil nun wieder eine Materie „monistisch“ im Zentrum stehen kann. Die Zeit neben den drei Raumdimensionen bildet eine Art Dualismus, da hilft es auch nichts, deren Verschmelzen zu einer Einheit zu propagieren.
    Ich bin überzeugt, Einstein wäre dankbar für diese Wendung gewesen, wirklich geschmeckt wird es ihm gar nicht haben. Er unterstützte beispielsweise Kaluza, einen Ansatz zu einer fünfdimensionalen
    Mit dem Entfernen der Zeit als vierte Dimension fällt auch endlich das leidige Thema Zeitreisen (Hawking) weg, welches sich durch Sprachspiele rund um das Thema Zeit nährt.
  8. Problemlösungspotential 1: Energiequanten
    Nur ein Problem des Energieaustauschs, nicht ein ontologisches Teilchen-Konzept aus Energie-Paketen.
  9. Problemlösungspotential 2: Leerheit zwischen Elektron und Kern 
    Im Denken des Elektrons als Schwingungszustand um den Kern (stehende Welle), wirft keine Frage nach der leeren Zone zwischen Kern und Bahn der Elektronen auf. („Reiskorn im Mittelpunkt eines Fußballstadions.“)
  10. Problemlösungspotential 3: Stabilität des Atoms
    Im Gegensatz zu Bahnen um einen Kern ist hier nur ein Schwingen des ganzen Atom-Gebildes zu denken.
  11. Problemlösungspotential 4: Quantenmechanisches Weltbild mit Zufall als besonderen Akteur
  12. Problemlösungspotential 5: Massen
    Eine Verdichtung der Raumzeit auf Größenordnung eines Atoms, kann mit Masse gleichgesetzt werden. Licht schwingt zwischen Verdichtung und Verdünnung des Mediums. Eine oszillierende Schwingung zwischen verschiedenen Schwingungsformen (Neutrino) ist ebenfalls denkbar.
  13. Problemlösungspotential 6: Zeit
    Zeit war schon immer das gedankliche Hindernis, sich die Vierdimensionalität Einsteins (Lorentz, Poincaré) zu nähern. Mit der Allgemeinen Relativitätstheorie wandelt sich das Problem auch dahin, die unterschiedlich langen Wegstrecken in einem nichteuklidichen Raum zu betrachten. Mein Vorschlag ist, von diesem nichteuklidichen Raum die unterschiedlichen Raumstrecken als Ursache der Zeit-Effekte anzusetzen, also die Aussagen der SRT unter Rücksicht auf den neueren Blickwinkel der ART besser zu formulieren:
    Das Licht habe eine konstante Geschwindigkeit, muss aber sozusagen Raumtäler zusätzlich durchdringen. Oder im Fall GPS: Das Licht kommt aus einem weniger dichteren Raumgebiet im Orbit der Satelliten und muss zur dichteren Raum-Region der Erdoberfläche vordringen. Dies mache den Unterschied zu einer Messung aus, welche für Lichtsignale parallel zur Erdoberfläche zu messen sind (das Michelson-Morley-Experiment misst in einem gleichen Raumdichte-Gebiet).
  14. Problemlösungspotential 7: Spin
    Neben den oszillierenden Schwingungsgestalten wäre auch eine Schwingung denkbar, in welcher eine Verdichtung mit Verdrehung und anschließende Auflösung der Verdrillung stattfindet. Bildlich eine strudelartige Gestalt mit anschließender Umkehrung zur „Entspannung“. Aber letztendlich sollte man auf Basis der Tensor-Analysen von Schrödinger noch einmal prüfen, inwiefern Zeeman- und Stark-Effekte hier einen anderen Lösungsansatz als einen Spin finden. Die vierte Abhandlung in den Annalen der Physik von Schrödinger war im Übrigen dem Stark-Effekt gewidmet.
  15. Problemlösungspotential 8: Antimaterie
    Meines Erachtens einem übertriebenen Streben nach Symmetrien geschuldet. (Pythagoras: Einer „Gegenerde“ muss Existenz eingeräumt werden, weil die Mathematik dann perfekt wäre.) Prinzipiell sollte Masse als Dichte eines Gravitationsfeldes verstanden werden (siehe 12.). Nicht auszuschließen, dass sich das Verhältnis auch umkehren lässt, man also Gestalten einer Überdehung finden lassen. Das sollte aber nicht die Phantasie anheißen, einer Antimaterie-Welt eine besondere Existenz einzuräumen.
    Wurde wirklich mehr als nur das Gegenteil des Verhaltens eines „normalen“ Elektrons beobachtet? In Teilchenbeschleunigern?
  16. Problemlösungspotential 9: Virtuelle Teilchen
    Ein ähnliches Phantasie-Konstrukt, geboren aus den Interpreationen eines Welle-Teilchen-Dualismus als Wahrscheinlichkeitswelle. Dann müsse man im leeren Raum auch Platz für spontane Teilchen-Existenzen einführen („Creatio ex theoria“, Axel Stöcker).
    Ein Beweis sei der Casimir-Effekt. Die Betrachtung der Feld-Intensitäten erklärt den Casimir-Effekt viel einfacher, wenn die Platten so nah aneinander sind, dass die Bereiche der Elektronenhüllen einen Einfluss aufeinander wirkkräftig messbar werden lassen. Hier sei an die Wirkungsweise eines Rastertunnelmikroskops erinnert.
  17. Problemlösungspotential 10: Expandierendes Universum
    Der Weg zur Verdichtung widerspricht dem Entropiegesetz. Eine permanente Auflösung von Verdichtung nicht. Jedes Atom kann als lokales Dichte-Gestalt betrachtet werden, welche sich in einem sehr langsamen Auflösungs- bzw. Entspannung- oder Entfaltungsprozess befindet. Der Effekt ist dann, dass in einer dreidimensionalen Betrachtung der Welt neuer Raum entsteht. Aber alles war schon immer da, nur komprimierter. Ohne Teilchen auch kein anschaulich Problem, alles immer dichtern aneinander rutschen zu lassen, wenn man den Weg rückwärts bedenkt. Ein Urknall ist in diesem Modell nicht notwendig. Ein Blick in die Vergangenheit entspricht einem Blick in eine kompaktere Welt, also mit höherer Gravitation. Vielleicht löst dieser Blick auf das Problem auch schon die aktuelle Diskussion über „fehlende Massen“ in Form von „Dunkler Materie“ als Scheinproblem auf. Alternative: Die Schwingungen des Mediums sind gestoppt, dann ist dieser Teil des Universums dunkel. Der Ursprung der Schwingung und die Stabilität der Schwingung in der leuchtenden Materie ist sowieso dem Gedanken ähnlich: Warum existiert eigentlich etwas und nicht vielmehr nichts.
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