<img class="sidebar" src="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f5/Einstein_1921_portrait2.jpg/220px-Einstein_1921_portrait2.jpg"><h1>Ist die Physik zum Stillstand gekommen?</h1><p>Auf die Frage, warum ich theoretische Physik studiert habe, würde ich jetzt nach einigem Überlegen antworten, daß ich Wissen erlangen wollte, das wichtig für die Menschheit ist. Der wissenschaftliche Fortschritt in der Neuzeit hat mit den Erkenntnisrevolutionen der Physik begonnen, unter anderem Newtons Mechanik oder Einsteins spezielle und allgemeine Relativitätstheorie. Welche wissenschaftliche Erkenntnis kann nicht größer sein als die der Physik, die unsere gegenwärtige Technologie so beeinflußt hat wie keine andere Wissenschaft ?Von der Elektrizität oder Dampfmaschine bis zur Atomkraft - alle heutigen Technologien bis auf die Genetik stehen im Zusammenhang mit physikalischen Erkenntnissen. Welche neuen Technologien wären mit neuen Erkenntnissen aus der Physik in Zukunft möglich ?<br>Im zwanzigsten Jahrhundert hat das Zeitalter der Raumfaht begonnen. In diesem Bereich sind neue Technologien wie neue Antriebssysteme äußerst nötig, da mit dem Raketenantrieb nur erdnahe Himmelskörper wie der Mond oder der Mars erreichbar sind, obwohl es bereits eine sehrgroße Schwierigkeit ist, den Mars mit menschlicher Besatzung überhaupt zu erreichen.</p> <h2>Einsteins Versuch</h2><p>Die Physik ist aber aus meiner Ansicht seit dem Ende des zwanzigsten Jahrhunderts an einen Stillstand angelangt. Der Versuch Einsteins einer vereinigten Feldtheorie, oder das Bestreben die Quantentheorie mit der allgemeinen Relativitätstheorie zu vereinen, ist ihm mißglückt. Auch dasgroße Genie ist an dieser Aufgabe gescheitert. Zudem stand Einstein während dieser Zeit mit seinem Versuch ziemlich alleine da, da der Trendeher in die Teilchenphysik und der Quantenfeldtheorie wies. Nach der Formulierung des Standardmodells der Teilchenphysik ging der Trend wieder in Richtung vereinigte Feldtheorie, wobei theoretische Physiker die allgemeine Relativitätstheorie Einsteins in die Theorie der heutigen Teilchenphysik einbeziehen wollen.</p> <h2>Keine geeignete Weltanschauung</h2><p>Nach meiner Meinung hat die Teilchentheorie jedoch nicht wirklich zu neuen Vorstellungswelten wie die Mechanik Newtons oder die allgemeine RelativitätstheorieEinsteins beigetragen. Sie beruht vor allem auf der mathematischen Gruppentheorie, und bezieht von ihr abstrakte Modelle wie den Higgs-Mechanismus, die auf die Quantenfeldtheorie übertragen werden. Insofern bleibt die Quantentheorie nach wie vor die beherrschende Vorstellungswelt, die die Teilchenphysikumfasst als allgemeine Theorie umfasst. Die Teilchenphysik ist nach der heutigen Entwicklung nur innerhalb der Quantenphysik denkbarund innerhalb der Regeln und Postulate der Quantenphysik formuliert. Einstein, der zwar viele wichtige Beiträge zur Quantentheorie gemacht hatte, war jedoch auch einerihrer größten Kritiker. Schließlich sind die philosophischen Ansätze der Quantentheorie sehr schwer mit unserer intuitiven Auffassung von Realität vereinbar, und ihre Regeln und Postulate werden nur blind auf Kalkulationen im Atom- oder Molekülbereich angewendet, da sie die korrekten Ergebnisse liefern, die von Experimenten bestätigt werden. Man könnte sagen, daß die Postulate der Quantenmechanik, die den größeren Zusammenhang der Theorie herstellen und die einzelnen Phänomene der Quantentheorie verbinden, keinen guten Ansatz für eine neue Vorstellungswelt bieten. Mit einer Vorstellungswelt meine ich eine Ansicht wie Realität gesehen und erklärt wird, ob mechanisch wie bei Newton oder nach der allgemeinen Relativitätstheorie Einsteins. Um das zu veranschaulichen, werde ich hier mehr auf die Quantentheorie eingehen. </p> <h2>Quantentheorie vereinfacht erklärt</h2><p>Die Quantentheorie nach Schrödingers Ansatz beruht auf einer quantenmechanischen Welle, die ein Teilchensystem oder ein Teilchen beschreibt, und sich nach Schrödingers Wellengleichung verhält. Die Eigenschaften des Teilchensystems oder des Teilchens sind durch verschiedene Variablen gegeben, wobei die Funktion dieser Variabeln die quantenmechanische Welle ist. Nach den Gesetzen der Quantenmechanik entwickelt sich das System der Teilchen in Abhängigkeit von der Zeit nach Schrödingers Gleichung bis eine Messung durchgeführt wird. Dann kollabiert die Welle, wenn ein Beobachter eine Messung durchführt, und die Wahrscheinlichkeiten, daß die Variabeln des Systems bestimmte Meßergebnisse liefern, werden berechnet.Der Kollaps der Wellenfunktion ist weder ein naturwissenschaftlicher noch ein mathematischer Prozess - er ist eine metaphysische Gegebenheit der Messung, die ein Beobachter vornimmt. Somit ist der "reale" Zustand eines Teilchens oder eines Moleküls nicht unabhängig von der Messung des Beobachters, und der tatsächtliche Zustand ergibt sich erst durch die Messung. Der Zustand des Teilchens zuvor kann aus vielenÜberlagerungen mehrerer Einzelzustände bestehen, der sogenannten Superposition.Dabei kann man sich die quantenmechanische Welle nach der Kopenhagen Interpretation nicht als etwas Materielles wie eine mechanische Welle beschreiben. Die quantenmechanische Welle ist eher eine mathematischeEntität, die als Funktion der einzelnen Variabeln des Systems dient.</p> <h2>Probleme der Quantentheorie und der theoretischen Physik</h2><p>Zwar ist es nur ein kleiner Ansatz einer Erklärung über die Grundzüge der Quantenmechanik, jedoch wird, wie ich hoffe, deutlich, daß die Quantentheorie kein anschauliches Weltbild bietet, sondern noch stark in der Metaphysik verankert ist, und von einer philosophischen Haltung über die Realität und die Realität einer Messung abhängt. Jedoch ist sie der allgemeingültige Ansatz oder besser gesagt die bis heute gültige Theorie für die Erklärung aller Phänomene, die sich kleiner als auf der Ebene von Molekülen abspielen.Allerdings werden Kritiker der Quantentheorie mundtot gemacht, indem sie als unseriös vom wissenschaftlichen Establishment dargestellt werden.Das ist meiner Ansicht schade, da eine Diskussion über die Quantentheorie durchaus für die Wissenschaft befruchtend sein kann, wie es sich in den Diskussionen zwischen Nils Bohr und Einstein gezeigt hat.Eine lebhafte Diskussion ist in den vergangenen Jahrzehnten seit Einstein zum Erliegen gekommen. </p><p>Bis heute drängt sich die Frage auf wie die Quantentheorie als allgemeines Weltbild dienen kann, um die Realität über der molekularen und atomaren Ebene hinaus zu beschreiben. In diesem Versuch werden auch die Gesetze der allgemeinen Relativitätstheorie hinzugenommen. Dieses Forschungsfeld wird als Quantengravitation bezeichnnet, undist in dieser Zeit zum Hauptgebiet der theoretischen Physik geworden. Somit widmen sich Wissenschaftler nach der Weiterentwicklung der Quantenphysik durch die Quantenfeldtheorie und Eichtheorien der Teilchenphysik wieder den großen Fragen, denen auch Einstein nachgegangen war. Dabei hat die Stringtheorie unter allen anderen Quantengravitationstheorien die meisten Anhänger, und ist der am meisten verfolgte Ansatz um Fortschritte in diesemGebiet zu erzielen. Dabei beruht die Stringtheorie wieder auf der Quantenmechanik, wobei einige Formalismen der allgemeinen Relativitätstheorie eingebunden werde. Wieder wird die Gruppentheorie, z.B. die Poincare Gruppe angewendet.</p><p>Allerdings ist die Stringtheorie und mit ihr das gesamte Feld der Quantengravitation aus meiner Sicht trotz oder vielleicht auch wegen der mathematischen Komplexität zu einem Stillstand gekommen. So ergeben sich nach der Stringtheorie bis zu 10 reale Dimensionen, die aber nicht wahrnehmbar sind aufgrund mathematisch-physikalischer Erklärungsversuche wie Compactification, oder weil sie zu klein sind. Die Stringtheorie macht wenige messbare Aussagen, die experimentellbestätigt werden können. Auch andere Theorien der Quantengravitation, die einen abstrakten Spin-Foam postulieren, sind weit von realen Experimenten oder sogar einer weltbildlichen Interpretation entfernt.Es werden zwar viele Publikationen in diesem Gebiet gemacht, aber diese verbleiben nur innerhalb der Theorie, und die erzielten Fortschritte sind inkremental.So wird größtenteils mathematische Forschung auf diesem Gebiet betrieben, und keine neuen physikalischen Erkenntnisse erzielt.</p> <p>Ein anderes Problem, das ich in der Physik heute sehe, ist, daß die Physik sich immer mehr in verschiedene Spezialbereiche aufgeteilt hat. Es gibt viele Teilbereiche in der Physik, die neue Details aber keine großen neuen Erkenntnisse liefern. Die theoretische Physik aber, die in der Vergangenheit für die großen Erkenntnisse zuständig war, verirrt sich in mathematischen Sätzen und mathematischer Logik. Somit ist das Gebiet der Physik im 21. Jahrhundert äußerst unfruchtbar geworden.</p>
<p>© 2016 Zauberlehrling<p></div>
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