Metaphysisch-ontologische Spekulationen und darüber hinaus //2081

Gelegentlich hatte ich Formulierungen benutzt, wie „unveränderliche“ oder „ewige Naturgesetze“.
Die Frage ist jetzt, inwieweit Naturgesetze tatsächlich „unveränderlich“ oder „ewig“ sind. Was war „vor“ dem Urknall? Gibt es noch andere Universen, in denen möglicherweise ganz andere naturgesetzliche Zusammenhänge gelten?
Die Fragestellung geht weit über unsere Physik hinaus. Auch die Philosophie kann da keine Antworten liefern. Aber ein wenig 42-eske Spekulation kann man schon machen.

Wie in diesem Blog bereits mehrfach erwähnt, beschreiben das Standardmodell und die Relativitätstheorie das uns zugängliche Universum sehr gut. Man muss sich aber immer vor Augen führen, dass dies nur mathematische Annäherungen an die Natur sind, ohne tiefere Wahrheit.
Mit Naturgesetzen meine ich hier das tatsächliche Verhalten der Natur, und nicht nur unseren menschlich-beschränkten Versuch, die Natur mit der Sprache der Mathematik zu beschreiben.

In unserem Universum scheint es feste Konstanten für die Lichtgeschwindigkeit, das Planck’sche Wirkungsquantum und die Gravitationskonstante zu geben. Sind deren Werte wirklich über alle Zeiten und an jedem Ort konstant? Es ist nicht völlig auszuschließen, dass diese Werte sich im Laufe der Lebensdauer des Universums leicht verändert haben.
Sind Universen denkbar, in denen diese Konstanten völlig andere Werte haben, oder in denen sie sogar ganz bedeutungslos, bzw. überhaupt nicht anwendbar sind?
Was ist mit anderen Konstanten wie der Elementarladung? Oder gar den Massen der Elementarteilchen? Können wir uns einen Kosmos mit völlig anderen Wechselwirkungsarten und einem anderen Teilchenzoo vorstellen? Eine völlig andere, nicht mit der unserigen vergleichbare Materie? Ist das dann überhaupt „Materie“?

Welche grundlegenden Konzepte sind wirklich so universell, dass sie in jedem Kosmos gelten müssen?
Wie gesagt – alles nur Spekulation – aber ich gehe davon aus, dass es auch in jedem anderen Universum Zahlen geben muss, so dass 1 + 1 = 10 gilt. Ein rechter Winkel ist ein rechter Winkel (im Sinne von Skalarprodukt orthogonaler Vektoren gleich null). Die Mathematik hat ja nichts mit der Natur zu tun, sondern existiert m.E. unabhängig davon. Ihre Notationen und Konventionen sind ein menschengemachtes Konstrukt, optimiert dafür, unsere Naturwahrnehmung beschreiben zu können. Diese äußere Form mag in anderen Zivilisationen oder gar anderen Universen völlig anders und für uns nicht nachvollziehbar sein, mathematische Logik jedoch gilt (nach meiner Überzeugung) generell.
Topologische und statistische Gegebenheiten erzwingen gewisses Verhalten. Einen Maxwell’schen Dämon wird es also auch in anderen Universen nicht geben können.
Sind Symmetrien ein allgemeines Konzept? Ich glaube schon. Dadurch würde es aufgrund des Noether-Theorems auch in anderen Universen Erhaltungsgrößen geben, die jedoch nicht mit den uns bekannten Erhaltungsgrößen vergleichbar sein müssen.
Schon beim Hamilton’schen Prinzip (das besagt, dass physikalische Wirkungen dazu tendieren extremal zu werden) bin ich mir nicht mehr sicher.

Gibt es in einem anderen Kosmos so etwas wie Zeit und Raum? Oder ist uns das Raum-Zeit-Kontinuum nur deshalb vertraut, weil es eben in unserem Kosmos so ist, wie es ist. Eine Art erweitertes Anthropisches Prinzip. Andererseits – ohne Zeit könnte es doch gar keine Veränderung geben. Außer einem statischen, leeren Irgendwas (eine Art Vakuum ohne Quantenfluktuationen) ist da nichts mehr denkbar.
Die Hypothese, dass unser Universum nur eine Vakuumfluktuation ist, würde bedeuten, dass es noch etwas Übergeordnetes gibt – vielleicht wie bei den Schildkröten, die bis nach „ganz unten“ gehen.
Eine Kosmos voller Multiversen wäre in dieser Hinsicht vorstellbar (was keineswegs heißt, dass das so zutrifft).

Warum ist unser Universum genau so, wie es ist? Warum haben unsere Naturkonstanten genau die Werte, die sie haben?
Wenn es noch andere Universen gibt, wäre es grundsätzlich möglich, Information mit ihnen auszutauschen? Ich glaube nicht. Denn dann wäre es per definitionem kein wirklich „anderes Universum“, sondern doch noch auf irgendeine Weise mit dem unseren verknüpft. Können sich vielleicht (einzelne Dimensionen) unterschiedlicher Universen durchdringen?

Ich muss aufhören. Mir schwirrt der Kopf.
Man kommt sehr schnell an einen Punkt, wo man nur noch glauben kann, statt (mit einiger Sicherheit) zu wissen. Und diese ganzen Spekulationen lassen sich genauso wenig widerlegen wie das Fliegende Spaghettimonster.

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Über Anne Nühm (breakpoint)

Die Programmierschlampe.
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15 Antworten zu Metaphysisch-ontologische Spekulationen und darüber hinaus //2081

  1. keloph schreibt:

    ich mag die denke 🙂 und genau das sind die dinge, die ich in meinem nächsten lebensabschnitt, sofern möglich, aus der filosofischen sicht betrachten möchte. und ich denke, dass wir als menschen keine antworten finden, da wir auf 7 sinne beschränkt sind. im wortsinn. deswegen rufen menschen das konzept gott, schicksal, glück/pech auf, damit sie nicht verzweifeln.

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  2. Plietsche Jung schreibt:

    1 + 1 = 10. Das gilt auch hier und heute. Nur eben nicht im Dezimalsystem.

    Du denkst zuviel. Lebe im Hier und Heute und löse die Probleme von heute und morgen. Alles andere in den Multiversen wirst du nicht mehr erleben.
    Kein Wunder, wenn dir der Kopf schwingt ….

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  3. Leser schreibt:

    Zeit, Raum, mehr als 3 Raumdimensionen, physikalische Konstanten – alles verhandelbar. Die Mathematik jedoch bleibt immer dieselbe.
    Jetzt ist die Frage: Gibt es etwas, was die Gesetze der Mathematik verletzt?
    Ich sage mal nein, denn Mathematik ist der elementare Grundbaustein, aus dem alles besteht. Dinge wie Physik, Naturkonstanten, ja selbst die Beschreibung als Raum oder Zeit, sind alles nur Beobachtungen, die sich aus der Existenz der Mathematik heraus ableiten.

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    • Erst wollte ich dir zustimmen – bis ich den letzten Satz laß.
      Aus der Existenz der Mathematik leitet sich gar nichts ab. Die Mathematik würde wohl auch eigenständig „existieren“, aber mit irgendwelchen völlig nutzlosen Konstrukten.
      Die Natur ist nicht aufgrund der Mathematik so, sondern die Mathematik (wie wir sie kennen) ist so selektiv, um die Natur, wie wir sie erleben, bestmöglich zu beschreiben.

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      • Leser schreibt:

        Mathematik als „Beschreibung der Natur“ kann ich so nicht akzeptieren. Das wäre so, als würde man sagen, dass der Quelltext eines Programmes dieses beschreibt – doch in Wirklichkeit wird er ja übersetzt und daraus entsteht ja das Programm erst. Die Dokumentation des Quelltextes beschreibt diesen (und damit auch das Programm), aber Mathematik ist ja keine Dokumentation der Natur, sondern die Syntax, aus der sie besteht.

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        • Nicht alles, was hinkt, ist ein Vergleich!

          Der Quelltext eines Programmes macht dessen Verhalten aus. Erst ist der Quelltext, dann das (kompilierte) Programm.
          Die Natur beruht aber nicht auf der Mathematik. Die Mathematik liefert lediglich einen deduktiv-heuristischen Ansatz, um das Verhalten der Natur (so wie wir es beobachten) zu beschreiben. Erst die Natur, dann deren (anthropozentrische) Beschreibung.
          Mit der Mathematik kann man auch völlig andere Gegebenheiten oder Fantasiewelten beschreiben. Die haben halt dann nichts mehr mit der Realität zu tun.

          Mathematik ist keine „Syntax, aus der die Natur besteht“. Die Natur braucht keine Mathematik. Ihr sind mathematische Gesetze egal. Sie verhält sich, wie es die Naturgesetze vorgeben.
          Wir beobachten dieses Verhalten, ziehen Schlüsse daraus, stellen physikalische Hypothesen in Form mathematischer Formeln auf, versuchen daraus neue Ergebnisse zu berechnen, die wir durch Experimente nachprüfen, und so die Hypothesen veri- oder falsifizieren können. Unzutreffende Hypothesen (von denen es mehr als zutreffende gibt) werden verworfen.
          Die Menge der (im jeweiligen Gültikeitsbereich) bestätigten physikalischen Theorien könnte man durchaus als „Dokumentation der Natur“ auffassen.

          Die Mathematik hat erst mal überhaupt nichts mit der Natur zu tun. Aber wir können sie so hinbiegen, dass sie das Verhalten der Natur (in begrenztem Maße) berechenbar macht.
          Was haben wir ein Glück, dass unser Universum geeignet ist, dies zuzulassen!

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          • Leser schreibt:

            Also ich halte eine Natur, die unabhängig von Mathematik existiert (d.h. sich nicht irgendwie mathematisch darstellen lässt) für unmöglich. So gesehen kann Natur nicht ohne Mathematik existieren. Oder gibt es ein Gegenbeispiel? Die Naturgesetze sind die von uns erkannte Schnittstelle zwischen Mathematik auf der einen und der Natur auf der anderen Seite. Oder, um beim Vergleich zu bleiben: Mathematik ist die Syntax, in der das Phänomen „Natur“ oder „Universum“ geschrieben ist. Andere Universen/Naturen sind denkbar, aber nur in derselben „Programmiersprache“. (Oder sind auch „andere Mathematiken“ denkbar, die nicht nach [irgendwelchen] Gesetzen von Logik funktionieren?)
            Die Naturgesetze sind unser Einblick in den Quellcode, der Versuch das fertige Kompilat („Realität“) zu dekompilieren, und dabei auch etwas über die Syntax herauszufinden, bzw. diese kennenzulernen.
            Dennoch kann es ohne Syntax kein Programm geben.

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  4. Engywuck schreibt:

    Letztlich läuft es auf die Frage hinaus: wie weit kann man unsere „Universalkonstanten“ ändern und noch ein bewohnbares Universum haben. Beispielsweise ist in der Formel für die Energieniveaus in Atomen (und damit chemische Reaktionen) wenn ich mich recht entsinne die Elementarladung in vierter Potenz enthalten. Wenn diese also auch nur minimal anders ist hätte das enorme Auswirkungen auf die Haltbarkeit (oder überhaupt Existenz) von Verbindungen, weitaus mehr (oder weniger) Elemente würden metallische Eigenschaften zeigen, etc. Sofern sich überhaupt Elemente gebildet hätten, weil beispielsweise auch der Coulombwall (also die Energie, die die Abstoßung von Atomkernen untereinander beeinflusst (Kernfusion!) von e (quadratisch) abhängt.
    Aus ähnlichen Gründen kann die Lichtgeschwindigkeit oder Gravitationskonstante zu anderen Zeiten nicht gravierend anders als heute gewesen sein – das Universum hätte sich sonst nicht so entwickeln *können*, dass (und wie) wir es heute beobachten können. Leichte Änderungen sind natürlich möglich.
    Letztlich eine Variante des Anthropischen Prinzips. Und für hypothetische Universen mit komplett anderen Gesetzen, die wir nicht beobachten können und die keinen Einfluss auf uns haben schlägt recht schnell Occams Rasiermesser zu 🙂
    Hypothetisch betrachten kann man das natürlich. Haben wir an der Uni auch mal ein paar Wochen gemacht (erstaunlicherweise am Institut für physikalische Chemie). Man kann recht viel ziemlich einfach auf Natürliche Einheiten (also Naturkonstanten statt SI) zurückführen und dann damit „spielen“. Die maximal mögliche Höhe von Bergen reagiert auch recht empfindlich auf Änderungen der Naturkonstanten. Ebenso Luftdruck (und Änderung mit der Höhe), … Von biologischen Auswirkungen ganz zu schweigen.

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    • Alles was über das Anthropische Prinzip hinausgeht, ist letztlich nur noch Spekulation.

      Wäre das Universum nicht so, dass sich z.B. die Dichteanomalie des Wassers nicht ergeben hätte, wäre auf der Erde noch nicht mal Leben entstanden.

      Hm .. in Physikalischer Chemie haben wir damals nur Spektroskopie und Reaktionskinetik gemacht.

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