Frage von Freak18011, 69

Gibt es den Zufall?

Meine Frage ist ob es Zufall gibt denn soweit ich die Physik usw verstehe bewegen sich alle Objekte ganz genau so wie es ihnen die Physik bzw ihre Gesetze vorschreiben. Die Schwerkraft auf der Erde ist ja auch kein Zufall oder eine Explosion sieht ziemlich willkürlich aus aber streng genommen könnte man doch wenn man alle Daten der Umwelt usw hätte genau berechnen wo jedes Teil hinfliegen würd oder ? Und ich hab noch eine Frage unwahr diese Wahrscheinlichkeit Berechnung also zB Teilchen A landet mit einer Wahrscheinlichkeit von 45% auf Position B beschreibt eine solche Rechnung nicht die Wahrscheinlichkeit wie wahrscheinlich es ist das wir also die Menschen recht haben ? Ich meine wenn es sagen wir mal keinen Zufall gibt dann gibt es doch auch kein zu 10% da zu 46% hier sondern nur ein Teilchen A WIRD zu 100% auf B landen oder ?

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 23

"....oder eine Explosion sieht ziemlich willkürlich aus aber streng genommen könnte man doch wenn man alle Daten der Umwelt usw hätte genau berechnen wo jedes Teil hinfliegen würd oder ?"

Was du hier schilderst, ist der Laplacsche Dämon. Seit Newton dachte man so und so wurde der Determinismus/Reduktionismus in der Physik bis 1977 begründet. In dieser Zeit gab es aber auch schon Widersprüche gegen den Reduktionismus aus der Ecke der Chaosforscher, zu deren Begründer auch Ilya Prigogine zählt. Schon 1960 hatte der Mathematiker Lorenz nämlich an einem einfachen Wettermodell mathematisch nachgewiesen, dass es komplexe Systeme gibt, die indeterministisch sind, die aber je nach vorgegebenen Parametern sich in verschiedene Richtungen entwickeln können, zu den so genannten Lorenz-Attraktoren (siehe auch Schmetterlinsgeffekt).
Daher war Prigogine einer der ersten, der nach dem 2. Weltkrieg den Reduktionismus und den Determinismus der gesamten Wissenschaften angriff. Seine gesamten Arbeiten zu diesem Thema fasste er in der Theorie Dissipativer Strukturen zusammen, für die er 1977 den Nobelpreis erhielt. In jener Zeit war er nur ein Außenseiter, der schwer zukämpfen hatte und nicht unerheblich von der etablierten Wissenschaft angegriffen wurde. Einer der ersten, die ihm zur Seite sprangen, war Karl Popper mit seinem Buch "Das offene Universum" (1982). Der Streit ging jedenfalls noch eine ganze Weile weiter, wobei Popper und Prigogine wohl die besseren Argumente hatten.

Der Streit wurde dann von Seitens der Deterministen 1986 beendet, indem der damalige Präsident der International Union of Theoretical and Applied Mechanics, Sir James Lighthill, zu Protokoll gab (zitiert in Prigogine "Das Paradox der Zeit, Piper-Verlag 1993):
„Hier muss ich innehalten und im Namen der großen Bruderschaft der Praktiker der Mechanik sprechen. Wir sind uns heute sehr der Tatsache bewusst, dass die Begeisterung, die unsere Vorgänger für den phantastischen Erfolg der Newtonschen Mechanik empfanden, sie auf diesem Gebiet der Vorhersagbarkeit zu Verallgemeinerungen verleitet haben, an die wir vor 1960 möglicherweise allgemein geglaubt haben, die wir aber inzwischen als falsch erkannt haben. Wir möchten uns gemeinsam dafür entschuldigen, dass wir das gebildete Publikum in die Irre geführt haben, indem wir bezüglich des Determinismus von Systemen, die den Newtonschen Gesetzen genügen, Ideen verbreitet haben, die sich nach 1960 als inkorrekt erwiesen haben."

Kommentar von Ahzmandius ,

Der Schmetterlingseffekt hat mit Indeterminismus nichts zu tun.

Der Schmetterlingseffekt beschreibt lediglich, dass in einem komplexen System, selbst eine sehr kleine Änderung der Anfangsbedingungen zu völlig anderen Werten führen könnte.

Indeterminismus, wenn überhaupt, wird in der QM thematisiert. Manche Interpretationen der QM gehen jedoch von einem deterministischen Universum aus.

Kommentar von Hamburger02 ,

"Der Schmetterlingseffekt beschreibt lediglich, dass in einem komplexen System, selbst eine sehr kleine Änderung der Anfangsbedingungen zu völlig anderen Werten führen könnte."

Genau das ist Indeterminismus-Unvorhersagbarkeit. Man hat keine Trajektorie mehr sondern nur noch Attraktoren. "Determinismus" heiß "Vorhersagbarkeit" und genau die ist beim Schmetterlingseffekt nicht mehr gegeben. Genau genommen tritt der Schmetterlingseffekt bei komplexen Systemen auf, die deterministisches Chaos zeigen. Dabei kann sogar ein System, das ausschließlich auf deterministischen Gesetzen beruht, nach einer gewissen Zeit indeterministisches (chaotisches) Verhalten zeigen. Über den Ljapunov-Exponenten lässt sich sogar die Zeit bestimmen, ab wann der Zustand eines Systems völlig unabhängig von den Ausgangsbedingungen ist, wann das System quasi seinen Anfangszustand vergessen hat. 


Insbesondere ist der Schmetterlingseffekt dadurch gekennzeichnet, dass er zu Symetriebrüchen führt und Symetriebrüche sind der Tod des Reduktionismus der quasi Voraussetzung für den Determinismus ist. Bei diesen Symetriebrüchen können durchaus auch zufällige Quantenfluktuationen die Entwicklung eines Systems beeinflussen.


Sehr schön hat das 1986 Sir James Lighthill, Präsident der International Union of Theoretical and Applied Mechanics,  formuliert:
„Hier muss ich innehalten und im Namen der großen Bruderschaft der Praktiker der Mechanik sprechen. Wir sind uns heute sehr der Tatsache bewusst, dass die Begeisterung, die unsere Vorgänger für den phantastischen Erfolg der Newtonschen Mechanik empfanden, sie auf diesem Gebiet der Vorhersagbarkeit zu Verallgemeinerungen verleitet haben, an die wir vor 1960 möglicherweise allgemein geglaubt haben, die wir aber inzwischen als falsch erkannt haben. Wir möchten uns gemeinsam dafür entschuldigen, dass wir das gebildete Publikum in die Irre geführt haben, indem wir bezüglich des Determinismus von Systemen, die den Newtonschen Gesetzen genügen, Ideen verbreitet haben, die sich nach 1960 als inkorrekt erwiesen haben."


"Indeterminismus, wenn überhaupt, wird in der QM thematisiert."

Das ist falsch. Die größte wissenschaftliche Revolutuiion seit Newton wurde durch die Theorie Dissipativer Strukturen ausgelöst, für die Ilya Prigogine 1977 den Nobelpreis erhielt. Hier zeigt er, dass Indeterminismus naturgegeben ist und auf allen Ebenen auftritt. So hat er z.B. auch den Urknall als dissipative Struktur durchgerechnet und dabei eine Temperatur für die Hintergrundstrahlung errechnet, die durch Messungen exakt bestätigt wurde.

Der Abschied vom Determinismus durchdringt zur Zeit alle Forschungsbereiche, die irgendwie mit Leben und Selbstorganisation zu tun haben.
So konnten inzwischen Hirnforscher die Aussage Prigogines belegen, dass sich das bewusst arbeitende menschliche Gehirn im ständigen Zustand des absoluten Chaos befindet bei dem weit und breit nichts deterministisches zu finden ist.  


Antwort
von OlliBjoern, 30

Diese Sichtweise wird meist "Determinismus" genannt, und sie macht für makroskopische Vorgänge zwar Sinn, jedoch weniger für atomare oder subatomare Vorgänge. Nicht nur in der Quantenphysik (die Unschärferelation wurde bereits genannt), sondern auch in anderen Teilen der Physik stößt der Determinismus an seine Grenzen:

Beim radioaktiven Zerfall ist es nicht bestimmbar, wann ein bestimmter Atomkern zerfallen wird. Die Halbwertszeit ist eine Größe, die nur im großen Kollektiv vieler Kerne Sinn macht (wenn ich 1 kg Uran 235 habe, kann ich entsprechende Dinge berechnen), sie ist eine statistische Größe, die aber - bezogen auf 1 einzelnen Kern - nicht mehr sinnvoll ist.

Auch in der statistischen Thermodynamik gibt es ähnliche "kollektive" Beschreibungen. So gesehen gibt es den Zufall "im großen Maßstab" zwar nicht mehr, wohl aber noch im kleinen Maßstab.

Antwort
von Ahzmandius, 25

Ob es den Zufall gibt, sprich ob unsere Welt deterministisch oder indeterministisch ist, ist nicht geklärt.

Im makroskopischen scheint die Welt konsequent deterministisch zu sein.

Wenn man jedoch sich den Mikrokosmos anschaut bekommen wir ein anderes Bild:

Teilchen, die durch Wände gehen können, Teilchen, die obwohl sie z.B. in einem Atom gebunden sind, mit einer zwar sehr geringen Wahrscheinlichkeit, Lichtjahre entfernt lokalisiert werden könnten. 

Für dieses Verhalten ist die sogenannte Quantenmechanik verantwortlich. Es ist jedoch nicht klar, ob diese Effekte tatsächlich für ein indeterministisches Universum sprechen.

Es gibt zahlreiche Interpretationen der QM. Die wohl bekannteste (Kopenhagener Deutung) geht von einem indeterministischen Universum aus, während manche andere ein deterministisches Universum annehmen.

Antwort
von dompfeifer, 10

Existenzfragen sind immer verkehrt gestellt!

Der Zufall ist ein Ereignis außerhalb bekannter Kausalzusammenhänge.

 

Antwort
von Germanhope1, 38

Was du sagst stimmt den Zufall wie man ihn kennt eben als zufälliges Auftreten von Dingen gibt es nicht und ja wenn man alle Faktoren kennt könnte man alles berechnen... über den Sinn lässt sich streiten... ich sag immer Zufall ist Relativ---> für dich ist eine Explosion also purer Zufall... Für den der nicht alle Faktoren kennt existiert Zufall. Theorie  Praxis. 

Kommentar von Germanhope1 ,

Wie gesagt in der Theorie gibt es den Zufall nicht wenn wir alle Faktoren wüssten, aber in der Praxis und für dich als Person können wir nur von Zufall reden wie xsmipers schrieb

Kommentar von Ahzmandius ,

Quüantenphysik sagt was anderes (zumindestens die Kopenhagener Deutung)

Antwort
von zalto, 23

Das ist die Frage nach dem "Laplaceschen Dämon", der alle Ausgangsvariablen kennt und damit die Zukunft berechnen kann:

https://de.wikipedia.org/wiki/Laplacescher_D%C3%A4mon

In dem Wikipedia-Artikel werden vier Argumente genannt, warum das nicht funktionieren kann. Insbesondere die Quantenphysik, die keine genauen Voraussagen zulässt, sondern nur Wahrscheinlichkeitsaussagen ermöglicht, dürfte dem Dämon schwer im Magen liegen.

Kommentar von Ahzmandius ,

Es gibt auch deterministische Interpretationen der QM

Antwort
von Schneekorn93, 33

Die Heisenbergsche Unschärferelation beschreibt mit welcher Wahrscheinlichkeit sich ein Elektron an einer betimmten Stelle im Atom befindet. Also gibt es den Zufall zumindstens in der Quantenphysik

Antwort
von xsmipers, 27

Es gibt ein Zufall.
Bester Bsp. Lotto.

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