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Was ist Zeit?

Dass Zeit eine Illusion sei, hat vor allem Stepehen Hawking als einer der letzten reduktionistischen Physiker mit der "Kurzen Geschichte der Zeit" in die Welt gesetzt. Inzwischen ist er aber selber davon abgerückt und erkennt den thermodynamischen Zeitpfeil an. Er hat sogar ganze Kapitel seines Buches wieder zurückgezogen, so auch die Aussagen zur TOE.

Die Gesetze der klassischen Physik, wie z.B. der 1. HS (Energieerhaltungssatz) sind zeitsymetrisch (Vergangenheit und Zukunft sind gleichwertig, die Gleichungen funktionieren vorwärts und rückwärts). Damit können aber nur Zustandsänderungen, aber keine dynamsichen Prozesse mathematisch erfasst werden.
In der klassischen Dynamik stellt Zeit die vierte Dimension dar, sie ist ein geometrischer Parameter. Dieses ist die externe Zeit t, die man mit der Uhr misst. Aus verschiedenen Gründen ist diese Zeit aber nicht geeignet, instabile Systeme fernab des thermodynamischen Gleichgewichtes zu beschreiben. Das einzige dynamische Beispiel innerhalb der klassischen Dynamik, bei der Zeit überhaupt eine Rolle spielt, ist die Beschleunigung. Und die ist, wie wir schon festgestellt haben, zeitsymetrisch, was bei einer geometrischen Betrachtung der Zeit nicht verwunderlich ist. Bei statischen Vorgängen, wie Bewegung eines Punktes im Raum oder Wellenausbreitung in der Quantenphysik wird ebenfalls die externe Zeit t benutzt.

Durch die Verleugnung des Zeitpfeiles hat der Reduktionismus mit 3 wesentlichen Paradoxa zu tun:
1. Das Zeitparadoxon: Hatten wir schon ausführlich diskutiert und beschreibt den Widerspruch zwischen der reduktionistischen Betrachtung, bei der Vergangenheit und Zukunft gleichwertig sind und der Beobachtung der dynamischen Natur, nach der es eben nicht so ist. Diese Paradoxon löst Prigogine mit seiner Betrachtungsweise auf.
2. Das Quantenparadoxon: Auf der einen Seite beschreibt die Schrödingergleichung die Wellenfunktion innerhalb der Quantenmechanik, auf der anderen Seite bricht diese Wellenfunktion aber bei Messungen zusammen. Man spricht vom Kollaps der Wellenfunktion. Schrödingers Katze beschäftigt sich mit diesem Problem. Viele Physiker meinen, diesen Zusammenbruch der Wellenfunktion verursacht der Beobachter durch seine Messung. Über das Thema wird eigentlich seit Entstehung der Quantenphysik bis heute unter den klassischen Physikern gestritten. Da Prigogine nicht mehr reduktionistisch sondern probabilistisch an das Problem herangeht, löst der dieses Paradoxon auf, indem bei seiner Betrachtungsweise kein Zusammenbruch einer Wellenfunktion mehr vorkommen kann.
3. Das kosmologische Paradoxon: Laut Hawking führt die reduktionistische, zeitsymetrische Betrachtung des Kosmos zu der Vermutung, dass der Urknall einen rein geometrischen Charakter haben könnte, bei dem die Zeit eine zufällige unwesentliche Eigenschaft sei. Die kosmologische Zeit wäre daher reine Illusion.
Paradox wird es nach Prigogine deswegen, weil damit jeglicher Zusammenhang zwischen Sein und Werden verleugnet würde.

Nun weist Prigogine drauf hin, dass schon Aristoteles durch Naturbeobachtung erkannte, dass Zeit zwei unterschiedliche Qualitäten haben kann. Er unterschied zwischen der Zeit als "Bewegung" (kinesis) und der Zeit als "Entstehung und Verfall" (metabole). Die erste Zeit ist die Zeit der klassischen Dynamik, die zweite ist die Zeit der Thermodynamik. Um genau diese zweite thermodynamische Zeit geht es in der Theorie dissipativer Strukturen.

Die thermodynamische Zeit ist eng an Irrevesibilität und Instabilität gebunden. In stabilen reversiblen Systemen gibt es sie nicht. Prigogine nennt sie auch die innere Zeit.

In seiner Theorie dissipativer Strukturen weist Prigogine tatsächlich sowohl theoretisch als auch gestützt durch Experimente nach, dass Irreversibilität schon auf Quantenebene intrinsisch auftritt (intrinsisch: real im System vorhanden, also keine Gedankenkonstruktiton). Da die innere Zeit direkt von der Irreversibilität abhängt, ist auch die innere Zeit intrinsisch, was er ebenfalls theoretisch und experimentell belegt.
Wie er das genau herleitet, verstehe ich nicht, da da teils mathematische Operationen vorkommen, von denen ich bislang nie gehört, geschweige denn, sie verstanden habe. Einige Stichworte hierzu: Ljapunov-Exponent, Bernoulli-Verschiebung, Bäcker-Transformation, Entwicklungsoperatoren, Schrödingergleichung, Hamilton-Operator, Erweiterung der spektralen Theorie zur komplexen spektralen Theorie, Prüffunktionen zum Nachweis der intrinsischen Qualität, Perron-Frobenius-Operator, gestörte Hamilton-Funktion, KAM-Theorie, Poincaré-Divergenzen, Liouville-von Neumann-Gleichung etc.pp.
Die physikalische Quelle der Irreversibilitäten verortet Prigogine bei Quantenfluktuationen und der Hintergrundstrahlung.

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So richtig "Sinn" (im geometrisch-mathematischen Sinn) ergibt dies eigentlich erst im Kontext der Einsteinschen Relativitätstheorie. Ganz wichtig ist dort auch (Kern der "Relativität" !), dass nicht für alle Koordinatensysteme die Zeitachse in dieselbe Richtung (in einem vierdimensionalen Minkowski-Raum) zeigt.  

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Wir empfinden die Zeit in unserer Wahrnehmung als 4-Dimension: Zeit-DAUER. Allerdings hat unsere Wahrnehmung weinig mit der Realität zu tun - wie man in jedem Kino-Film sehen kann: Wir sehen im Kino bewegte Bilder - obgleich der Film nur aus unbewegten Einzelbildern besteht.

Man muss also Wahrnehmung und Realität unterscheiden. Die buddhistische Philosophie (seit 2500 Jahren) und Bischof Augustinus vor 1600 Jahren (in ´Bekenntnisse; Buch 11, Kap. 13-29) gehen davon aus: Zukunft und Vergangenheit kann es nicht zusammen mit der Gegenwart geben - denn dann ist alles Gegenwart. Und die Gegenwart selbst ist nur eine imaginäre Grenze des Übergangs - ohne Dauer. D.h. Zeit-Dauer als 4. Dimension kann es in der Realität nicht geben.

Wenn man also von der ZEIT spricht, muss man vorher festlegen, was man eigentlich genau meint: Zeit-Dauer als 4. Dimension entspricht zwar unserer Wahrnehmung - aber in der Realitä gibt es sie nicht.

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Die Zeit kann als eine Dimension gesehen werden. Wie du die Nummerierst ist deine Sache :)

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Kommentar von PWolff
28.02.2017, 13:13

Man nimmt gern Zeit als Dimension Nummer 0 (und die 3 Raumdimensionen als Dimensionen Nummer 1 bis 3).

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