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Seilspringen in der Keksdose: HZDR-Forscher entdeckt verblüffendes Phänomen in Flüssigmetallen

Wer eine Flüssigkeit erwärmt, löst unweigerlich Turbulenzen aus: Heißes Fluid steigt auf und durchmischt sich mit dem kälteren Rest. In gewissen Fällen können sich dabei mehrere Wirbel zu einer größeren Struktur – einer großskaligen Zirkulation – zusammenschließen. Mit Kollegen der University of California in Los Angeles (UCLA) hat Dr. Tobias Vogt vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) nun etwas Überraschendes festgestellt: In ihrem Experiment bewegte sich diese Struktur ganz ähnlich wie ein Springseil. Das Ergebnis könnte helfen, bestimmte Phänomene auf der Sonnenoberfläche besser zu verstehen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Esa: Wettersatellit Aeolus ist gestartet

Mit neuen Messtechniken soll er die Wettervorhersage verbessern und Klimaphänomene begreifbarer machen. Jetzt wurde der Esa-Satellit in die Erdumlaufbahn gebracht. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

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Neue Erkenntnisse über Frostschutzproteine

Wissenschaftler beschreiben neue Wirkungsphänomene, die Einsatzmöglichkeiten ausweiten könnten
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Klima im Mittelmeerraum als Schrittmacher für die Gletscherbildung in Europa

Eiszeiten sind wiederkehrende Phänomene in der jüngeren Erdgeschichte. Die dabei entstandenen Gletscher haben die Landschaft Europas maßgeblich geprägt. Ein internationales Wissenschaftlerteam um Dr. Stefanie Kaboth vom Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg hat nun nachgewiesen, dass das Ausmaß der Vergletscherung in Westeuropa maßgeblich von der Zufuhr warmen Meerwassers an die europäische Atlantikküste gesteuert wurde, die einen höheren Niederschlag in Kontinentaleuropa zur Folge hatte. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Geophysical Research Letters“.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Neue Phänomene im magnetischen Nanokosmos

Forscher am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart konnten mit Hilfe eines Röntgenmikroskops bei der Bildung von magnetische Tröpfchen ein völlig unerwartetes Verhalten beobachten. Wenn der Strom über einen Nanokontakts durch die magnetische Schicht fließt, breitet er sich wesentlich weiter aus, als die Ausdehnung des Nanokontakt es zulassen sollte. Bisher waren Forscher davon ausgegangen, dass nur die Fläche unterhalb des Nanokontakts reagiert. Doch Experimente haben die Wissenschaftler eines Besseren belehrt. Ein spannendes Phänomen in der Grundlagenforschung und von großer Bedeutung für die magnetische Datenprozessierung.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Verdammt seltsam

Die merkwürdigen Phänomene der Quantenmechanik könnten das Tor zu einer ganz neuen Welt öffnen. Die EU investiert daher eine Milliarde Euro in die Entwicklung von Quantentechnologie.

(Mehr in: Technology Review)

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Auf dem Quantensprung

Die EU will eine Milliarde Euro in die Quantentechnologie stecken. Das Geld soll deren irre Phänomene nutzbar machen. Erste Projekte zeigen, was künftig möglich wird.

(Mehr in: Technology Review)

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Polarlichter: Was flackert da so fleckig in der Nacht?

Polarlichter gehören zu den schönsten Phänomenen am Nachthimmel. Wie ihre pulsierenden Geschwister entstehen, haben Forschende nun belegt. Im Video wird es kurz erklärt. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

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Anwendungen und Beschränkungen linearer Antwortfunktionen in neuronalen Netzwerkmodellen

Alle unsere Gehirnfunktionen beruhen auf Nervensystemen mit äußerst komplexen nicht-linearen Wechselwirkungen und Rückkopplungen. In den vergangenen Jahrzehnten konnten zahlreiche Phänomene durch weniger komplexe, lineare Ansätze erfolgreich beschrieben werden. Tim Herfurth und Tatjana Tchumatchenko (Forschungsgruppe Theory of Neural Dynamics am Max-Planck-Institut für Hirnforschung) erkunden nun die verschiedenen Anwendungsgebiete sowie Grenzen dieser Modelle und erörtern die Notwendigkeit von alternativen Beschreibungen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Selfie-Manie und Komfortzone Internet

Das Netz und die Psyche

Selfie-Manie und Komfortzone Internet

Ohne Smartphone kommt heute kaum jemand durch den Tag. In Studien geht es um neue Angstphänomene: die Angst, ohne Internet zu sein etwa. Fachleute sehen beängstigende Entwicklungen – aber nicht nur.

(Mehr in: COM! – Das Computer Magazin)

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Tests der Quantenmechanik mit massiven Teilchen

Quantenmechanische Teilchen können sich wie Wellen verhalten und mehrere Wege gleichzeitig nehmen, um an ihr Ziel zu gelangen. Dieses Prinzip basiert auf Borns Regel, einem Grundpfeiler der Quantenmechanik; eine mögliche Abweichung hätte weitreichende Folgen und könnte ein Indikator für neue Phänomene in der Physik sein. WissenschafterInnen der Universität Wien und Tel Aviv haben nun diese Regel explizit mit Materiewellen überprüft, indem sie massive Teilchen an einer Kombination aus Einzel-, Doppel- und Dreifachspalten interferierten. Die Analyse bestätigt den Formalismus der etablierten Quantenmechanik und wurde im Journal „Science Advances“ publiziert.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Lasergekühlte Ionen helfen, Reibung besser zu verstehen

Physik unterstützt Biologie: PTB-Forscher entwickeln Modellsystem, um Reibungsphänomene atomgenau zu untersuchen
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Hohe Töne, hohe Farben

Ich war letztens mit meinem Kind in einem Kurs zu musikalischer Früherziehung. Das macht dem Quantenkind viel Spaß, aber eine Übung hat mich stutzig gemacht: Wir sollten dem Kind ein natürliches Gefühl für Tonhöhen vermitteln, in dem wir mit den Händen entsprechend gezeigt haben, wie die Töne einer Melodie hoch und wieder runter gehen.

An dieser natürlichen Zuordnung zweifle ich als Physiker. Der Kammerton a1 hat eine Frequenz von 440 Hz. Höhere Töne haben eine höhere Frequenz, eine (räumlich) kürzere Wellenlänge, eine (zeitlich) kürzere Periode; tiefere Töne haben eine niedrigere Frequenz, eine längere Wellenlänge und eine längere Periode. Dabei bezieht sich das Gegensatzpaar höher—niedriger auf den Zahlenwert der Frequenz und hat keine räumliche Entsprechung. Kürzer—länger bezieht sich auf den räumlichen oder zeitlichen Abstand zweier Druckmaxima der Schallwelle.

Dass ein Ton höher ist als ein anderer, hat keine physikalische Entsprechung. Es ist eine Konvention von höheren und tieferen Tönen zu sprechen. Sie stimmt mit der Notenschreibweise überein, bei der hohe Töne auf oder zwischen den oberen Strichen zu finden sind. Mit der Anordnung einer Klaviatur jedoch nicht. Dort sind die hohen Töne rechts, die tiefen links.

Wäre die Zuordnung von Tönen zu hoch und tief physikalischen Ursprungs, so müssten wir auch bei Farben von hohen und tiefen Farbtönen sprechen. Hier gibt es aber nichts dergleichen. Es gibt einen Farbkreis und es gibt kalte und warme Töne. Physikalisch sind Farben und Töne sehr ähnlich. Beides sind Wellenphänomene. Sie haben Frequenzen, Perioden und Wellenlängen. Der Unterschied liegt lediglich darin, was schwingt. Bei Licht ist es elektrisches Feld, bei Tönen Luftdruck.

Physiologisch sind die Unterschiede dagegen groß. Licht wird nicht direkt anhand der Wellenlänge identifiziert sondern über Farbpigmente im Auge, die jeweils auf ein bestimmtes Spektrum von Licht reagieren. Es gibt dabei drei Farbrezeptoren, deren Spektralbereich weit überlappt. Diese Rezeptoren erlauben keine direkte Wahrnehmung der Frequenzen. Dass grünes Licht zwischen blauem und rotem liegt, entgeht dem Auge. Deshalb nehmen wir die drei Grundfarben gleichwertig an und es entsteht der Farbkreis, eigentlich ein Farbdreieck.

Geräusche nimmt das Ohr dagegen in sehr viel feinerer Abstufung wahr. Verschieden hohe Töne erzeugten an verschiedenen Stellen der Hörschnecke maximal starke Schwingungen. Das Ohr erspürt die Tonhöhe kontinuierlich in einem weiten Frequenzbereich. Damit ist eine lineare Skala durchaus natürlich.

Die räumliche Anordnung dieser Skala – als vertikale Achse mit kurzen Wellenlängen oben und langen Wellenlängen unten – halte ich dagegen für eine Konvention. Töne könnten statt hoch und tief auch links und rechts oder nah und fern sein.

Nun haben gesellschaftliche Konventionen immer eines gemeinsam: Sie sind willkürlich aber nicht beliebig. Vor allem sind sie nicht schell und einfach zu ändern. Die Gesellschaft setzt Änderungen von Konventionen eine erhebliche Trägheit entgegen. Ich denke in diesem Fall, dass es gut ist, Kindern die Konvention hoher und tiefer Töne nahe zu bringen. Sie ist ganz nützlich im Alltag. Natürlich ist sie vermutlich nicht.

Der Beitrag Hohe Töne, hohe Farben erschien zuerst auf Quantenwelt.

(Mehr in: Quantenwelt)

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Die Phänomene des Alterns

Kernergebnisse der Berliner Altersstudie II veröffentlicht: Wie altern wir heute und wie gelingt es vielen Menschen, auch im Alter fit und gesund zu bleiben? Diese Fragen erforscht seit 2009 die Berliner Altersstudie II (BASE-II). Bis heute wurden mehr als 1.600 ältere und 600 jüngere Menschen von Wissenschaftlern verschiedener Disziplinen untersucht, darunter Psychologen, Mediziner, Ernährungs- und Sozialwissenschaftler sowie Genetiker. Wesentliche Ergebnisse liegen nun gesammelt in einem Sonderheft der Fachzeitschrift „Gerontology“ vor.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Internetphänomene: Woher kommt das #TrumpFace?

Memes gehören zum Internet wie Pornos und Trolle, aber was wissen Sie über den verwirrten John Travolta und namenlose Stormtrooper? Finden Sie es im Bilderquiz heraus. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Alles digital)

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Weltraumteleskop: "Euclid" soll Geheimnis der Dunklen Materie lüften

Die Esa lässt ein neues Weltraumteleskop der Spitzenklasse bauen: „Euclid“ soll die Tiefen des Universums neu vermessen und rätselhafte Phänomene der Dunklen Materie sowie der Dunklen Energie erhellen.
Quelle: WELT ONLINE – Wissenschaft

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Satellitenbild der Woche: Rillen im Meer

Wolken verharren über einer Insel, grüne Strömung gefährdet Seefahrer, der Ozean wirft kuriose Rillen: Astronauten der Raumstation ISS bietet sich ein erstaunlicher Blick auf die Karibik. Die zu sehenden Phänomene verraten, was in der Tiefe vor sich geht.
Quelle: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft

Posted in Artikel Phaenomene

Paranormale Phänomene: Heiligengesicht auf Toast

Video: Heiligengesicht auf Tischplatte

Heidelberg. Ist es normal, auf dem Toast das Gesicht einer Heiligen zu sehen oder Angst vor schwarzen Katzen zu haben? Unerklärlich ist es jedenfalls nicht, weiß Psychologe Richard Wiseman von der University of Hertfordshire (GB). Denn das menschliche Gehirn ist quasi darauf programmiert, in vielen Dingen mehr zu erkennen als nur die nüchterne Realität. Continue reading „Paranormale Phänomene: Heiligengesicht auf Toast“

Posted in Artikel Forschung Phaenomene

Sensationelle Erkenntnis: Verletzung der Kausalität in der Natur möglich

Ein tief verwurzeltes Konzept in der Wissenschaft und in unserer Alltagserfahrung ist die Kausalität: die Idee, dass gegenwärtige Ereignisse durch vergangene Ereignisse verursacht werden und dass gegenwärtige Ereignisse wiederum zukünftige Ereignisse verursachen. Wenn ein Ereignis A eine Wirkung B verursacht, kann B nicht auch A verursachen. Nun zeigen theoretische Physiker von der Universität Wien und der Université Libre de Bruxelles, dass in der Quantenmechanik eine Situation vorstellbar ist, in der ein einzelnes Ereignis zugleich Ursache und Wirkung eines anderen Ereignisses sein kann. Die Forschungsergebnisse dazu erscheinen in der aktuellen Ausgabe von „Nature Communications“. Continue reading „Sensationelle Erkenntnis: Verletzung der Kausalität in der Natur möglich“

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US-Ostküste: Blaues Hummer-Wunder

Zwei rätselhafte Phänomene verwirren die Biologen: Vor der US-Küste werden ungewöhnlich viele Hummer gefangen. Und etliche dieser Tiere sind abnormal gefärbt: blau, gelb, weiß. Über die Ursachen streiten die Experten.
Quelle: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft

Posted in WissenschaftAktuell

Higgs-Boson: Die letzten ungelösten Rätsel der Physik

Das Higgs-Teilchen ist entdeckt – und es erklärt, warum es Materie gibt. Trotzdem bleiben viele Phänomene im Universum mysteriös. Was wir sehen, aber nicht verstehen – ein Überblick.
Quelle: WELT ONLINE – Wissenschaft

Posted in WissenschaftAktuell

Welt-Skeptiker-Konferenz: Warum Esoterik und Ufos ernst zu nehmen sind

Kreationismus, Alternativmedizin und Esoterik: Menschen setzen wegen dubioser Theorien Vermögen, Beruf oder Gesundheit aufs Spiel. Die „Skeptiker“ untersuchen Phänomene und tagen derzeit in Berlin.
Quelle: WELT ONLINE – Wissenschaft

Posted in Forschung WissenschaftAktuell

Geist und Seele: Existiert eine eigenständige Geistsubstanz?

Ist Geist oder die Seele eine Substanz, die unabhängig von der Materie existieren kann und nach dem Tod in ein Jenseits eingeht?
Das Video ist die Folge 1 der Sendereihe „Professor Allman für Alle – Grenzfragen vom Physiker beantwortet“ aus dem virtuellen TV-Studio All>TV.
Der Inhalt basiert auf dem Buch mit dem Titel „Unsterbliches Bewusstsein“

Buchlink:
Unsterbliches Bewusstsein: Raumzeit-Phänomene, Beweise und Visionen

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Trefferwahrscheinlichkeit : Physikprofessor berechnet erfolgreichen Elfmeter

Ob Titanic-Untergang, James Bonds Gadgets oder eben Fußball: Physikprofessor Metin Tolan begeistert sich für physikalische Phänomene jenseits der Lehrbücher – zur Freude seiner Studenten.
Quelle: WELT ONLINE – Wissenschaft

Posted in Artikel Forschung Phaenomene

Antwort der Wissenschaft zur Frage nach dem Sinn

In Europa kehren immer mehr Menschen den etablierten Kirchen den Rücken. Die zunehmende Säkularisierung unserer Gesellschaft bedeutet aber keineswegs, dass spirituelle Erfahrungen nicht mehr zeitgemäß wären – im Gegenteil! Continue reading „Antwort der Wissenschaft zur Frage nach dem Sinn“

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Neue Bilder aus der Nanowelt: Direkte Beobachtung der Bindung von Kohlenmonoxid

Kohlenmonoxid ist hochgiftig, weil es die Bindungsstelle des Hämoglobins für Sauerstoff blockiert. Nach dem gleichen Prinzip, einem Porphyrinring mit eingeschlossenem Eisen- oder Kobalt-Atom an das die giftigen Gasmoleküle andocken können, lassen sich auch Sensoren bauen, die vor Kohlenmonoxid warnen. Physiker um Professor Johannes Barth von der Technischen Universität München (TUM) haben in Zusammenarbeit mit Theoretikern in Lyon und Barcelona Bindungsmechanismen für Gasmoleküle an Eisen- oder Kobalt-Porphyrinen aufgeklärt. In der aktuellen Ausgabe von Nature Chemistry berichten sie über die von ihnen gefundenen, unerwarteten Phänomene und zeigen erste Aufnahmen.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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El Nino-Effekte vor 125000 Jahren

Vor 125 000 Jahren: El Nino- ähnlicher Effekt führte zu starken Regenfälle in der nördlichen Atacama-Wüste

So eindeutig wie Fingerabdrücke für den Kriminologen gaben die Reste mariner und terrestrischer Organismen in Sedimenten des Peruanischen Schelfmeeres nun Auskunft über das Klima vor 125 000 Jahren in der nördlichen Atacama-Wüste. Mit Hilfe dieser molekularen Fossilien zeigten Forscher des Bremer Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie zusammen mit deutschen und internationalen Kollegen, dass El Niño – ähnliche Phänomene während der letzten Warmzeit (Interglazial) an der Peruanischen Küste zu lange anhaltenden starken Regenfällen führten
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Rätsel konnte nun gelüftet werden – Mysteriöse dunkle Gammastrahlenexplosionen

NASA, AP

Gammastrahlenausbrüche gehören zu den energiereichsten Phänomenen im Universum. Doch im sichtbaren Licht betrachtet verursachen einige dieser gigantischen Explosionen nur ein erstaunlich schwaches Glimmen. Nun haben Astronomen herausgefunden, dass für diese so genannten „dunklen“ Gammastrahlenausbrüche keine exotischen Erklärungsansätze nötig sind.


Quelle: Wissenschaft | RP ONLINE

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Astronomie: "Die beste Lightshow des Sonnensystems"

Eine Raumsonde hat spektakuläre Aufnahmen von Polarlichtern auf dem Saturn gemacht. Sie könnten zeigen, wie die Leuchtphänomene funktionieren.
Quelle: WELT ONLINE – Wissenschaft

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Phänomene im Tierreich – Die Masse macht’s

Ingo Arndt/Knesebeck Verlag

In der Tierwelt kann man immer wieder beeindruckende Massenphänomene beobachten. Seien es riesige Fischschwärme, Millionen Vögel, die eine gigantische Wolke bilden oder zigtausende Falter, die auf engstem Raum zusammensitzen. Der Fotograf Ingo Arndt hat diese Massenansammlungen im Tierreich in beeindruckenden Bildern festgehalten. Die besten Aufnahmen sind jetzt in einem Bildband erschienen.


Quelle: Wissenschaft | RP ONLINE

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Krieg von Morgen – Militärs wollen Blitze als Waffe nutzen

COLOR CHINA PHOTO, AP

Blitze gehören zu den gefährlichsten Phänomenen der Erdatmosphäre. Sie zerstören Sende- und Stromleitungsmasten, zünden Wald- und Hausbrände, legen Fabriken lahm – und töten Menschen. Die Strategen der US-Militärforschungsbehörde Darpa träumen jetzt davon, Gewitter unter Kontrolle zu bringen.


Quelle: Wissenschaft | RP ONLINE

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Für Muster schwärmen: Ein Modellsystem zum Gruppenverhalten von Nanomaschinen

Für menschliche Betrachter ist die geordnete Bewegung von Tausenden von Fischen, Vögeln oder Insekten faszinierend. Die Entstehung und vielfältigen Bewegungsmuster derartiger Schwärme sind aber noch rätselhaft und werfen grundlegende Fragen zum Verständnis komplexer Systeme auf. Ein Physiker-Team von der Technischen Universität München (TUM) und der LMU München hat nun ein biophysikalisches Modellsystem entwickelt, das die Untersuchung dieser Phänomene und ihrer Gesetzmäßigkeiten ermöglicht. Über ihre Ergebnisse berichten die Münchner Forscher in der aktuellen Ausgabe des renommierten Journals Nature.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Emergenz: Ist die Welt mehr als die Summe ihrer Teile?

Der französische Philosoph Voltaire schilderte, wie der englische Naturforscher Isaac Newton (1642-1726) unter einem Apfelbaum saß und vor sich hin grübelte. Als ein Apfel sich vom Zweig löste und auf Newtons Kopf fiel, wurde die moderne Physik geboren.

Die mechanische Ordnung.

Der Aufprall der Frucht soll dazu geführt haben, dass Newton den Grundstein für die Fallgesetze, die klassische Mechanik und die exakten Gesetze der Gravitation und Bewegung legte und in seiner Schrift Philosophiae Naturalis Principia Mathematica 1687 veröffentlichte.

Newtons Gesetze waren in der Tat umwälzend. Zwar wusste man seit der Antike, dass Regelmäßigkeit eines der Prinzipien der Natur ist. Die Prinzipien wurden jedoch weniger durch präzise Formeln ausgedrückt. Newton beobachtete nicht nur die Regelmäßigkeiten, sondern formulierte sie als Gesetze in exakter mathematischer Form.

Die simplen Regeln, die auch die Ellipse der Planetenbahnen mit der Sonne in einem Brennpunkt exakt beschrieben, führten dazu, dass das Universum wie ein ablaufendes mechanisches Uhrwerk erschien. Es gab niemand, der die Planeten ständig anschubste. Damit Objekte sich mit konstanter Geschwindigkeit auf gerader Bahn fortbewegen, ist nach Newtons Mechanik keinerlei äußerer Anstoß nötig.

Das unheimliche an Newtons Gesetzen war, dass sie mit allen Messungen exakt übereinstimmten. Als man glaubte, endlich einen Fehler zu entdecken, weil der Planet Uranus sich nicht an die vorausberechneten Umlaufbahnen hielt, entdeckte man Neptun. Die Abweichungen der Bahn des Uranus konnten daraufhin durch die bekannten Gesetze erklärt werden.

Die immer wieder bestätigte exakte Übereinstimmung von Messung und Vorhersage durch Formeln führte schließlich dazu, dass die Physiker glaubten, alle beobachtbaren Phänomene, auch solche im mikroskopischen Maßstab, könnten mechanisch erklärt werden. Die Welt hatte anscheinend eine allumfassende mechanische Ordnung.

Die emergenten Eigenschaften der Alltagswelt.

Der Schock kam im frühen 20. Jahrhundert. Der Physiker Max Planck konnte es zunächst selbst nicht glauben, was er im Zusammenhang mit der Untersuchung elektromagnetischer Strahlung entdeckte. Er stellte fest, dass Energie nur in Form unteilbarer Päckchen (Quanten) ausgestrahlt wird. Dadurch begründete er die Quantenphysik und deren mathematischen Formalismus, die Quantenmechanik. Die Anwendung von Newtons Gesetzen auf Atome und atomare Größenordnungen führt dagegen auf hoffnungslos falsche Ergebnisse, weil Atome in den Formeln der klassischen Mechanik keine räumliche Ausdehnung haben und Feststoffe beim absoluten Temperatur-Nullpunkt riesige Wärmekapazitäten besitzen sollen.

Atome verhalten sich überhaupt nicht wie Billardkugeln. Obwohl sie ihre Energie wie Teilchen tauschen, bewegen sie sich wie Wellen. Und nicht nur Atome verhalten sich so, sondern alle Objekte. Flüssigkeiten und Feststoffe sind zwar ein Zusammenschluss von Quantenmaterie zu makroskopischen Substanzen, aber ihre Eigenschaften flüssig oder fest sind Erscheinungen kollektiver Organisation, die sich nicht von den zwei sich scheinbar widersprechenden Eigenschaften (wellenartig bzw. teilchenartig) der einzelnen Quantenobjekte ableiten lassen.

Wenn sich in einem System auf höherer Ebene durch kollektive Organisation Eigenschaften zeigen, die nicht durch Eigenschaften der Systemelemente erklärt werden können, dann spricht man von emergenten Eigenschaften. Der Vorgang der Herausbildung von emergenten Eigenschaften heißt Emergenz. Die Quantenphysik beweist die Emergenz von Newtons legendären Gesetzen. Diese sind ein für große Systeme gültiger Grenzfall der Quantenmechanik. Welch eine Überraschung, dass sich unsere Alltagswirklichkeit als ein emergentes Phänomen kollektiver Organisation erweist!

Wenn wir unseren Blick schärfen für das Prinzip der kollektiven Organisation und den daraus hervorgehenden emergenten Eigenschaften, entdecken wir in unserer Welt überall das Wirken von Emergenz. Während wir vielleicht noch vor kurzem glaubten, alles Grundlegende sei schon bekannt, tun sich auf einmal neue interessante Fragen auf.

Beispielsweise bestehen Schneeflocken aus sechseckigen symmetrischen Kristallen. Es gibt unzählig verschiedene Kristallformen, und zwar so viele, dass es heißt, es gäbe keine zwei gleichen. Wie sich aber Wassermoleküle kollektiv organisieren und miteinander kommunizieren, dass die eine Ecke des Kristalls weiß, welche Form die andere Ecke gerade annimmt, so dass Symmetrie entsteht, kann mit klassischer Physik nicht beantwortet werden.

Interessant wäre es auch herauszufinden, wo menschliches Bewusstsein als anscheinend emergentes Phänomen der Evolution seinen genauen Sitz hat. Bisher hat noch niemand Bewusstsein im Gehirn lokalisieren können. Aber vielleicht sind nur nicht alle Prinzipien kollektiver Organisation bekannt, die zur gewünschten Antwort führen. Mehr Wissen über Emergenz kann dabei helfen, die Antwort zu finden. Zum Thema Evolution kann man noch weitere Fragen stellen, wie: Welches sind die Regeln kollektiver Organisation, die aus toten Molekülen Leben emergieren?

Das sind Fragen, die das Buch mit dem Titel »Emergenz« (ISBN 978-3-8391-7997-0) natürlich auch nicht erschöpfend beantworten kann. Aber es führt in die Themenstellung der Emergenz ein und zeigt auf, wie aus einfachsten organisatorischen Regeln komplexe emergente Strukturen entstehen.

Hier ein kurzer Überblick: Nach dem grundlegenden Kapitel 2, in dem wichtige Begriffe und Beispiele zur Emergenz erläutert werden, folgt das Kapitel 3, mit den Steuerungsmechanismen. Im gleichen Kapitel finden Sie auch Computer-Simulationen. Wenn man will, kann man am PC selbst Experimente durchführen, indem man die beschriebenen Programme aus dem Internet herunterlädt. Schließlich runden zwei weitere Kapitel mit Beschreibungen emergenter Phänomene der Natur und des Universums das Buch ab. Es ist ein Arbeits- und Handbuch und soll als Werkzeug dienen, um mit geschärftem Blick die Geheimnisse der Emergenz in unserer Welt zu beobachten.

Emergenz: Strukturen der Selbstorganisation in Natur und Technik
Von Klaus-Dieter Sedlacek et al.
Preis: EUR 14,90
Broschiert: 192 Seiten
Verlag: Books on Demand Gmbh (August 2010)
ISBN-13: 978-3839179970

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El Niño beeinflusst Strömungspumpe in der Antarktis

Im antarktischen Weddell-Meer sinken großen Mengen Wasser von der Meeresoberfläche in die Tiefe ab und treiben damit das globale Band der Meeresströmungen an. Meeresforscher aus Kiel und aus den USA konnten jetzt anhand einer Langzeitmessung nachweisen, dass der Strömungsmotor dort starken Schwankungen unterliegt, die eng mit Wetter- und Klimaphänomenen zusammenhängen. Die entsprechende Studie erscheint in der aktuelle Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Nature Geoscience.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft

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Die schrägen Töne der Erdmännchen

Unregelmässigkeiten in Lautäusserungen kommen bei Mensch und Tier vor. Jetzt fanden Verhaltensbiologen der Universität Zürich heraus, dass auch Erdmännchen so kommunizieren. Die so genannt nicht-linearen Lautphänomene sorgen bei den geselligen, kleinen Raubtieren für verstärkte Aufmerksamkeit. Die Erdmännchen in der Gruppe befolgen solche Warnrufe stärker als harmonische Rufe.
Quelle: Pressemitteilungen – idw – Informationsdienst Wissenschaft