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Bedeutende Theorien des 20. Jahrhunderts

Relativitätstheorie, Kosmologie, Quantenmechanik und Chaostheorie

AutorWerner Kinnebrock
VerlagDe Gruyter Oldenbourg
Erscheinungsjahr2013
Seitenanzahl221 Seiten
ISBN9783486735826
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis34,95 EUR

Das vergangene Jahrhundert veränderte die klassische naturwissenschaftliche Sichtweise gewaltig. Die Quantentheorie, die Relativitätstheorie oder die Chaostheorie, um nur einige zu nennen, gaben völlig neuen, fast revolutionären Denkansätzen Raum. Es ist das Anliegen dieses Buches, all diese Theorien und ihre Folgerungen leicht verständlich und unterhaltsam darzustellen.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
1 Einleitung13
2 Die klassische Physik oder das sichere Wissen15
2.1 Die Ausgangslage – Scholastik und griechische Philosophie15
2.2 Der Beginn naturanalytischen Denkens – Kopernikus, Kepler, Galilei18
2.3 Der Begründung neuzeitlichen Denkens – René Descartes20
2.4 Die neue Mechanik – Isaac Newton22
Newton und sein Weltbild in der Folgezeit24
Die Probleme mit dem Licht25
2.5 Elektrische Erscheinungen – Faraday und Maxwell27
2.6 Determinismus29
2.7 Zufall und Wahrscheinlichkeit31
2.8 Das Ende der klassischen Physik33
3 Die Spezielle Relativitätstheorie oder das Ende der absoluten Zeit35
3.1 Der Äther35
3.2 Die Lichtgeschwindigkeit ist konstant36
3.3 Nicht alle Uhren gehen gleich38
3.4 Wer reist, altert langsamer38
3.5 Myonen – messbar und doch nicht vorhanden?39
3.6 Das Zwillingsparadoxon40
3.7 Größer als Lichtgeschwindigkeit?40
3.8 Gleichzeitig ist nicht gleichzeitig42
3.9 Kausalität43
3.10 Massen sind nicht unveränderlich45
3.11 Masse und Energie46
3.12 Die Längenkontraktion47
3.13 Relativitätstheorie und Elektrizität48
3.14 Maxwells Gleichungen und die Relativitätstheorie50
4 Die Allgemeine Relativitätstheorie oder der gekrümmte Raum53
4.1 Schwere und träge Masse53
4.2 Gekrümmte Lichtstrahlen55
4.3 Uhren im Gravitationsfeld56
4.4 Längen im Gravitationsfeld57
4.5 Planetenbahnen werden vermessen58
4.6 Ist der Weltraum gekrümmt ?60
4.7 Die Welt der Flächenmenschen61
4.8 Die Raumkrümmung63
5 Kosmologie oder die Unermesslichkeit des Raumes67
5.1 Das kosmologische Prinzip und die Geometrie des Alls67
5.2 Astronomisches69
5.3 Der Doppler-Effekt71
5.4 Das All dehnt sich aus72
5.5 Die Einsteinschen Gleichungen74
5.6 Die Raum-Zeit-Struktur des Alls74
5.7 Moleküle, Atome, Elementarteilchen77
5.8 Die Hintergrundstrahlung78
5.9 Was geschah nach dem Urknall?79
5.10 Löcher im All?82
5.11 Die Grenzen des Alls83
5.12 Dunkle Materie und dunkle Energie84
6 Die Quantenmechanik oder das Ende der Objektivität85
6.1 Die Anfänge86
Max Planck und die Quantisierung86
Das Doppelspaltexperiment88
Atome90
Materiewellen93
Die Schrödinger-Gleichung95
Die Lösung der Schrödinger-Gleichung97
Die Unschärferelation99
6.2 Fakten und Aussagen101
? (x,t) und Messungen101
Niels Bohr versus Albert Einstein103
Das EPR-Paradoxon106
Das Bellsche Theorem108
Experimente zur Bestätigung der Quantenmechanik109
6.3 Folgerungen110
Mikroskopische Realität110
Makroskopische Realität111
Ganzheit und Einheit113
Quantentheorie und Philosophie115
Quantentheorie, Gehirn und Bewusstsein117
Quantentheorie und Erkenntnis119
Quantentheorie und Psychologie120
Quantentheorie und Evolution121
6.4 Dekohärenz122
7 Chaostheorie oder das Ende der Berechenbarkeit125
7.1 Zukunft und Berechenbarkeit125
Die Berechenbarkeit von Ereignissen126
Ist das Sonnensystem stabil?127
Der Schmetterlingseffekt129
Das Ende der Kausalität?131
Attraktoren und Stabilität133
Seltsame Attraktoren140
Turbulenzen und Attraktoren142
7.2 Von der Ordnung zum Chaos142
Die logistische Gleichung143
Naturkonstanten der Chaostheorie148
7.3 Die Geometrie der Natur149
Die fraktale Geometrie149
Gebrochene Dimensionen153
Fraktale155
Wie entstehen Julia-Mengen?156
Die Mandelbrot-Menge162
Fraktale und Chaos166
Fraktale und die Formen der Natur167
7.4 Folgerungen aus der Chaostheorie168
Ordnung und Chaos168
Chaos in der Medizin169
Der Reduktionismus171
Holismus und Reduktionismus172
Chaos, überall Chaos173
7.5 Bilder176
8 Ordnung aus dem Chaos oder die Frage nach dem Leben183
8.1 Ordnung aus dem Chaos183
Chaos und Ordnung183
Die Entropie184
Evolution und Entropie186
Konservative und dissipative Systeme186
Ordnung aus dem Chaos188
8.2 Vom Ursprung des Lebens190
Die DNS – Baustein des Lebens190
Die Anfänge194
Die erste Zelle195
Evolution als Selbstorganisation197
9 Grenzen mathematischer Logik oder unentscheidbare Sätze201
9.1 Kalkül und Beweise201
Was ist Wahrheit?201
Der Kalkül am Beispiel der Geometrie202
Die Unabhängigkeit der Axiome und die Nichteuklidische Geometrie204
Kann ein Computer denken?205
Begreifbarkeit und Erkennbarkeit207
Der Gödelsche Satz210
9.2 Grenzen der Mathematik211
Modell und Wirklichkeit211
Der Begriff Unendlich213
Wie real sind mathematische Objekte?214
Anhang217
Literatur221
Personenverzeichnis225
Sachverzeichnis227

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