Menschen Wissenschaft Politik Mystery Kriminalfälle Spiritualität Verschwörungen Technologie Ufologie Natur Umfragen Unterhaltung

Der Informationsbegriff in der Physik

150 Beiträge, Schlüsselwörter: Information, Informationsbegriff

Der Informationsbegriff in der Physik

29.07.2019 um 18:54
ich bin da ja schon einmal ins "fettnaepfchen" getreten, weil ich meinte das _abgeschlossene_ systeme reine idealisierungen sind und daher in der natur nicht vorkommen koennen, abgesehen davon waeren sie ja nicht beobachtbar.

daher die frage: ist dem so?


melden
Anzeige

Der Informationsbegriff in der Physik

29.07.2019 um 19:01
@neoschamane
neoschamane schrieb:ich bin da ja schon einmal ins "fettnaepfchen" getreten, weil ich meinte das _abgeschlossene_ systeme reine idealisierungen sind und daher in der natur nicht vorkommen koennen,
Abgeschlossene System sind ein Konzept das sich in der Natur nicht finden lässt (lassen wir mal Universumdiskussionen außen vor). Dennoch gibt es z.B, experimentelle Aufbauten die einem abgeschlossenen System unterschiedlicher Genauigkeit nahekommen.

Eine gute isolierte Teekanne z.B. hält Wärme und Materie für eine bestimmte Zeit, sagen wir 10 Std. Für kleine Zeiträume z.B. 1 Sekunde ergeben sich dan keine großen Abweichungen zsichen thoeretische Vorhersage und Relität.


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

29.07.2019 um 19:18
Am Rande: Da die Begriffe "geschlossenes System" und "abgeschlossenes System" bei nahezu jeder entsprechenden Diskussion Verwirrung stiften, empfehle ich, statt "abgeschlossenes System" den ebenfalls zulässigen Begriff "isoliertes System" zu verwenden.

@neoschamane:
neoschamane schrieb:... ich meinte das _abgeschlossene_ systeme reine idealisierungen sind ...
Obwohl das in der Theorie zutrifft, kann man -- wie @mojorisin bereits schrieb -- viele Systeme in der Praxis völlig problemlos als abgeschlossene bzw. isolierte Systeme betrachten. Es ist i.d.R. nicht besonders schwierig, Obergrenzen für den Materie- und Energieaustausch eines Systems mit der Umgebung anzugeben. Sofern diese Obergrenzen für die jeweilige Betrachtung vernachlässigbar niedrig sind, kann man das System als abgeschlossenes bzw. isoliertes System betrachten.


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

29.07.2019 um 20:44
Ich möchte noch einmal betonen:
mojorisin schrieb:Fun fact: Wenn man genau hinschaut erkennt man hier zwei Variablen, die in dieser Kombination auch in der Unschärferealation auftauchen. Das hat tatsächlich System.
Es gibt manchmal so richtige Wow-Momente, bei denen sich plötzlich ein ganzes Bild erschließt. Als ich diesen Zusammenhang erkannte, das war so ein Moment.


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

29.07.2019 um 21:11
mojorisin schrieb:Als ich diesen Zusammenhang erkannte
Geben wir diesem Zusammenhang doch einfach einen Namen ... Entropische Unbestimmtheitsrelation.

Jetzt brauchen wir nur noch das Produkt aus Ortsunschärfe und Impulsunschärfe zu nehmen, und schon haben wir das Mojorisinsche Informationsquantum.

Ich rufe schon mal in Stockholm an :)


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

29.07.2019 um 22:24
@Peter0167
Peter0167 schrieb:Jetzt brauchen wir nur noch das Produkt aus Ortsunschärfe und Impulsunschärfe zu nehmen, und schon haben wir das Mojorisinsche Informationsquantum.
:-) So wars nicht gemeint. Ich habs erkannt als ich ein Physikbuch las, selber drauf gekommen bin ich nicht.

Aber noch mal ernsthaft: In der klassischen Mechanik können wir Partikel eindeutig mit einer Ortsmarkierung x und einer Geschwindigkeit v bzw. einem Impuls p labeln.

Bild1

Laut der klasssichen Mechnik können wir für jedes Teilchen die genaue Lokalisation unendlich präzise im Phasenraum bestimmen. Das heißt wir wissen genau wie schnell es ist und wo es sich befindet. Wie @uatu hier schon angedeutet hat, ist das aber unmöglich, da wir dafür unendlich viel Information benötigen würden, wenn wir eine beliebige Präzision erreichen würden.

Nun was bedeute das das wir keine unendlich genau Präzision erreichen können. Planck hat dasPlancksche Wirkungsquantum gefunden, und das hat sehr viel mit dem Phasenraum zu tun. Im Prinzip bedeutetd das das der Phasenraum nicht kontinuierlich ist sondern das sich die Teilchen nur lokalisieren lassen innerhalb ganz bestimmten Flächen, den sogenannten Phasenraumzellen:

Bild2
In diesem Bild sehen wir 3 Beipiele für solche Elementarzellen. Was ist die Geminsamkeit: Der minimale Flächeninhalt aller Zellen ist gegeben mit A = \Delta p \Delta x = h, dabei entspricht h dem Planckschen Wirkungsquantum.

Nun was passiert wenn wir ein Teilchen genau messen wollen hinischtlich Geschwindigkeit und Ort? das sind dann folgendermaßen aus:

Bild3

Bei Teilchen eins wird versucht möglichst genau der Ort zu ermittlen, Da der Flächeninhalt aber nicht kleiner sein darf als h wird der Impuls immer breiter. Bei Teilchen zwei sind Impuls- und Ortsungenauigkeit asugewogen und bei Teilchen drei wissen wir den Impuls genauer dafür den Ort weniger genau.

Diese Betrachtung zeigt die Unschärferelation in einem komplett anderen aber einfach verständlicheren Licht. Aber es gibt noch ein weitaus wichtigere Schlussoflgerung. Dadaurch das der Phasenraum nicht kontinuierlich ist sondern diskret, also endlich, kann man den Teilchen auch ein Wahrscheinlichkeit zuordnen sich in iner bestimmten Zelle zu befinden.

Dieser Ansatz der Phasenraumzellen lässt fantastische SChlussfolgerungen zu:
Fermi Druck

Ok ich will hier mal aufhören, aber hier öffnet sich ein ganzes Sammelsurium an Verbindungen in der Physik, in das es sich wirklich lohnt mal einen Blick hineinzuwerfen.

Um aber auf das Thema zurückzukommen, der diskrete Phasenraum macht es möglich das wir eine konkrete Wahrwscheinlichkeit angeben können, mit der sich ein Teilchen in einem bestimmten Zustand befindet. Das deshalb weil es nur eine endlich Anzahl an Wahrscheinlichkeiten gibt.


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 00:03
Danke, Peter, endlich mal wieder ein interessantes Thema!

Ich finde die Diskussion extrem spannend, muss mich allerdings noch genauer einlesen. Auf die Gefahr hin, dass es die folgenden Gedanken schon gab und ich sie überlesen habe...

Eine Frage hat sich mir sofort gestellt: Ist es überhaupt möglich (nötig?), dass wir uns auf einen einzigen Informationsbegriff einigen? Wir haben ja auch keinen einheitlichen Energiebegriff... Klar, chemische Energie ist irgendwie nicht ganz so „grundsätzlich“ wie kinetische Energie. In ihrem Anwendungsbereich funktioniert sie aber gut...

Man könnte also sagen: Über Entropie lässt sich ein sehr grundsätzlicher Informationsbegriff definieren. Trotzdem sind auch die Morsezeichen, die man mit einem gepulsten Laser übermittelt werden, eine (weniger grundsätzliche) Art der Information(sübertragung). Aber m.E. nicht weniger physikalisch, z.B. im Kontext der Relativitätstheorie (da der Laser ja ein EM-Feld ist...).

Ach ja, noch eines:
Naturalist schrieb:Es wäre dann lediglich eine Zugabe von Beobachterseite, die den Mond beschreibt und als Aussage "Der Mond ist da." den Beobachter und alle sonstigen Empfänger, die diese Aussage verstehen können, darüber informiert (hier im üblichen Wortsinn), dass der Mond sich an der Stelle befindet, wo man ihn gesehen hat. Für den Mond hat es keine Relevanz, ob ihn jemand beobachtet, darum erscheint mir die Anwendung des Informationsbegriffs (im Sinne Shannons) überflüssig zu sein.
Sicher? ;)

http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2012/10/10/quantenmechanik-und-realitat/?all=1


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 10:47
Arrakai schrieb:Eine Frage hat sich mir sofort gestellt: Ist es überhaupt möglich (nötig?), dass wir uns auf einen einzigen Informationsbegriff einigen?
Mehr "Informationen" findest du auf dem englischen Wiki-Artikel:

Wikipedia: Physical_information

Ich denke aber die Frage ist erstmal, eine Gefühl dafür zu bekommen was man in der Physik unter Information versteht. Und das ist auch schon mit der Energie schwierig.


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 13:28
@Arrakai
Arrakai schrieb:Wir haben ja auch keinen einheitlichen Energiebegriff
Ich denke es gibt zwei fundamental Energieformen die wir unterscheiden müssen: Potentielle Energie und kinetische Energie. Die anderen Formen lassen siech daraus ableiten. Z.B. ergibt sich chemische Energie letzendlich aus der potentielle Energie resultierend aus der elektromagnetischen Wechselwirkung und den kinetischen Energien der Elektronen. Kernenergie ist ebenfalls potentielle Energie resultierend aus der starken Wechselwirkung.

Das nur diese zwei Energieformen fundamental sind zeigt sich am Aufbau des Lagrangian. Die Lagrange Funktion hängt nur ab von der kinetischen und potentiellen Energei. Das Konzept des Lagrange Formalismus ist so stark und fundamental, das es grundlegende Anwendung findet in allen Bereichen der Physik und auf der letzlich alle Herleitungen der modernen Physik basieren.

Für die Defintion der Information gibt es ähnliche Überlegungen. Das heißt es gibt Ideen eine Lagrange-Funktion für die Information aufzustellen:
Thus, if the effect has an intrinsic information level J but is observed at information level I, the physical information is defined to be the difference I − J. This defines an information Lagrangian.
Wenn der Effekt also ein intrinsisches Informationsniveau J hat, aber auf dem Informationsniveau I beobachtet wird, wird die physikalische Information als die Differenz I - J definiert. Dies definiert eine Lagrange-Funktion der Information.
Wikipedia: Physical_information#Extreme_physical_information


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 13:49
mojorisin schrieb:Die möglichen Besetzungsmöglichkeiten des Ortes ist nur ein Teil der Betrachtung der andere Teil ist der Impuls.
Ich muss da doch nochmal nachhaken. In deinem Beispiel wurden die Teilchen auf Kosten der Impulsgenauigkeit im Ort eingeschränkt, wobei nach deiner Aussage die Entropie eher zunimmt. Bedeutet das nun, dass der Impuls bei der Betrachtung der Entropie einen höheren Stellenwert hat, als der Ort, oder sind die eher gleichberechtigt, bzw. muss das im Einzelfall entschieden werden?


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 13:52
mojorisin schrieb:Ich denke es gibt zwei fundamental Energieformen die wir unterscheiden müssen: Potentielle Energie und kinetische Energie. Die anderen Formen lassen siech daraus ableiten. Z.B. ergibt sich chemische Energie letzendlich aus der potentielle Energie resultierend aus der elektromagnetischen Wechselwirkung und den kinetischen Energien der Elektronen. Kernenergie ist ebenfalls potentielle Energie resultierend aus der starken Wechselwirkung.
Genau. Ich sage ja nur, dass die chemische Energie nicht weniger physikalisch ist, sondern nur weniger Grundlegend...

Und es gibt zwei Spezialfälle, thermische Energie und Gravitationsenergie. Diese beiden Energieformen haben zusätzliche Eigenschaften zur „normalen“ kinetischen Energie. Gehört im Detail nicht zum Thema, daher führe ich es nicht weiter aus.

Aber auch hier sehe ich Parallelen zur Information. Um den anschaulichen mit dem physikalischen Begriff zusammenzuführen könnte man doch sagen, dass es physikalische Informationen gibt die die zusätzliche Eigenschaft haben, dass Menschen sie direkt auswerten können (z.B. Licht).


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 14:11
@Arrakai
Arrakai schrieb:thermische Energie
ist eine Mischung aus kinetischer und potentielle Energie
Arrakai schrieb:Gravitationsenergie
ist potentielle Energie
Arrakai schrieb:Um den anschaulichen mit dem physikalischen Begriff zusammenzuführen könnte man doch sagen, dass es physikalische Informationen gibt die die zusätzliche Eigenschaft haben, dass Menschen sie direkt auswerten können (z.B. Licht).
Ich bin das mittlerweile sehr pragmatisch geworden, d.h. ich denke so ein Ansatz hat dann einen Wert wenn er sich formalisieren lässt. Genauso wie Shannon den Informationsbegriff formalisiert hat. Was mir bei der oberen Idee nicht gefällt ist das sie den Menschen in den Mittelpunkt rückt. Physikalische Grundlagenmodelle sollten nicht vom Menschen abhängen. D.h. physikalische Information sollte eine Eigenschaft oder Zustand beschrieben, unabhängig ob der Mensch in irgendeiner Weise was mit dieser Information anfangen kann oder ob er ein Sinnesorgan dafür entwickelt hat.

Beipielsweise ist das Konzept der elektormagnischen Wellen völlig unabhängig von der Sinneswahrnehmung des Menschen. Das der Mensch elektromagnetische WEllen bestimmter Frequenz als Farben wahrnimmt ist für die Grundlagentheorie völlig unwichtig. Alle elektromagnetische WEllen lassen sich vollständig charakterisieren durch ihre Frequenz, Polarisation und Amplitude. Es gibt außer diesen Kriterien keinen Unterschied zwischen den Wellen, es gibt z.Bl in der Physik keine elektromagnetischen Wellen mit der Eigenschaft blau oder rot.

Genausowenig sollten wir in der Physik einen Informatiionsbegriff einführen, der die Eigenschaft "menschlich auswertbar" trägt.


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 14:28
@Peter0167
Peter0167 schrieb:edeutet das nun, dass der Impuls bei der Betrachtung der Entropie einen höheren Stellenwert hat, als der Ort, oder sind die eher gleichberechtigt, bzw. muss das im Einzelfall entschieden werden?
Gleichberechtigt. Man sagt jede Variable definiert einen Freiheitsgrad und die Freiheitsgrade sinf gleichberechtigt. In den Diagrammen mit einer Ortsachse und einer Impulsachse hat ein Teilchen zwei Freiheitsgrade und diese sind beide gleichberechtigt.

Die Entropie wird nun berechnet anhand der Anzahle der möglichen Mikrozustände. EIn Mikrozustand ist dabei defniert als ein Punkt im Phasenraum, d.h. es kann sowohl über den Ort variieren als auch über den Impuls.

Wikipedia: Mikrozustand

Ich habe mich teilweise schlampig ausgedrückt, auch weil Thermodynamik nicht mein Spezialgebiet ist. Z.B, kann man viel lernen wenn man schaut wie sich die Entropie bei verschiednen Zustandsveränderung ändert oder auch nicht ändert.

Beim Zusammenfallen des Gasnebels sollte z.B. die Entropie konstant bleiben wenn das System adiabatisch ist also abgeschlossen.


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 14:41
mojorisin schrieb:Gleichberechtigt.
Das klingt plausibel, ich glaube so kann ich das jetzt abspeichern :D
mojorisin schrieb:D.h. physikalische Information sollte eine Eigenschaft oder Zustand beschrieben, unabhängig ob der Mensch in irgendeiner Weise was mit dieser Information anfangen kann oder ob er ein Sinnesorgan dafür entwickelt hat.
So würde ich mir das auch wünschen, aber lässt sich das wirklich immer so einfach trennen? Bei deinem Beispiel mit den Eigenschaften von elektromagnetischen Wellen gehts schon los. Für Aussagen zur Polarisation braucht man schon mal ein Koordinatensystem. Die Natur hat sowas nicht, daher hat sich der Mensch was ausgedacht, um überhaupt die Polarisation als Information nutzen zu können. Ebenso bei der Frequenz und Amplitude.

Wenn man also "blau" und "rot" als Eigenschaft ausschließt, weil das erst durchs Anlegen eines "menschlichen Maßstabs" eine Aussagekraft hat, dann muss man auch so konsequent sein, und die Polarisation als Informationsquelle ausschließen.

Ich hoffe, das war jetzt nicht zu pragmatisch :D


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 14:51
Peter0167 schrieb:Ich hoffe, das war jetzt nich zu pragmatisch :D
Nein :-)
Peter0167 schrieb:Für Aussagen zur Polarisation braucht man schon mal ein Koordinatensystem. Die Natur hat sowas nicht, daher hat sich der Mensch was ausgedacht, um überhaupt die Polarisation als Information nutzen zu können.
Aber das Koordinatensystem ist wiederum unabhängig von der Sinneswahrnehmung der Menschen, siehe z.B. das unintuitive 4D Koordinatnesystem in der Relativitätstheorie. Und Polarisation ist ein Effekt der messabr ist. Blau ist nicht messabr. Die Frequenz ist messbar. Die Amplitude ebenso.

Aber ich kann dein Einwand nachvollziehen. Natürlich gehen wir erstmal von unserer erfahrbaren Welt aus. Also z.B. drei Raumkoordinate, universel ablaufende Zeit. Erst aber die Fähigkeit uns von unsere Wahnrnehmung zu lösen also abstrakter zu Denken ermöglicht es uns grundlegndere Dinge und Gemeinsamkeiten der Natur zu entdecken. Was ist messabr und was ist Interpretation ist oftmals gar nicht so einfach zu trennen.

Noch ein Beipiel: Z.B. ist es verführerisch zu sagen wenn man eine elektromagnetische WElle mit 400 nm misst, zu sagen man hat eiine blaue Welle gemessen, also ist blau messbar. Die Zuordnung blau <--> 500 nm basiert aber nur auf unserer Wahrnehmun und ist subjektiv, während die 500 nm objektiv sind. In dem Sinne ist auch Polarisation ist ein objektiver messbare Zustand.

Diese Unterscheidung ist aber nicht immer einfach, aber es ist das was Physik (und noch mehr die MAthematik) grundlegende ausmacht. Uns von unserer Subjektivität zu lösen und die Natur möglichst Objektiv zu beschreiben.

Aber jetzt genug OffTopic zurück zur INformatiion :-)


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 15:15
mojorisin schrieb:Arrakai schrieb:
thermische Energie

ist eine Mischung aus kinetischer und potentielle Energie

Arrakai schrieb:
Gravitationsenergie

ist potentielle Energie
Ich sprach von zusätzlichen Eigenschaften.

Bei der thermischen Energie kann die kinetische Energie nicht mehr vollständig in andere Energieformen umgewandelt werden. Die thermische Energie ist sozusagen eine Senke, in der alles verschwindet, was bei anderen Umwandlungen liegen bleibt. Für das Thema Entropie ist das eine nicht ganz unwichtige Eigenschaft...

Die Gravitationsenergie ist noch mal ein ganz anderer Sonderfall. Zum einen kann sie nicht lokalisiert werden, da die Raumzeit lokal immer divergenfrei ist. Zum Anderen ist es sonderbar, dass Gravitationswellen bspw. auch dann entstehen, wenn zwei vollkommen kräftefreie Kugeln umeinander rotieren. Klar, die Gravitationswelle gewinnt so viel Energie, wie der Rotation (kinetische) Energie verloren geht. Aber welche Kraft bringt die Kugeln überhaupt dazu, von ihren Geodäten abzuweichen? Hier zeigt sich m.E. ziemlich deutlich, dass an der Gravitationsenergie was dran sein muss, das sie von anderen Energieformen unterscheidet... (Das Thema hatte ich vor kurzem lustiger Weise in einer anderen Diskussion, die wurde aber nicht zu Ende geführt...)
mojorisin schrieb:Aber das Koordinatensystem ist wiederum unabhängig von der Sinneswahrnehmung der Menschen, siehe z.B. das unintuitive 4D Koordinatnesystem in der Relativitätstheorie.
Naja, unabhängig von den Wahrnehmungen eines Beobachters allerdings nicht. In Schwarzschild-Koordinaten bleibt der Freifaller aus Sicht des Koordinatenbeobachters kurz vor dem EH stehen, in Gullstrand–Painlevé-Koordinaten fällt der Freifaller durch den EH durch. Der EH ist daher nur eine Koordinatensingularität, die sich je nach Wahrnehmung auflöst (das hatten wir vor kurzer Zeit ja an anderer Stelle mehr als ausführlich diskutiert...;) ). Echte physikalische Effekte sind nicht von Koordinaten abhängig, Koordinaten werden vom Menschen einfach frei und willkürlich gewählt.


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 15:41
@Arrakai
Arrakai schrieb:Die thermische Energie ist sozusagen eine Senke, in der alles verschwindet, was bei anderen Umwandlungen liegen bleibt. Für das Thema Entropie ist das eine nicht ganz unwichtige Eigenschaft...
Naja das ist sehr salopp formuliert. Ich denke es geht dir um den Begriff der Wärmetodes. Trotzdem ist dein Satz oben nicht klar zu verstehen. In wiefern sollte thermische Energie ine Senke sein? Z.B. kann man thermische ohne Probleme in andere Energieformen umwandeln, was man in jedem Stromkraftwerk auch tut.
Arrakai schrieb:Die Gravitationsenergie ist noch mal ein ganz anderer Sonderfall. Zum einen kann sie nicht lokalisiert werden, da die Raumzeit lokal immer divergenfrei ist.
Das hängt natürlich davon ab in welchem Kontext man Gravitationsenergie betrachtet. Gravitationsenergie in der Relativitätstheorie ist natürlich nochmal ein andere fall, auch Energieerhaltung etc. Ich denke aber nicht das wir hier in Relativitätstheorie oder gar in Thermodynamik im Rahmen der ART abdriften sollten.Für ersteres gibt es mehr als genug andere Threads zweiteres ist High-End Forschung und ich denke nicht das wir das hier sinnvoll diskutieren können.
Arrakai schrieb:Echte physikalische Effekte sind nicht von Koordinaten abhängig, Koordinaten werden vom Menschen einfach frei und willkürlich gewählt.
Stimmt, absoluit richtig. Daher nocheinmal der Verweis an die Lagrange-Funktion wo man mit generalsierten Koordinaten arbeitet, d.h. physikalischen Gesetzen die koordinatenunabhängig sind.

Interessanterweise tun sich viele Studenten, mit dem Stoff schwer weil es abstrakter wird, dafür bekommt man wesentlich fundamnetaler Einblicke.


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 16:00
mojorisin schrieb:Das was du hier schreibst ist richtig aber nicht vollständig. 1. Teilchen befinden sich an einem bestimmten Ort (das hast du genannt)2. Teilchen besitzen einen bestimmten Impuls (das hast du nicht genannt)
Ups, ja stimmt. An den Impuls hatte ich garnet gedacht :) .
Es ist ja nicht nur der Ort der sich verändert wenn Teilchen die Neigung haben sich gleichmäßig zu verteilen
sondern auch der Impuls. Die verlieren kinetische Energie (in Form von Strahlung), die Temperatur sinkt und
das System wird "unordentlicher" ( hat weniger Information).

Auweia, jetzt stehe ich aber komplett aufm Schlauch wenn Gravitation dazu kommt ( hab sowieso noch nicht wirklich
die Begriffe Energie, Entropie verstanden und ganz viele andere auch net ).


Wenn Gravitation mit ins Spiel kommt können sich Teilchen ja eigentlich gar nicht mehr gleichmäßig verteilen
weil die Schwerkraft sie zwingt sich zusammen zu finden. In dem Moment wo sich ein Gravitationsfeld bildet
bekommen die Teilchen dort eine potentielle Energie und die wandelt sich dann um in kinetische Energie
weil die Teilchen ja bestrebt sind sich hin zu dem Gravitationszentrum zu bewegen. Dann steigt auch ihr Druck und
die Temperatur wieder. Dann kann sich durch die Eigenschaft der Raumzeit ( Gravitation) auch wieder Struktur
und Anordnung der Materie bilden und es entstehen Galaxien, Sterne, Planeten usw..., und die sind dann
örtlich sogar lokalisierbar und die Unordnung nimmt ab (die Ordnung darin / Information nimmt zu).

Das verstehe ich nicht weil der 2. Hauptsatz der Thermodynamik sagt:
Die Unordnung im Universum kann nur zunehmen. Ist ja auch verständlich. Die Wahrscheinlichkeit dass
eine auf dem Boden zersplitterte Tasse sich von selbst wieder zusammen setzt ist quasi fast 0.

Aber irgendwie wirkt dann doch die Gravitation der Entropie entgegen (wie eine Art von Gegenspieler).
Sie strukturiert Teilchen (Materie) / aus ihr entsteht Anordnung und damit mehr Information über
das System (Penrose hatte sich mal in der Art geäußert dass Gravitation im Widerspruch zu dem 2.Haputsatz
der Thermodynamik steht, hatte ich mal irgendwo gelesen ).
Laut Thermodynamik kann die Unordnung der Welt nur zunehmen. Im sichtbaren Widerspruch
hierzu drückt die Schwerkraft alles zusammen. Unter Einwirkung der Schwerkraft nimmt die Organisation
der Materie entgegengesetzt den Gesetzten der Thermodynamik ständig zu. Dabei entstehen immer
komplexere Moleküle, einschließlich der Moleküle des Lebens. Der Widerspruch ist scheinbar. Das
Zusammenziehen der Materie wird von einer Ausstrahlung der überflüssigen Energie begleitet. Die Ausstrahlung
der elektromagnetischen Energie bewirkt wiederum die Zunahme der Entropie oder Unordnung überall
dort, wo diese Energie ankommt und auf Widerstand trifft. Die wachsende Ordnung stößt die Unordnung
aus. Mit dem einen nimmt das andere zu.
Hmmm, die Eigenschaft der Raumzeit (sich zu krümmen) sorgt mit dafür dass sich Ordnung bildet.
Nur so Gedanken von mir (ich glaub so eine Art von Kauderwelsch), egal, hihi....,
Albert Einstein hat gesagt: Phantasie ist wichtiger als Wissen :D
Ich hab aber immer öfter die Gedanken: Lasse es, du kapierst das alles sowieso nie.

Liebe Grüße von mir


melden

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 16:26
@Sonni1967
Sonni1967 schrieb:Ich hab aber immer öfter die Gedanken: Lasse es, du kapierst das alles sowieso nie.
Keiner wird je alles kapieren, aber es lohnt sich doch soviel wie möglich zu verstehen. Ich sehe es jedenfalls so :-)
Sonni1967 schrieb:Aber irgendwie wirkt dann doch die Gravitation der Entropie entgegen (wie eine Art von Gegenspieler).
Das ist ein Fehlschluss denn es gibt ja, wie du selbst schreibst, grundsätzlich zwei (oder natürlich mehr) Freiheitsgrade: Impuls und Ort. Die Gravitation, als Ursache des Gaskollapses, verringert die Möglichkeiten der Teilchen sich weit über den Raum zu verteilen. Das ist aber nur eine Seite der Medaille. Die potentielle Energie geht beim Kollaps über in thermische Energie, und erhöht damit die Möglichkeiten der Teilchen sich über einen größerne Impulsbereich zu verteilen. Bei der adiabatischen Zustandsänderung bleibt daher die Entropie kostant.
Sonni1967 schrieb:Hmmm, die Eigenschaft der Raumzeit (sich zu krümmen) sorgt mit dafür dass sich Ordnung bildet.
Diese Aussage beruht auf der Annahme die Entropie hängt nur vom Ort der Teilchen ab, was wie gezeigt nicht stimmt. Daher ist die Aussage falsch.
Sonni1967 schrieb:Albert Einstein hat gesagt: Phantasie ist wichtiger als Wissen
Diese Zitat lese ich leider sehr oft, wobei ich selbst das gesamte Originalzitat von Einstein nicht mag: "Phantasie ist wichtiger als Wissen, denn Wissen ist begrenzt." Was Einstein hier vergisst: Auch Phantasie ist begrenzt, der Mensch mag sich das nur nicht gern eingestehen. Ich denke aber das Zitat wird auch oft eingesetzt um eine Rechtfertigung dafür zu haben, dass Wissen das man sich hart erarbeiten muss nicht so wichtig sei wie Phantasie. Wobei man unter Phantasie versteht einfach seinen Gedanken freien Lauf zu lassen, was natürlich angenehm ist da die mit keinem Aufwand verbunden ist (Das ist nicht auf dich bezogen. Das beruht auf meiner Erfahrung in welchen Zusammnehängen ich das Zitat schon so oft gelesen habe)


melden
Anzeige

Der Informationsbegriff in der Physik

30.07.2019 um 16:58
mojorisin schrieb:Naja das ist sehr salopp formuliert. Ich denke es geht dir um den Begriff der Wärmetodes. Trotzdem ist dein Satz oben nicht klar zu verstehen. In wiefern sollte thermische Energie ine Senke sein? Z.B. kann man thermische ohne Probleme in andere Energieformen umwandeln, was man in jedem Stromkraftwerk auch tut.
Ne, ich meine die Dissipation. Potentielle Energie wird (makroskopisch betrachtet) eben nicht zu 100 % in kinetische Energie umgewandelt. Das, was „verloren“ geht, verschwindet in der „Senke“. Und von dort kann man leider nicht mehr alles zurückholen, d.h. thermische Energie lässt sich nie komplett in potentielle Energie zurückverwandeln. Auch ein Kraftwerk kommt nicht weiter als bis zum Carnot-Wirkungsgrad...

Daher gibt es auch kein Perpetuum mobile. Und daher erhöht sich auch permanent die Entropie. Und jetzt sind wir schon fast wieder beim Thema...

(Zur Gravitationsenergie hätte ich noch einiges zu sagen, ist aber tatsächlich zu sehr off-topic... Es ging mir nur um deine Aussage bzgl. der zwei fundamentalen Energieformen. Ggf. sind‘s doch drei...)
mojorisin schrieb:Stimmt, absoluit richtig. Daher nocheinmal der Verweis an die Lagrange-Funktion wo man mit generalsierten Koordinaten arbeitet, d.h. physikalischen Gesetzen die koordinatenunabhängig sind.
Ja. Steht m.E. aber im Widerspruch zu deiner Aussage bzgl. Sinneswahrnehmung. Und ohne dieses Argument könnte es sie schon geben, die Information, die von der Wahrnehmung des Menschen abhängt. Erinnert irgendwie daran, dass wir nicht mal genau wissen, was ein Messprozess in der Quantenmechanik ist...


melden
297 Mitglieder anwesend
Konto erstellen
Allmystery Newsletter
Alle zwei Wochen
die beliebtesten
Diskussionen per E-Mail.

Themenverwandt