Lesermeinung - Spektrum der Wissenschaft

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• Sprachursprung in West-u. Südwestafrika(?)

  14.04.2012, Ulrich Vogt
  Lt. des Artikels von Quentin Atkinson, University of Auckland, entstand die Sprache in Süd-westafrika. Als gesichert gilt der Ursprung der Menschheit in O S T - Afrika, somit hätte ich auch die Sprachentstehung in Ostafrika vermutet. Wie kommt es zu dieser lokalen "Diskrepanz"?

  Antwort der Redaktion:
  

  Lieber Herr Vogt, vielen Dank für Ihr Interesse. Für diese Diskrepanz gibt es eine ganze Reihe denkbarer Erklärungen. Unter anderem wird beispielsweise seit der Entdeckung von Australopithecus sediba der Ursprung der Gattung Homo in Ostafrika wieder teilweise kontrovers diskutiert und von einigen Forschern tendenziell nach Südafrika verlegt.

  Aber selbst unter der Annahme, dass der moderne Mensch zuerst in Ostafrika auftrat, ist damit nicht zwangsläufig gesagt, dass auch dort die Sprache entstand. Aus Südafrika sind beispielsweise sehr frühe Zeugnisse symbolischen Denkens bekannt, die mit dem "Urknall" einer Sprachentstehung in Zusammenhang stehen könnten (bzw. der Entstehung komplexer Sprachen). Eine weitere denkbare Erklärung ist, dass der Vorfahr aller heutigen Sprachen aus Süd-/Westafrika stammt, während andere sprachliche Entwicklungszweige, die parallel in Ostafrika existierten, ausgestorben sind.

  Davon abgesehen bin ich nicht sicher, ob selbst der Autor der Studie seiner Methode ein entsprechendes räumliches Auflösungsvermögen zutraut. Der von ihm beobachtete Effekt ist ja insgesamt recht gering, und das Verfahren wahrscheinlich nicht sensitiv genug, um mit Sicherheit zwischen einzelnen Regionen eines Kontinents unterscheiden zu können. Zumal Menschengruppen ja auch seit der Entstehung der Sprache in erheblichem Maße innerhalb Afrikas hin und her gezogen sind, was die Aussagekraft der Methode verringert.

  Und nicht zuletzt gab es in der Zwischenzeit ganz erhebliche Zweifel daran, ob es den "phonemischen Gründereffekt" tatsächlich gibt: In mehreren Kommentaren bei "Science" haben Forscher ihre unterschiedlichen Kritikpunkte ausformuliert. Als fragwürdig werden dabei unter anderem das statistische Verfahren und die Auswahl der sprachlichen Daten gesehen.

  Mit freundlichen Grüßen

  Jan Dönges (Redaktion)

• Motorboote sind für Seekühe schwer erkennbar

  13.04.2012, Stephan Matthiesen
  Eine Ergänzung zu der Frage, warum Seekühe oft mit Booten kollidieren: Forscher der Florida Atlantic University fanden nach akustischen Untersuchungen, dass Seekühe die Boote in bestimmten Umgebungen einfach nicht wahrnehmen können (http://www.sciencedaily.com/releases/2008/12/081210151154.htm). Auch diese Arbeitsgruppe geht nicht von einem "schlechten Gehör" der Tiere aus. Doch im turbulenten Flachwasser um Florida würden die niederfrequenten Geräusche von Booten einfach nicht gut übertragen und zudem vom Hintergrundrauschen aus anderen Quellen überdeckt. Vor allem *vor* dem Boot ist das Motorengeräusch nicht gut hörbar.
  
  Für Delfine ist das nicht problematisch, da sie nach dem Echolotprinzip aktiv Laute ausstoßen, aber Seekühe können dies nicht und sind auf die passive Warhnehmung durch Gehör und Gesichtssinn angewiesen. Das Wasser ist aber auch zu trüb, um die Bootsrümpfe visuell zu sehen, sodass die Seekühe herannahende Boote einfach überhaupt nicht wahrnehmen können.
  
  Als Abhilfe haben die Forscher ein Warngerät entwickelt, das am Bootsrumpf montiert wird und nach vorne ein klares, nicht sehr lautes, aber höherfrequentes Warnsignal abgibt, das von Manatis schon etwa 10m vor dem Boot wahrgenommen werden kann. Diese relativ geringe Distanz reicht offenbar: In kontrollierten Studien, schreiben die Forscher, wichen 100% der Seekühe einem Boot aus, wenn das Gerät aktiv war, jedoch nur 3%, wenn es abgeschaltet war.
  

• Epizentrum

  12.04.2012, Manfred Polak
  Im Artikel heißt es: "Der USGS verortete das Epizentrum zudem in einer Tiefe von 33 Kilometern unter dem Meer,". Schon öfter war in Spektrum Online zu lesen, dass das Epizentrum eines Erdbebens in dieser oder jener Tiefe lag. Ich habe aber mal gelernt, dass das Epizentrum definitionsgemäß immer an der Erd- bzw. Meeresoberfläche liegt, während das Hypozentrum in der Tiefe liegt. Ist diese Unterscheidung außer Mode gekommen?

  Antwort der Redaktion:
  

  Sehr geehrter Herr Polak,

  Sie haben vollkommen Recht: Der Punkt, von dem ein Erdbeben ausgeht, nennt sich Hypozentrum. Es ist charakterisiert durch das Epizentrum und seine Tiefe unter der Erdoberfläche. Mittlerweile wird in der Umgangssprache beides synonym verwendet. Wir werden uns aber bemühen, die beiden Ausdrücke wieder verstärkt zu trennen.

  Mit freundlichen Grüßen
  Daniel Lingenhöhl
  Redaktionsleiter Spektrum.de

• Glaube ist nur ein Werk des Menschen

  11.04.2012, ke.mslsk
  @yoatmon
  
  Vor einiger Zeit las ich das Buch "Der Mann Moses und die monotheistische Religion" von Sigmund Freud. Auch wenn der Name des Pharaos in seiner Schreibweise oder Aussprache variieren mag, ist der Mann, von dem Sigmund Freud in diesem Buch erzählt, derselbige. Ich bin nur zufällig über das Buch gestolpert, habe mich mit der Meinung stets alleine gefühlt (als Schüler), wäre dir demnach sehr dankbar, wenn du mir sagen würdest, woher du das Wissen hast. Das Buch ist kein Action-Roman, von Freud auch nicht zu erwarten, es ist vielmehr eine psychologische, atheistische, wissenschaftliche Abhandlung über die erste monotheistische Religion, den Einfluss und der Ursprung dieser Religionsart etc. Nur so viel, gerade die Latenzzeit Echnaton - Geburt Moses ist das eigentlich psychologisch Interessante und Wesentliche...

• Kommentar zu Claus Kiefers Antwort auf "Mögliches mit Faktischem verwechselt"

  10.04.2012, Dr. Gunter Berauer, München
  Die Wellenfunktion beschreibt mit ihrer Wahrscheinlichkeitsamplitude nebeneinander bestehende Möglichkeiten dessen, was bei einer anstehenden Wechselwirkung, Beobachtung oder Messung passieren kann. Erst durch die Wechselwirkung (man kann auch sagen durch Dekohärenz) wird eine der Möglichkeiten zum Faktum, vorher gibt es noch gar kein Faktum. Es gibt in der Mikrophysik keine Dinge an sich, die wir lediglich beobachten würden, sondern sie werden erst durch die Beobachtung (Messung oder Wechselwirkung) erzeugt, und die erzeugten Fakten sind auch nicht durch verborgenen Variable miteinander verbunden. Dieses und die Tatsache, dass die Wellenfunktion nur Möglichkeiten und keine Fakten beschreibt, sind ja gerade die fundamentalen Unterschiede zur klassischen Physik und auch die wesentlichen Aussagen der Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik. Da die Quantenmechanik überhaupt keine Aussagen über Fakten macht, kann sie auch nicht vorhersagen was "ist", sie kann nur vorhersagen, was bei einer Wechselwirkung "entstehen könnte" oder "werden könnte". Deshalb kann die Quantentheorie auch nicht verhersagen, dass Schrödingers Katze gleichzeitig tot und lebendig "ist", wie Herr Kiefer im ersten Satz seiner Antwort behauptet. Es bleibt also dabei: Mögliches und Faktisches darf man nicht nur beim Lottospieler, sondern, in Übereinstimmung mit der Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik, auch und gerade in der Mikrophysik nicht in einen Topf werfen.
  

• Danke, guter Hinweis!

  08.04.2012, Michael Blume
  Genau für solche interdisziplinären Hinweise schätze ich spektrum.de! Das Buch kommt auf die Leseliste - Redaktion & Rezensenten sei Dank.
  
  Noch schöne (Oster-)Feiertage!

• und wieder mal die Sonne

  06.04.2012, Dr. Hans-Joachim Graf
  Eine sehr einseitige Rezension. Wie üblich werden die "meisten" Fachleute zitiert, die die Theorie der menschengemachten Erwärmung von Anfang an unterstützt haben. Die "meisten" Fachleute, die unter anderem nachgewiesen haben, dass diese Hypothese auf manipulierten Daten und auf - mindestens - fragwürdigen Berechnungen beruht, werden nicht bemüht. Das verhindert eine kritische Auseinandersetzung mit diesem Buch. Der Rezensent ist voreingenommen und nicht unabhängig. Damit hat er sich disqualifiziert. Eine wirkliche Auseinandersetzung mit dem Inhalt des Buchs kann so nicht stattfinden. Besonders wenn man "Die kalte Sonne" nach den Werken von A. W. Montford und R. M. Carter studiert, kommt man zu gänzlich anderen Schlussfolgerungen. Das besprochene Buch habe ich schon deshalb sofort gekauft, weil es in der Presse abwertend besprochen wird. Vom Spektrum erwarte ich eine unvoreingenommene, wissenschaftlich fundiertere Rezension.

  Antwort der Redaktion:
  

  Wir haben Sven Titz als unvoreingenommenen und unabhängig denkenden Wissenschaftler kennen und schätzen gelernt. Wie Herr Dr. Graf zu der gegenteiligen Einschätzung kommt, ist für uns nicht nachvollziehbar.

  Christoph Pöppe, Redaktion

• Betr.: Champagner für ein magisches Quadrat, Artikel von Christoph Pöppe

  05.04.2012, Bogdan Golunski
  Ich beschäftige mich mit der Problematik der magischen Figuren seit 1984. Am Anfang war eine Idee, dass für den Bau solcher Figuren mathematische Formeln verantwortlich sind. Damals hatte ich in der Hand nur ein Stück Papier und Taschenrechner. Die erste Publikation fand im Jahre 1984 in Polen in der Zeitschrift "Mlody Technik" statt. Später, 1982 bis 1985, kam ein Spielcomputer Commodore C64 zum Einsatz und schließlich ein PC. Ich habe viele mathematische Formeln für s-dimensionale magische Figuren gefunden. Auf dieser Basis habe ich ein Modell gebaut, so ähnlich wie Galaxien im All. Gleichzeitig wurden von mir viele Animationen zum besseren Verständnis gezeigt. Alles wurde in meiner Homepage www.number-galaxy.eu erfasst. Ich lade herzlich alle Fans von magischen Figuren ein.

• Ist die Strukturwandlung von Protein aufzuhalten?

  05.04.2012, Karl-Otto Eschrich
  Ein ähnlicher Vorgang wie der Strukturwandel von Protein, der in Lebewesen auftreten kann und dabei zu einer "Krankheit" führt, ist bei Kohlehydraten seit langem bekannt. Die Moleküle der Kohlehydrate können verschiedene Struktur haben. Normalerweise liegen die pflanzlichen Kohlehydrate in spiraliger Struktur vor. In einer Vermischung mit Wasser kann man einen Teig erhalten. Durch kneten werden die Spiralen gestreckt und verhaken sich dabei, wobei durch erhitzen das Wasser verdampft und die verhakten Spiralen eine zusammenhängende Struktur ergeben – das fertige Gebäck (welches durch bestimmte Füllstoffe, also Zugaben wie Fett, Öl, Zucker u. a. beeinflusst werden kann).
  Wird beim Kneten die Dehnung der Spiralen überstrapaziert, gehen die Moleküle in eine lineare Form über, die energetisch einen niedereren Zustand darstellt, der nicht ohne weiteres rückgängig gemacht werden kann. Die lineare Form der Kohlehydrate kann sich nicht verhaken, der Teig "zerfällt" und wird als Vorstufe für ein Gebäck unbrauchbar. (Ich habe es noch nicht probiert zu backen, entstehen dann Krümel oder gar Staub?)
  Wenn an einer kleinen Stelle des Teiges der Zerfall eingesetzt hat, breitet er sich ohne Zutun schnell über den gesamten Teig aus. Sicherlich auch bei einer "Impfung" eines "gesunden" Teiges mit zerfallenen.
  Glücklicherweise ist ein tierischer/menschlicher Körper nicht derart homogen wie ein Teig, wodurch ein Zerfall der Proteine nicht so schnell erfolgt. Also Vorsicht bei Alzheimer und Co, die "falschen" Proteine könnten übertragen werden.
  
  Ich bin kein einschlägiger Fachmann, deshalb ist hier sicherlich nicht alles korrekt dargestellt.

• Konrad Kleinknecht hat Recht

  04.04.2012, Christoph Barthe
  Es ist ein Skandal, mit welcher Methode diese abstruse Politik durchgesetzt wurde. Man kann über vieles streiten, aber nicht darüber, ob es ethisch vertretbar ist, das Parlament und die Öffentlichkeit zu belügen, um eine bestimmte Politik durchzusetzen. Das hat die Ethik-Kommission in ihrem Abschlussbericht aber getan.
  
  Lüge 1: Im Abschlussbericht der Ethik-Kommission heißt es auf Seite 4: "Der Ausstieg ist nötig und wird empfohlen ... Er ist möglich, weil es risikoärmere Alternativen gibt."
  Tatsächlich werden die im wesentlichen hier genannten Erneuerbaren Energien aber vorrangig für den Klimaschutz (also als Ersatz für z.B. Kohlekraft) gefördert, so steht es im EEG. Sie können deshalb nicht gleichzeitig auch als Lückenfüller für den Atomausstieg herhalten. Beides auf einmal geht nicht. Die faktische Alternative zum Atomausstieg nennt z.B. der BUND in seiner Liste aller in Bau oder in Planung befindlichen Kohlekraftwerke. Ob Kohlekraft aber im Hinblick auf den Klimawandel wirklich eine risikoärmere Alternative ist, kann man bezweifeln.
  
  Lüge 2: Auf Seite 20 heißt es: " ... Es bleibt bei der ethischen Verantwortung, dem Klimawandel genauso ernsthaft entgegenzuwirken wie die Sicherheit der Energieversorgung zu gewährleisten. ... Eine Vermutung, diese Ziele (die Klimaziele) würden durch den Atomausstieg kompromittiert, ist nicht belegt." Als Beweis für diese Behauptung verweist die Ethik-Kommission auf das Europäische Emissionshandelssystem (ETS), bei dem die CO₂-Emissionen in der EU bis 2020 gedeckelt sind, Mehremissionen in Deutschland also durch Minderemissionen in anderen Ländern ausgeglichen würden. Abgesehen von dem merkwürdigen Verständnis europäischer Klima-Solidarität, das die Kommission hier zum Ausdruck bringt, übersieht sie auch, dass das ETS derzeit praktisch wirkungslos, weil grandios überversorgt ist. Der Preis für die Tonne CO₂-Emissionen ist seit dem Energiewendebeschluß nicht etwa gestiegen, sondern gesunken. Das Preissignal, das Ausgleichsinvestitionen in anderen EU-Staaten hätte auslösen sollen, existiert gar nicht. Im Gesetzentwurf zur Änderung des Atomgesetzes vom Juni 2011 wird auf die Ergebnisse der Ethik-Kommission ausdrücklich Bezug genommen. Das Parlament hat über die Energiewende also auf der Grundlage irreführender Informationen entschieden.

  Antwort der Redaktion:
  [Gekürzt. Bitte unterlassen Sie auf einzelne Personen gezielte Schuldzuweisungen, diese tragen nicht zu der von uns gewünschten Diskussionskultur bei. Vielen Dank! (jo/Redaktion Spektrum.de)]

• Mögliches mit Faktischem verwechselt

  04.04.2012, Gunter Berauer, München
  Den Beitrag von Claus Kiefer habe ich mit Interesse gelesen, möchte aber doch auf die folgenden Ungereimtheiten in seinen Ausführungen zur Quantenmechanik hinweisen:
  
  1.) Auf Seite 35 vertritt der Autor die Interpretation von Schrödingers Gedankenexperiment, dass die Katze in dem Kasten gleichzeitig tot und lebendig sei, solange man noch nicht nachgeschaut habe, ob sie durch den Zerfall des radioaktiven Atoms bereits getötet wurde oder nicht. Diese Interpretation wird zwar immer wieder verwendet, ist aber leider falsch, weil dabei Mögliches mit Faktischem verwechselt wird. Solange der äußere Beobachter nicht in den Kasten hineingeschaut hat, gibt es für ihn noch kein Faktum, sondern lediglich die beiden Möglichkeiten „Katze tot“ und „Katze lebendig“ gleichzeitig nebeneinander, man kann in der Tat sagen, die Möglichkeiten existieren in überlagerter Form. Das gilt in exakt der gleichen Weise aber beispielsweise auch bei einen Lottospieler, für den es die beiden Möglichkeiten „gewonnen zu haben“ und „verloren zu haben“ gleichzeitig und nebeneinander gibt, solange die Lottozahlen noch nicht gezogen wurden oder ihm zumindest noch nicht bekannt sind. In der Aussage, Schrödingers Katze „sei“ gleichzeitig tot und lebendig, überlagert man aber nicht mehr Möglichkeiten, sondern Fakten. Und genau das ist sinnlos und falsch, wie man leicht am Beispiel des Lottospielers erkennt: Denn wäre das korrekt, dann dürfte man mit demselben Recht ebenso behauten, der Lottospieler habe, solange er die Zahlen noch nicht kennt, gleichzeitig gewonnen und verloren.
  
  2.) Auf Seite 39 spricht der Autor von der „berühmten Schrödingergleichung“ aus dem Jahre 1926 zur Berechnung der zeitlichen Entwicklung der Wellenfunktion eines Teilchens. Leider ist diese, von Schrödinger heuristisch gefundene Gleichung aber nur in Spezialfällen brauchbar. So z. B. nur bei kleinen Teilchengeschwindigkeiten und nur bei Problemen, bei denen die Ruhenergie keine Rolle spielt (weil diese gar nicht berücksichtigt ist); und gar nicht brauchbar ist sie bei Teilchen ohne Ruhenergie, wie etwa den Photonen. Oft wird die Schrödingergleichung irreführend auch als nichtrelativistische Näherung bezeichnet, obwohl sie für newtonsche Verhältnisse gar nicht als Grenzfall aus der exakten Gleichung, der (erst später gefundenen) Klein-Gordon-Gleichung, hervorgeht. In der letztgenannten ist dagegen alles berücksichtigt, sie ist in relativistischen wie nichtrelativistischen Fällen anwendbar, gilt für Teilchen mit und ohne Ruhenergie und ist auch nicht nennenswert komplizierter als die Schrödingergleichung. Die Schrödingergleichung beschreibt eigentlich gar nichts korrekt. Es ist deshalb verwunderlich, dass der Autor dieser Gleichung eine so große Bedeutung beimisst und sich nicht gleich auf die korrekte und umfassendere Klein-Gordon-Gleichung bezieht. Auch klingt es in diesem Lichte wenig plausibel, dass, wie der Autor auf Seite 40 schreibt, ausgerechnet die so beschränkt anwendbare Schrödingergleichung als Näherung aus der Wheeler-de-Witt-Gleichung hervorgehen sollte.
  

  Antwort der Redaktion:
  

  zu 1) Die Quantentheorie sagt voraus, dass Schrödingers Katze gleichzeitig tot *und* lebendig ist. Das ist der wichtige Unterschied zum klassischen Lottospieler, der gewinnt *oder* verliert. Im klassischen Grenzfall kommt man von dem quantenmechanischen *und* zu dem klassischen *oder*; in der Praxis geschieht dies durch die im Text kurz erwähnte Dekohärenz, wonach man die Katze als tot oder lebendig betrachten darf, unabhängig davon, ob ein Beobachter in den Kasten schaut oder nicht.

  zu 2) Gemeint ist hier natürlich allgemeiner die *funktionale* Schrödinger-Gleichung, die für die Quantenfeldtheorie gilt und vollständig relativistisch ist. Leider hat der Platz für meinen Artikel nicht ausgereicht, um auf diesen Punkt genauer eingehen zu können. Klein-Gordon-Gleichung und Dirac-Gleichung sind nicht die gewünschten relativistischen Verallgemeinerungen der normalen (nichtrelativistischen) Schrödinger-Gleichung, da sie nur für ein Teilchen gelten: Die Wellenfunktionen in der Klein-Gordon- und der Dirac-Gleichung sind *immer* auf der vierdimensionalen Raumzeit definiert, während die schrödingersche Wellenfunktion auf dem im allgemeinen hochdimensionalen Konfigurationsraum (z. B. sechsdimensional für das Heliumatom) definiert ist. Wer daran zweifelt, möge versuchen, die Klein-Gordon- oder Dirac-Gleichung für das Helium-Atom überhaupt nur hinzuschreiben, und wird sehen, dass dies unmöglich ist. Die korrekte relativistische Verallgemeinerung der Quantenmechanik ist die Quantenfeldtheorie, die man im Bild der funktionalen Schrödinger-Gleichung beschreiben kann.

  Claus Kiefer

• Ökologisch wie auch ökonomisch defizitär

  04.04.2012, Frank Zimmermann, Waghäusel
  Es klingt natürlich zunächst verlockend Biokraftstoff aus „unnutzen“ Ernterückständen oder „Abfällen“ aus der Forstwirtschaft herzustellen. Das wichtigste Gegenargument liefert der Autor selbst: Durch die übermäßige Entnahme von organischem Material verschlechtert sich die Bodenqualität der land- und forstwirtschaftlich genutzten Flächen. Dieses gilt weit gehend global - unabhängig von Klimazone und Bodentyp. Diese Bodendegradierung führt mittelfristig zwangsläufig zu Ertragseinbußen oder sogar zum (irreversiblen) Totalverlust von Agrarflächen. Unterem Strich also ökologisch wie auch ökonomisch defizitär. Global sind bereits rund zwei Milliarden Hektar Ackerland und Weideflächen unterschiedlich stark degradiert. Wenn jemand schon aus organischer Substanz Biotreibstoff herstellen möchte, dann soll er doch bitte auf die gerade in Industriestaaten weit gehend ungenutzte Ressource „menschliche Fäkalien“ zurückgreifen.

• Einsteins unbemerkte Revolution

  03.04.2012, Frank Willersinn
  Schön, dass diese Dinge uns doch heute etwas klarer sind...

• Zehn Jahre reichen nicht zum Umstieg

  03.04.2012, Alfred Sust
  Endlich einmal ein Beitrag eines Sachverständigen, der sich aus der Deckung wagt und den Finger in die Wunden der sogenannten Energiewende legt. Ich kann mich bei Hr. Dr. Kleinknecht nur bedanken für die knappe und klare Darstellung der Ursachen und der Risiken des überstürzten Ausstiegs aus der Kernenergie und wie es dazu kam.

• Alle müssen mitmachen, dann schaffen wir die Energiewende in zehn Jahren.

  02.04.2012, M. Meier
  Beide, Ortwin Renn und Konrad Kleinknecht, haben recht.
  
  Zehn Jahre reichen, wenn wir ALLE beherzt anpacken. In Deutschland decken erneuerbare Energien 20 Prozent des deutschen Stromverbrauchs, zehn Prozent des Wärmeverbrauchs und sechs Prozent des Kraftstoffverbrauchs. Japan hat es geschafft, innerhalb eines Jahres den Stromverbrauch um 20 % zu senken. Es ist also eine Menge möglich.
  
  Zehn Jahre reichen nicht, wenn wir in Deutschland so weiter machen wie bisher: Windkraft ja - aber bitte nicht in meiner Gemeinde; Biogasanlagen ja - aber bitte nicht hier und auch nicht in der Nachbargemeinde; Strom sparen ja - aber bitte keine Energiesparlampen (sie sind nicht gemütlich); usw. Mit diesen "Dagegen"-Strategien erreichen wir die Energiewende in hundert Jahren nicht.
  
  Es gibt viel zu tun. Wir müssen alle mitmachen; dann schaffen wir die Energiewende in zehn Jahren. Wenn wir warten, dass die "Anderen" für uns die Energiewende herbeizaubern, reichen zehn Jahre nicht.