Lesermeinung - Spektrum der Wissenschaft

Ihre Beiträge sind uns willkommen! Schreiben Sie uns Ihre Fragen und Anregungen, Ihre Kritik oder Zustimmung. Wir veröffentlichen hier laufend Ihre aktuellen Zuschriften.
  • Raketentechnik

    04.10.2012, Günter Orendi, Albstadt
    Conrad Haas war ein Büchsenmacher aus Österreich den der Rat der damals rein deutschen Stadt Hermannstadt, damals im autonomen Fürstentum Siebenbürgen, heute Rumänien, als Aufsichtsführenden über das Arsenal der Stadt berief. Er baute hier seine 3-stufige Rakete.

    Hunderte Jahre später ward hier Hermann Oberth geboren, der in Berlin den Schüler Werner Braun unterrichtete, dessen Werdegang gemeinhin bekannt ist.
  • Kalenderblatt zu Emmy Noether

    02.10.2012, Gabriele Hain
    Der Beitrag über Emmy Noether gibt einen sehr guten, knappen Überblick über das mathematische Schaffen von Emmy Noether und gleichzeitig aber auch einen ausgezeichneten Überblick über die historische Entwicklung der Universität bezüglich Frauenbildung, ebenso über die Auswirkungen des Dritten Reichs auf die Universitäten und die Wissenschaft.
    Nicht nur der Artikel über Emmy Noether ist sehr lesenswert, sondern alle Blätter aus dem "Mathematischen Monatskalender" von Heinz Klaus Strick. Für Interessierte an der Mathematik und an den Zeitepochen, in denen die jeweiligen Mathematiker gelebt und gearbeitet haben, ist dieser Kalender eine Fundgrube.
  • Unterschied Single - Multi Walls

    01.10.2012, Kartoffel
    Hallo Redaktionsteam!

    Ich hätte vielleicht erwähnt, dass zwischen den verschiedenen Nanotubes Unterschiede existieren. Es gibt so genannte Single Walls und Multi Walls. Die Single Walls sind oft sehr lang und wickeln sich zu einem Knäuel auf, wodurch nicht wirklich ein Ende zu erkennen ist. Die Multi Walls sind wesentlich kürzer. Das Problem sind die Enden der Nanotubes. Betrachtet man sich die Enden der MWCNTs im REM, stellt man fest, dass sie sehr spitze Enden haben wie Nadeln. Davon geht die Gefahr aus. Da Asbest eine ähnlich Struktur hat, sind die Schäden ähnlich. Die Gefahr von SWCNTs ist wesentlich geringer durch die Knäuelbildung. Eine Exposition von Nanotubes ist auf keinen Fall gesund, aber wird für den Endverbraucher keine größere Rolle spielen, da sie höchst unwahrscheinlich frei schwebenden CNTs ausgesetzt sind.
  • Nichtlineare Schrödinger-Gleichung

    01.10.2012, Dr.-Ing. Michael Engels, Krefeld
    Im Artikel wird gesagt, dass die Schödinger-Gleichung linear ist, so dass nicht klar ist, warum keine makroskopischen Überlagerungszustände beobachtbar sind. Wenn man Teilchen als tatsächlich punktförmig annimmt, ist dies auch richtig.

    Wenn man aber die Wellenfunktion als tatsächliche Verteilung des Teilchens beziehungsweise der Teilchen mit allen seinen Eigenschaften wie zum Beispiel Ladung interpretiert, wird die Wellenfunktion mehrerer gekoppelter Teilchen nichtlinear. Bei der Berechnung von Quantensystemen mit interagierenden Teilchen (z. B. Heliumatom) wird auch tatsächlich so gerechnet, als wären die Teilchen gemäß der Wellenfunktion (in höherdimensionalen Räumen R^3n, n: Anzahl der Teilchen) verteilt. Dies wird allerdings so interpretiert, als gäbe es einen tatsächlichen Ort des Teilchens, den man aber nicht kennt. Daher rechnet man mit einer mittleren Teilchendichte, die sich aus der Wellenfunktion ergibt.

    Man kann es aber auch so interpretieren, dass die Teilchen tatsächlich verteilt sind.

    Wenn die Schrödinger-Gleichung nichtlinear ist, kann auch so etwas wie ein Kollaps der Wellenfunktion durch die Interaktion des Teilchens mit seiner Umgebung auftreten.

    Ich bin davon überzeugt, dass klassisches Verhalten durch Emergenz (siehe auch SDW 9/2012) aus dem statistischen Verhalten des Vielteilchensystems ensteht (eine Art nichtlineare Dekohärenz). Ähnlich wie auch Druck, Temperatur und der Zeitpfeil aus dem Verhalten des Vielteilchensystems "Gas" entstehen.
  • Der so genannte Welle-Teilchen-Dualismus

    01.10.2012, Norbert Hinterberger, Hamburg
    Markus Aspelmeyer und Markus Arnt sind Experimentatoren der ‚Zeilinger-Schule’ in Wien. Ersterer interessiert sich offenbar überwiegend für den Informationsaspekt der Quantenbewegungen, Letzterer für die zu Grunde liegende Physik, wenn man ihre Berufsbezeichnungen wörtlich nehmen will (Professoren für Quantum Information bzw. für Quantennanophysik). Die sehr sparsame Charakterisierung der Dekohärenz-Theorie (S. 47, rechts unten) scheint demnach von Aspelmeyer zu stammen: „Ihre Kernaussage lautet: Koppelt ein einfaches Quantensystem an ein großes externes Gebilde mit vielen anderen Teilchen (dem ‚Wärmebad’) an, so gibt es Information über seinen Zustand an das Bad ab. Das zuvor isolierte Quantenobjekt ist nun mit Elementen aus dem Bad ‚verschränkt’ – sie bilden jetzt ein größeres Quantensystem.“ Hier wir in der Tat lediglich ein bestimmter Informationsaspekt angesprochen. Allerdings ein interessanter, denn er beschreibt die Tatsache, dass nicht das größere System das kleinere stört, sondern umgekehrt. Auf S. 48 (links) sind die Autoren der Meinung, die Dekohärenz erkläre nicht den „Kollaps“ der Wellenfunktion. Nun gibt es den aus Sicht des Dekohärenz-Theoretikers Heinz Dieter Zeh auch gar nicht, es gibt bei ihm nur etwas, das so aussieht wie ein Kollaps. Ich glaube überdies nicht gerade, dass die Autoren diesen (insbesondere für ihre Experimente wichtigen) Theoretiker eingehend studiert haben, denn sie schreiben ihn „Hans Dieter Zeh“ …

    Der Teilchen-Begriff ist vermutlich rein subjektiv (intersubjektiv zwar, aber eben subjektiv für den Teil der Welt, den wir klassisch sehen). Heinz Dieter Zeh hat dazu wiederholt in überzeugender Weise argumentiert. Der Welle-Teilchen-Dualismus scheint physisch diskret nicht vorhanden zu sein. Objektiv beziehungsweise physisch fundamental scheint nur die Welle zu sein. Unter Laborbedingungen (ohne Dekohärenz) lässt sich das ja auch deutlich zeigen, wie wir hier (insbesondere in dem kleinen Film) sehen. Das Molekül wird (von den Experimentatoren selbst) als Materiewellenüberlagerung beschrieben, sobald wir seine Wellen-Interferenzen auf dem Schirm sehen. Warum lassen wir es nicht dabei? Was uns an dieser Welle erscheint wie ein "Kollaps der Wellenfunktion" zu einem "Teilchen" an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit im Fall einer Messung, ist einfach die inzwischen recht bekannte Tatsache, dass wir mit der Messung (wie mit jeder beliebigen anderen Wechselwirkung auch) das zu messende System stören oder zerstören beziehungsweise zur Dekohärenz bringen. Das heißt aber nicht, dass die Superposition „kollabiert“. Im Gegenteil: Sie ist jetzt in einer noch großräumigeren Verschränkung definiert. Das heißt, die Dekohärenz zweier beliebiger Systeme 1 und 2 zieht nach der Wechselwirkung immer eine Neuverschränkung beziehungsweise ‚Neukohärenz’ eines Systems 3 nach sich. Dekohärenz nennt man also diesen ganzen Vorgang, nicht bloß die Störung oder Zerstörung der Vorgängersysteme. Darüber hinaus können Wellenverzweigungen auf Grund von Wechselwirkungen offenbar auch kausal unverknüpft sein, aber eben trotzdem in einer übergeordneten Superposition existierend angenommen werden. Und nur in diesem größeren Zustand (System 3) ist jetzt überhaupt noch etwas definiert, nicht mehr im System 1 und nicht mehr im System 2. Das heißt, die Vorgängersysteme erscheinen uns (wenn überhaupt) nur noch teilweise. Beispielsweise als angebliches 'Teilchen' … Das kann dann ‚aussehen’ wie der berühmte „Kollaps der Wellenfunktion“.
    All die Schwierigkeiten (bzw. Absurditäten), die wir mit und in dem Teilchen-Bild haben (bis hin zu Schrödingers Katze), tauchen nicht auf in einem reinen Wellen-Bild: Wellen können bekanntlich an verschiedenen Orten gleichzeitig sein (Nichtlokalität), sie können sich mühelos selbst überlagern (superponieren). Außerdem können zwei Photonen aus derselben Quelle nichtlokal miteinander verschränkt sein, ganz einfach, weil diese beiden ‚Teilchen’ einer Wellenaufteilung entsprungen sind – also nur ein und dieselbe Entität darstellen. Diese (geschützt im Labor) herstellbare Wellenverzweigung besteht aber anders als die meisten anderen in ‚unserem’ Kausalbereich. Wir können sie also nicht nur subjektiv beziehungsweise intersubjektiv sehen, sondern auch als objektiv vollständigen Zustand annehmen.
    Alles besteht aus Quanten (vermutlich auch der Raum: Lee Smolin, Martin Bojowald u. a.). Deshalb benötigen wir eine widerspruchsfreie Quantenbeschreibung auch unserer makrophysisch erscheinenden Welt beziehungsweise des gesamten Universums (und zwar möglichst gleich in einer Quantengravitation vereinigt). Das ist Realismus. Wir können uns nicht auf klassische Beobachtungen beziehungsweise klassisch interpretierte Messungen zurückziehen, wie die „Kopenhagener Interpretation“ das (im Übrigen ja ohnedies nur resignativ) vorgeschlagen hat. Das ist Antirealismus (bezüglich der Behauptung, dass es die jeweiligen Entitäten gar nicht gebe, bevor sie gemessen werden) und Subjektivismus (bezüglich der ‚Teilchen’). Ganz abgesehen von den Widersprüchen, die diese Position mit sich bringt. Ein konsequentes Wellen-Bild produziert diese Widersprüche nicht. Es hindert uns auch nicht daran, weiterhin quasiklassisch beziehungsweise pragmatisch von subatomaren Teilchen oder auch von makroskopischen Bäumen zu reden, solange wir uns daran erinnern, dass es sich dabei nur um Erscheinungsformen und nicht um fundamentale Entitäten handelt.
    Ich möchte hier aber (trotz aller Interpretations-differenzen) nicht versäumen, den Autoren zu danken, für Einblicke in modernste Experiment-Möglichkeiten (ich habe diesen Teil des Artikels mit großem Gewinn gelesen). Eine Möglichkeit, eines der vielen Kollapsmodelle zu testen, gibt es aber so lange nicht, solange sich die Anhänger des Modells nicht dazu äußern, ab welcher Größe beziehungsweise Masse etwaige Objekte denn klassisch sein dürften beziehungsweise wann die Quantenbeschreibung plausibel in eine klassische Beschreibung übergehen sollte. Das ist eine (vermutlich sogar unbeabsichtigte) Immunisierung gegen mögliche Falsifikationen. Bislang erleben wir von den Experimenten her ja nur Stützungen des Standardmodells, das sich aber eben als universell (also auf jeder Skala gültig) versteht.
    Besser von möglichen massereicheren Experimenten bedient scheinen verschiedenste Versionen der Quantengravitation beziehungsweise verschiedene Vorhersagen dieser Modelle. Der Hinweis auf die Möglichkeit solcher Tests kam offenbar von Forschern am Imperial College London, die mit optischer Quantensteuerung arbeiten, wie die Autoren schreiben. Die technischen Einzelheiten klingen subtil und lassen auf immer bessere Testentwicklungen hoffen.
  • kommunismus

    30.09.2012, york karsunke
    "Wer in seiner Jugend kein Kommunist war, hat kein Herz, wer es im Alter noch immer ist, hat keinen Verstand." Dieser Ausspruch wird in zahlreichenen Varianten wahlweise zum Beispiel Bertrand Russell, George Bernard Shaw oder Winston Churchill zugeschrieben. Selten hat er so präzise eine Biografie beschrieben wie in diesem fall.
  • Die Hybris der Schreibtischtäter

    30.09.2012, Robert Orso
    Ich kann gar nicht glauben, dass tatsächlich jemand auf so eine dumme Idee kommt. In der Vergangenheit ist es nicht ein einziges mal gelungen durch eine vom Menschen ausgedachte "Verbesserung" in der Natur irgend etwas positives zu bewirken. In jedem einzelnen Fall hat die Einmischung eine Vielzahl unerwarteter und schwerer Nebenwirkungen verursacht, die in weiterer Folge durch noch mehr Manipulationen (und Nebenwirkungen) bekämpft wurden.

    Ist denn schon vergessen, wie in den 70ern vor den schädlichen Auswirkungen der Schwefelverbindungen in der Atmosphäre gewarnt wurde? Kommt niemand auf die Idee, dass durch eine globale Reduktion der Sonneneinstrahlung zwar vielleicht die Erwärmung gebremst werden kann, dass aber im gleichen Maß die globale Photosynthese Rate sinkt? Die, die unsere Pflanzen wachsen lässt und unseren Sauerstoff zum Leben produziert. Hat irgend wer auch nur ansatzweise versucht zu berücksichtigen, wie die veränderte Sonneneinstrahlung auf die globalen Luftströmungen wirkt - deren Zusammenhänge bis heute nicht wirklich verstanden werden?

    Wir haben nicht "EIN Erwärmungsproblem", das wir mit "EINER Maßnahme" bekämpfen können. Wir haben ein grobes Selbstüberschätzungsproblem. Die Segnungen der Industrialisierung haben leider "unerwartete Nebenwirkungen". Anstatt dir Ursache zu bekämpfen, behandeln wir die Nebenwirkungen mit völlig unnatürlichen, "Industriellen" Methoden. Wenn es nicht so traurig wäre, ich würde meinen rechten Arm verwetten, dass das das Problem natürlich(!) nur weiter verschlimmert.
  • @P. Huenten

    29.09.2012, MH
    Sie argumentieren hier nicht wirklich mit einem 10-Jahres-Zeitraum, um globale Klimatrends zu diskutieren? In einer Hochschulprüfung hätte man Sie dafür (vollkommen zu Recht) vor die Tür geschickt. Die relevanten Trends kristallisieren sich erst heraus, wenn man Zeiträume betrachtet, die um ein Vielfaches bis hin zu Größenordnungen länger sind - wie Sie sie sogar selbst noch anführen!

    Kommentare wie Ihrer machen mich immer wieder froh, dass die eigentliche Arbeit an diesem Thema von Wissenschaftlern erledigt wird, die von der Materie auch etwas verstehen.
  • Dymamik, nicht nur Einzelwerte

    29.09.2012, Hans-Jürg Gerber
    Nach vielen Studien mit insgesamt über 300 000 (!) Männern scheint die Messung der Konzentration des prostataspezifischen Antigens im Blut, PSA, praktisch keinen Nutzen für die Früherkennung eines Prostatakarzinoms zu erbringen. Die beiden grossen Erhebungen „ERSPC“ und „PLCO“ beruhen aber auch auf einer so ausserordentlich einfachen Fragestellung und einer so simplen mathematischen Datenauswertung, dass wichtige Informationen über die Tumorqualität überhaupt nicht angesprochen werden, sodass ein grosses Potential für erhebliche Verbesserungen der Aussagekraft über spezifische Eigenschaften der PSA-produzierenden Zellen besteht. Die Schwäche der genannten Erhebungen besteht darin, dass nur die Überschreitung eines Einzelwertes als Kriterium herangezogen wird. Einzelne PSA-Werte sind nicht besonders spezifisch für die Produktionszelle. Hingegen ist die „Generationszeit“ der Zellteilung eine typische Eigenschaft der Zelle, die einen Anhaltspunkt über deren Gefährlichkeit abgeben kann. Diese Zeit ist gleich der Verdoppelungszeit des gemessenen PSA-Werteverlaufes und lässt sich leicht aus zwei oder mehreren PSA-Werten herauslesen. Einzelheiten dazu findet man unter dem Begriff „Psadynamics“.
  • Grobe sachliche Fehler

    28.09.2012, Johann Meier
    Die Aussage, dass sich das Buch durch sachliche Korrektheit auszeichnet, hat mich zum Kauf bewogen. Bei der Lektüre war dann, wie bei Ihrem Rezensenten, die Überraschung
    groß – und leider negativ. Ich hatte nicht gedacht, dass in einer so renommierten Zeitschrift wie "Spektrum der Wissenschaft" eine so fehlerhafte Rezension erscheinen würde.

    Die auf Seite 29 unten geschilderten, mit zerstörerischer Wirkung "zerplatzenden" Luftblasen kann man eventuell noch als etwas misslungenes Bild durchgehen lassen.

    Dass auf Seite 49 jedoch das seit Bernoulli bekannte Verhalten strömenden Wassers in allen Details falsch dargestellt wird, steht in krassem Widerspruch zur Behauptung von der sachlichen Korrektheit. Das auf dieser Seite in die Peltron-Turbine (richtig: Pelton) geratene "r" ist vergleichsweise nebensächlich.

    Die auf Seite 144 gegebene Erklärung, dass 50 Hertz 50 Schwingungen pro Minute seien, ist einfach um den Faktor 60 falsch.

    Dass der auf Seite 163 erwähnte Neubau eines 1,1-Megawatt-Blocks zwei alte Blöcke eines 2000 Megawatt-Kraftwerks ersetzen kann, ist zumindest unglaubwürdig. Die angegebene Zahl von 7 Millionen Tonnen Kohlendioxid pro Jahr lässt eher auf 1,1 Gigawatt schließen.

    Es wäre nett, wenn Sie Ihre Rezensenten zu etwas mehr Sorgfalt motivieren würden.
    Antwort der Redaktion:
    Vielen Dank für die kritische Durchsicht des empfohlenen Buches. Sie haben insofern Recht, dass dem Autor – obwohl viele Experten sein Manuskript durchgesehen haben – dieser und jener Lapsus unterlaufen ist. Das ist bei einer Erstauflage völlig normal. Dazu zählt unzweifelhaft die Definition der Maßeinheit Hertz, die 1/s und nicht 1/min lautet, worauf Sie richtig hinweisen.

    Dazu gehört auch die die Erklärung, warum bei Kaplanturbinen die entstehende Kavitation zur Gefahr werden kann. Winterhagen hätte klarstellen müssen, dass der statische Druck in einer Flüssigkeit umgekehrt (!) proportional zur Geschwindigkeit ist. Fällt also bei sehr schnell bewegtem Wasser in einer Turbine der Druck unter den Verdampfungsdruck, können sich Dampfbläschen bilden, die mit der Strömung dorthin mitgerissen werden, wo der Druck wieder höher ist. Das hat der Autor nun wieder richtig beschrieben. Wenn dann der statische Druck wieder über den Dampfdruck ansteigt, kondensiert der Dampf in den Hohlräumen der Bläschen schlagartig. Winterhagen beschreibt die dabei entstehende Gefahr völlig korrekt: "Dann können diese [Dampfbläschen] implodieren und Druckwellen erzeugen, die zentimeterdicken Stahl beschädigen."

    Ihre Zweifel an der Kohlendioxid-Abtrennung und CCS bei einem E.ON-Kraftwerk mit 1,1 MW beziehen sich leider nur auf Werbeprospekte, zu denen sich das Unternehmen inzwischen "bedeckt" hält, wie Winterhagen schreibt. Insofern können wir die Aussagen nicht nachprüfen; Ihre Frage kann nur E.ON selbst beantworten. Inzwischen ist allerdings durch die im August verabschiedete gesetzliche Regelung (Kohlendioxid-Speicherungsgesetz) auch eine Situation eingetreten, die es einzelnen Bundesländern ermöglicht, die CO2-Speicherung generell zu verbieten.

    Trotz der von Ihnen aufgedeckten kleinen Fehler und Unzulänglichkeiten teilen Sie hoffentlich die Meinung des Rezensenten: Winterhagen hat die gesamte Breite der dargestellten Problematik der Energiewende einzigartig zusammengestellt. Er wird dabei nicht parteiisch, sondern ist um objektive Darstellung bemüht. Das ist der große Vorzug des Buchs. Dass es kein Lehrbuch für Ingenieure sein soll, sondern ein Buch für wissensdurstige Kinder und interessierte Laien, hatte er gleich zu Anfang vermerkt.

    Und bedenken Sie: Die Rezension stellt immer eine persönliche Meinung dar, nicht die der Redaktion der von Ihnen geschätzten Zeitschrift "Spektrum der Wissenschaft"!

    Reinhard Löser
  • @Werner Kohl

    28.09.2012, Peter Kantheimer
    "Ich habe keine Ahnung, woher Prof. Rahmstorf seine Temperaturdaten bezieht."

    Steht mehrmals im Artikel und auch in der Bildunterschrift. Rahmstorf bezieht seine Daten von der NASA, Ihre sind von der CRU. Allgemein gelten die NASA-Daten als besser, zudem bildet CRU nicht den gesamten Planeten ab.
  • Welcher Interessenkonflikt ?

    27.09.2012, para
    @Schutty

    wo genau sollen jetzt die genannten Interessenkonflikte (DuPont, DfG ...) liegen, wenn Leute die Ergebnisse einer brisanten Studie veröffentlichen, mit reißerischen Bildern und Behauptungen die Medien anheizen, aber sonst ihre Daten zurückhalten und das, was sie veröffentlicht haben methodisch schwach und nicht nachvollziehbar ist ?
  • Dr. Strangegood am Werk ?

    27.09.2012, P. Huenten
    Derzeit befindet sich die Sonne in einem Aktivitätsminimum, dessen Dauer niemand genau voraussehen kann. Der globale Temperaturzuwachs der letzten 100 Jahre betrug etwa 0,8 Grad Celsius. Seit mindestens 10 Jahren ist kaum ein statistisch relevanter Temperaturanstieg mehr bemerkbar. Dies stützt die These, dass ein weiterer Temperaturanstieg wahrscheinlich 1 Grad Celsius kaum überschreiten wird, da damit die reine Temperaturwirksamkeit von CO2 erschöpft ist. Die vom IPCC angenommen und in Klimamodellen integrierte Feedbacks und Forcings sind offensichtlich völlig überzogen. Impft man nun noch die Atmosphäre mit Unmengen von Schwefelverbindungen, weiß niemand, was dann genau geschehen wird, denn - entgegen der Auffassung der vielen Dr. Strangegoods der Erde - wissen wir noch viel zu wenig von den Vorgängen im Klima- und Atmosphärengeschehen, um solch einen (uverantwortlichen) Schritt zu wagen. Möglicherweise haben wir es dann mit einer äußerst unangenehmen Abkühlung zu tun, die für die Menschheit wesentlich unangenehmer wäre, als die moderate Erwärmung um 0,8 bis ca. 1 Grad Celsius.
  • Ganz tolle Idee! :-(

    27.09.2012, Jörg
    Da wir es nicht hinbekommen, unseren Planeten nicht mehr mit CO2 zu vergiften, vergiften wir ihn halt als Ausgleich zusätzlich mit Schwefelaerosolen. Und in ein paar Jahren stellen wir dann fest, dass dann doch nicht so toll war, weil es unerwünschte Nebenwirkungen hat, suchen wir nach einer neuen Methode, die Erde zu vergiften, um diese Nebenwirkungen wieder auszugleichen. Und weil diese Methode dann auch wieder irgendwelche unerwünschten Wirkungen hat, ... Und am Ende haben wir dann unseren Planeten so oft und nachhaltig vergiftet, dass es sowieso egal ist, weil dann kein Leben, außer vielleicht extrem anpassunsfähigen Bakterien, mehr möglich ist.
  • und dann?

    27.09.2012, Fritz Kronberg
    Interessanterweise geht der Artikel nicht auf die Frage der Verweildauer der Partikel ein. Ebenso wenig wird zu der Frage, wie man den Krempel im Notfall wieder loswerden kann, Stellung genommen. Diese Fragen sind aber keineswegs trivial.