Zusammenfassung
Die Physik verändert sich im 20. Jahrhundert unerwartet und drastisch. Wir schildern Grundideen aus Relativitätstheorie und Quantentheorie mit einigen philosophischen Folgerungen. Der klassische Materialismus verschwindet. Weiter zeigen wir einige konkrete moderne Physikideen, die auch jenseits der Physik helfen «zu verstehen». Beispiele sind Ising-Modell, Fraktale und Entropie.
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Notes
- 1.
Ein menschliches Ei ist etwa 0,1 mm gross und gerade noch sichtbar, das biblische Senfkorn 1,2 mm.
- 2.
Die entsprechende Entfernung des nächsten Sterns ist etwa 120 km, die der Andromeda-Galaxis ist 75 Mio. km.
- 3.
Ein Femtometer (auch genannt ein Fermi) ist 10–15 m, also ein Millionstel von einem Millionstel Millimeter. Ein Pikometer entspricht 10–12 m.
- 4.
Numerologie ist hier übertragen mystisch gemeint. Es ist eigentlich die Behauptung esoterischer Beziehungen von Zahlen zu Ereignissen.
- 5.
Siehe Merriam-Webster, Words at play.
- 6.
Die Frequenz einer Saite ist der Länge der Saite umgekehrt und der Quadratwurzel der Spannung direkt proportional. Vermutlich war Vincenzo Galilei (1520–1591), der Vater von Galileo Galilei, der erste, der solche musikalisch-physikalischen Messungen korrekt durchführte.
- 7.
In der Mathematik eine Funktionsbeschreibung, die Angaben enthält, wie sich die Funktion ändert.
- 8.
Das zugehörige Energiemass ist das Elektronenvolt (eV). Typische chemische Energien sind kleiner als 5 eV pro Teilchen.
- 9.
Die Boltzmannkonstante bestimmt diese Energie.
- 10.
Die lange Form der Lagrange-Funktion findet sich auf Wikimedia als Bild unter: Formula of the Standard Model of particle physics – Lagrangian L SM.
- 11.
Etwa in den Stringtheorien, in denen alle Teilchen aus winzigen schwingenden Saiten bestehen.
- 12.
In der Antike dachte man, die Teilchen würden vom Auge ausgesandt. Erst seit Johannes Kepler betrachtet man die Objekte als Sender und das Auge als Empfänger.
- 13.
Δ (Delta) erinnert an Differenz.
- 14.
Das generische Maskulinum ist hier bewusst gewählt, um die männlichen Mathematiker einzuschliessen.
- 15.
Oder umgekehrt. Je nach Polung der Spannung U werden auch Elektronen aus der Spitze herausgeholt.
- 16.
Mehrere Filme nach der Novelle «Le passe-muraille» von Marcel Aymé.
- 17.
Vor allem durch die Messungen des dänischen Astronomen Tycho Brahe (1546–1601).
- 18.
Es ist die Aberration des Lichts, entdeckt 1725 als jährliche Verschiebung der Sternpositionen um maximal etwa 20“.
- 19.
Die zum Teil recht kuriosen historischen Verwicklungen um Soldners und Einsteins Werte schildert Ginoux, 2020.
- 20.
Das Beispiel ist nach Philipp Wehrli, 2019.
- 21.
Die Dunkle Materie ist dagegen eine Form der üblichen Materie, die Gravitation ausübt, allerdings ohne dass man genauer weiss, um was es sich handelt.
- 22.
K (Grad Kelvin) misst die Temperatur ab dem absoluten Nullpunkt.
- 23.
Weiterführend sind z. B. die Wikipedia-Artikel Universum und Beobachtbares Universum bzw. die englischen Beiträge Universe, Observable Universe und Hubble volume.
- 24.
In der Kernspaltung gewinnt man in speziellen Fällen Teile dieser Energie.
- 25.
Der Planet Venus ist das Beispiel für einen Planeten mit extremem Treibhauseffekt. Für das Ende der Menschheit würde eine Erwärmung, die für viele Pflanzen unverträglich wäre, ausreichen.
- 26.
DNA steht für Desoxyribonukleinsäure, englisch desoxyribonucleic acid.
- 27.
Nach den österreichischen Physikern Joseph Lense und Hans Thirring, die dies vorhersagten, heisst das Phänomen Lense-Thirring-Effekt.
- 28.
Phase beschreibt, wo sich im Wellenzug die Wellenberge und Täler befinden.
- 29.
Natürlich bleiben die Fundamentalgesetze der Physik immer gültig.
- 30.
Ein eindrucksvolles Video zum Experiment ist z. B. hier https://www.youtube.com/watch?v=ZNLIoolCeKI.
- 31.
Norbert Wiener, 1894–1964, amerikanischer Mathematiker und Begründer der Kybernetik.
- 32.
Claude Shannon, 1916–2001, amerikanischer Mathematiker und Begründer der Informationstheorie.
- 33.
Der rote Farbstoff Eosin hat das Molgewicht 690 g/mol, die Anzahl 1018 Moleküle entspricht etwa einem Milligramm.
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Hehl, W. (2024). Moderne Physik für Geisteswissenschaftler. In: MINT für Geisteswissenschaftler. Springer VS, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-43551-6_2
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Publisher Name: Springer VS, Wiesbaden
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