Was das Internet mit Wissenschaft anstellt...

Re: Was das Internet mit Wissenschaft anstellt...

von Spacerat am 29.06.2014 21:11

@Phil:
Es ist bei allen bogenförmigen Bewegungen mathematisch keine gültige Beschreibung, weil man Vektoren nicht krümmen darf und bei beschleunigten, translativen Bewegungen benötigte man immer noch einen Zeitfaktor. Das gilt nicht nur für die Programmierung, sondern auch für andere Rechnungen. Beschleunigungen würden demzufolge schon wieder in einen R5-Raum gehören, die sind aber erstens alle nicht euklidisch und entsprechen nicht der Realität und zweitens ebenso überflüssig wie der R4-Raum mit der Zeit in der 4. Dimension. Es gibt in diesen Räumen nichts (bzw nicht viel), was man rechnen könnte das obendrein auch noch der Realität entspräche.

Re: Was das Internet mit Wissenschaft anstellt...

von wl01 am 30.06.2014 07:09

Hallo Spacerat!

PS:
Habe ich schon geschrieben, dass Licht und somit jede EM-Strahlung für mich lediglich eine Turbulenz im Tachyonenäther ist?

Re: Was das Internet mit Wissenschaft anstellt...

von Phil am 30.06.2014 10:55

@Spacerat:

Was ist bei dir ein Zeitfaktor? Und warum ist diese Beschreibung bei gebogenen Bewegungen ungültig? Jede Beschreibung des Systems gilt nur für einen einzigen Zeitpunkt und zu diesem Zeitpunkt hat jedes Objekt genau eine Geschwindigkeit. Ein Geschwindigkeitsvektor ist per Definitionem immer gerade, da hast du recht, aber das heißt nicht, dass er sich nicht ändern kann über die Zeit. Nimm das Beispiel einer Kreisbahn im :

Der Einfachheit halber sei . Dann gilt für das kreisende Objekt



und für seine Geschwindigkeit gilt



wobei man sofort sieht, dass sich mit der Zeit ändert und proportional zur Winkelgeschwindigkeit ist, immerhin muss sich bei einer Kreisbahn auch die Richtung ändern. Aber wie ändert sich die Geschwindigkeit?



Die Beschleunigung ist also proportional zum Quadrat der Winkelgeschwindigkeit und verkehrt proportional zu . Das ist übrigens die Zentripedalkraft, also die Kraft, welche ein Objekt in einer Kreisbahn zum Mittelpunkt hin beschleunigt. Jemand, der sich in diesem Objekt befindet, wird aus seiner Sicht eine Scheinkraft mit umgekehrtem Vorzeichen empfinden, die Fliehkraft. Wir haben nicht nur Geschwindigkeit und beschleunigung ausgerechnet, sondern auch gleichzeitig, dass jemand auf einem Karussel sich viermal so stark festhalten muss, wenn es sich doppelt so schnell dreht.

Wir hätten jetzt natürlich die Zeit immer als Koordinate mitführen können, sie wäre für die Geschwindigkeit zu 1 geworden, für die Beschleunigung dann zu 0/s, dank Ableitung. Über den Nutzen lässt sich, wie man an dieser Diskussion sieht, vortrefflich streiten. Vielleicht kann Bambi etwas Licht in die Interpretation dieses Umstands bringen.

Das ändert nichts daran, dass wir, um unser Objekt zu finden, nicht nur den Ort kennen müssen, sondern auch die Zeit. Wir haben hier zwar den schönen Sonderfall, dass unsere Position nur von der Zeit abhängt und vom Radius, also zwei Unbekannten. Wir können somit aus zwei Angaben alles rekonstruieren, was wir brauchen. Kennen wir x und y, können wir auch t ausrechnen usw., zumindest innerhalb eines Intervalls, denn Sinus und Cosinus erlauben theoretisch unendlich viele Lösungen bei der Umkehr. Bei komplizierteren Bewegungen kommst du aber nicht darum herum, alle drei Koordinaten zu berücksichtigen, denn sonst hast du eine Lösungsmenge mit unendlich vielen Punkten, da das Gleichungssystem unterbestimmt wird.

Wenn man eine solche Bewegung simuliert und sich dann das Ergebnis anschaut, so schaut man sich das Ergebnis zu einer bestimmten Zeit an. Du schaust z.B. den 150. Simulationsschritt auf einem Plot an und merkst, dass du nur zwei Koordinaten brauchst, um dein Objekt zu finden, nämlich x und y. Wie kommt das? Ganz einfach: Indem du den 150. Schritt gewählt hast, hast du die dritte Koordinate Zeit schon festgelegt und nur noch die zwei anderen sind frei. Jeder Output entspricht einer gewissen Zeit bzw. einem Zeitpunkt.

Wie du siehst haben gekrümmte Bewegungen auch keine krummen Geschwindigkeitsvektoren, welche, wie du richtig gesagt hast, gar nicht existieren können, sondern lediglich solche, die sich mit der Zeit ändern. Zu jedem Zeitpunkt ist die Bewegungsrichtung sehr wohl bestimmbar, sie ist nur nicht konstant. Selbiges gilt für die Beschleunigung.

Ich erinnere mich an dieses Beispiel im ersten Semester, ich fands scheußlich damals, jetzt wäre ich froh, wenn ich mich "nur" mit solchen Dingen herumschlagen müsste.

Re: Was das Internet mit Wissenschaft anstellt...

von Spacerat am 30.06.2014 13:03

Ja, auf diese 4. Dimension bei Geschwindigkeitsvektoren hatte ich mich ja auch schon eingelassen, jedoch ist es besser, auch diese 3-Dimensional zu lassen. Die Zeit verschwindet durch Multiplikation mit delta_t ohnehin.

@wl01:
Natürlich habe ich "nicht euklidisch" nur auf Rn-Räume bezogen, die noch andere Einheiten ausser Strecken beinhalten.
Sind wir uns dahingehend einig, dass wie keine gebogenen Vektoren haben dürfen? Wie also sollte man Bewegungen auf gebogene Strecken in irgend einem Raum berechnen, wenn man diese nicht Bewegungsvektoren nicht gleichmässig in hinreichend kleine Einzelvektoren zerlegt? Bei beschleunigten bewegungen kommt noch hinzu, dass man zunächst erstmal einen Ersatz-Bewegungsvektor draus macht und diesen dann unterteilt. Jedoch nicht gleichmässig, sondern mit steigenden Beträgen, welche sich pro Zeitabschnitt vergrössern, sozusagen Momentgeschwindigkeiten.
Für all diese Vektoren kann man mit linearer Algebra und Polynomberechnung nun Positionen (3D) für verschiedene Zeitpunkte berechnen und das nicht nur in Programmen. Das klappt im Gegensatz zur Raumzeit (welche man sonst ja krümmen müsste) mit allen Bewegungen und nicht nur mit unbeschleunigten, gradlinigen.

@Phil:
Das ist genau der Punkt und gilt nicht nur für Geschwindigkeitsvektoren. Vektoren sind von Natur aus gradlinig. Deswegen muss man krumme und beschleunigte Vektoren in gradlinige zerlegen, was anderes habe ich nie behauptet. Natürlich können sich Geschwindigkeiten ändern, das Ganze heisst Beschleunigung. Für Beschleunigung aber bräuchtest du einen R4-Raum mit s² in der 4. Dimension. Von mir aus kann man die Ergebnisse der linearen Algebra am Schluss in einen 4D-Vektor schreiben, damit man gleich sieht, was wann wo kollidiert, aber doch bitte nicht Vektoren mit verschiedenen Zeiten in eine abgeschlossene Rechenmasche (Inertialsystem). Solche Dinger dienen nur der Ansicht oder Darstellung und nicht sind für weitere Berechnungen ungeeignet und führen zu Zeitdilatationen, Raumzeitkrümmungen und/oder Längenkontraktionen. Nicht die Beschreibung einer Geschwindigkeit in 4D ist ungültig, sondern das Rechnen mit Vektoren, die verschiedene Zeiten (oder gar Einheiten bei Beschleunigung) in der 4. Dimension haben, in einer Masche ist es. So rechnet man aber in der SRT bzw. in der Raumzeit.

Re: Was das Internet mit Wissenschaft anstellt...

von Phil am 30.06.2014 14:43

@Spacerat:

Ja, Vektoren sind nicht krumm, das ist so defniert. Es sind ja auch nicht die Vektoren, die beschleunigt werden, sondern die Objekte. Mit dem zerlegen hast du recht, wenn du es aus Sicht eines Programmierers siehst. In Computermodellen muss man diskretisieren, also in kleine endliche Teile zerlegen. Mathematisch gesehen muss man das aber nicht, nur eben für Computermodelle.

Das Diskretisieren, also Zerlegen, von Bewegungen in kurze geradlinige Teilstücke ist ein eigenes ziemlich umfangreiches Feld in der Mathematik bzw. Physik und ohne diese Methoden gäbe es kein einziges Modell. Das Ändert aber nichts daran, dass die Mathematik diese Zerlegung zwar erlaubt, aber auch gleichzeitig die unzerlegte Bewegung beschreiben kann - siehe Differential- und Integralrechnung, die von Newton genau aus diesem Grund erfunden wurde.

Das hatte ich auch nicht vor. :)

Nur wenn man relativistisch rechnet.

Aber ich sehe, dass wir die ganze Zeit mehr oder weniger das gleiche meinten. Mir war am Anfang nicht bewusst, dass du mehr aus dem Blickwinkel eines Programmierers schreibst, da hast du natürlich recht, dass man die 4. Dimension nicht explizit mitschleppt und dass es auch keinen Sinn ergibt.

Re: Was das Internet mit Wissenschaft anstellt...

von Spacerat am 30.06.2014 15:40

@Phil:
Ja, wir meinen das Gleiche. Ich beschränke das aber nicht nur auf Programmteschnisches, sondern überhaupt auf Mathematik, denn dort gehört die lineare Algebra nun mal hin. Auch ausserhalb der Entwicklungsumgebung würde ich nie anders rechnen, zumindest fällt mir kein einziges Beispiel ein, wo ich in der 4. Dimension eine Zeit benötige, denn wenn man normal rechnet, ist diese Zeit bei jeder berechneten Position eh' immer die selbe, oder man rechnet in zeitverschobenen Bezugssystemen, was entweder RZ-Krümmungen oder aber Zeitdilatationen hervorruft die alles andere als real sind. Kurz gesagt, die (S-/A-) RT ist ein Spezialfall der Realität und nur in diesem Spezialfall gültig: gradlinige, unbeschleunigte Bewegungen.

Re: Was das Internet mit Wissenschaft anstellt...

von Struktron am 08.06.2015 14:54

Hallo alle miteinander,

das ist zwar ein alter Thread, ein Resümee kann ich mir aber nicht verkneifen. Am Anfang brachte Spacerat Argumente gegen eine gewisse Art von Wissenschaft, Ihr habt es aber geschafft, dass er sehr intensiv wissenschaftliche Methoden im Rahmen der Diskussion verwendete.
@Spacerat, wenn Du hier noch mitliest, alle Achtung vor Deinen Kenntnissen in der Java-Programmierung, auch von Stößen harter Kugeln. An anderen Orten gewann ich einen falschen Eindruck darüber. Vor allem hast Du hier schon das Verständnis von abrupten Geschwindigkeitsänderungen durch Stöße gezeigt. Das wendeten Leibniz und Newton zur Entwicklung der Infinitesimalrechnung an. Ob Du die nun beherrschst oder nicht, spielt für die Natur keine Rolle. Du kannst alle Vorgänge auch ohne diese mit dem Computer beschreiben und vermutlich sogar animieren. Und wer weiß, vielleicht ist die Natur im ganz Kleinen sogar so?

MfG
Lothar W.

Erklärungen durch diskrete Erweiterung der Standardphysik

Re: Was das Internet mit Wissenschaft anstellt...

von Steffen am 09.06.2015 13:05

Hallo Spacerat, hallo Phil,

von Phil:

schau Dir mal die Diskussion an, die ich vor kurzem mit einem promovierten QED-Physiker (jh8979) hatte.

http://www.physikerboard.de/topic,43552,-lorentzkraft-aus-verallgem-coulombgesetz-herleiten.html

Bemerkenswert für mich war die Diskussionsweise, sowie die Verleugnung von Selbstverständlichkeiten. Auch die Arroganz im Generellen, als auch gegenüber den Ingenieurswissenschaften ist beeindruckend.

Ich glaube nicht, dass dieser jh8979 zugegeben hätte, dass 1+1=2 ist. Ich hatte ihn hier bewusst auf eine sehr einfache Formel aus der klassischen Elektrotechnik festgenagelt, von der ich weiß, dass sie richtig, unbekannt und in gewissem Umfang auch wichtig ist. Ich gehe mal davon aus, dass er ihren Sinn sehr wohl verstanden hat. Dazu ist die Formel zu einfach. Jeder naturwissenschaftlich interessierte Abiturient erkennt ihn und kann die Berechnungen nachvollziehen. Egal was man vom Rest der Theorie auch hält.

Interessanterweise fragt nur ein paar Stunden später ein Student (nehme ich an) etwas, worauf meine Beispielformel genau die Antwort liefert.

http://www.physikerboard.de/topic,43583,-bewegte-ladung-erzeugt-magnetfeld%2C-aber-wieso%3F.html

Fairerweise muss ich sagen, dass die zwei anderen Kommentatoren sich zwar sehr skeptisch, aber konstruktiv und wissenschaftlich verhalten haben.

von Spacerat:

Mir scheint, Du hast ähnliche Erfahrungen gemacht.

Mein Fazit ist, es gibt Physiker, die erkennen nicht einmal mathematische Beweise an. Das gibt mir zu denken.

Viele Grüße
Steffen

http://www.quantino-theory.org

Re: Was das Internet mit Wissenschaft anstellt...

von coruscant am 11.06.2015 11:52

Hallo Steffen,

wie wäre es wenn du einfach mal ne Beispielrechnung reinstellst wo deine These :"Witzigerweise kann man mit dieser Formel die magnetische Kraft beliebiger stromdurchflossender Leiterschleifen auf bewegte Ladungen berechnen, ohne über Biot-Savart und Lorentzkraft zu gehen" untermauert wird.

Also einmal mit deinem Ansatz und einmal mit den derzeit üblichen Biot-Savart-Ansatz, am besten für mehrere Fälle.
Ich finde so etwas immer anschaulicher:)

mfg
coruscant

Re: Was das Internet mit Wissenschaft anstellt...

von Steffen am 11.06.2015 21:22

Hallo coruscant,

Habe ich gemacht. Siehe hier: http://www.quantino-theory.org/index.php?page=10

Auch die Seite davor ist in diesem Zusammenhang interessant.

Der Moderator wollte die Formel aber nicht verstehen. Ich kann mir nämlich ehrlich gesagt nicht vorstellen, dass ein promovierter QED-Physiker derart wenig Ahnung von normaler Elektrodynamik hat. Wenn doch, wäre das katastrophal.

Ich tue das auf meiner Seite für den bekannten "unendlich langen geraden Leiter" und für die "unendlich kleine Leiterschleife". Das zweite Fall ist besonders wichtig, weil man daraus dann direkt zu den Maxwellgleichungen der Elektro- und Magnetostatik kommt. Die beschreiben dann alles, bis auf das Induktionsgesetz und elektromagnetische Wellen.

Viele Grüße
Steffen

http://www.quantino-theory.org