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#11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von positronium » 11. Jul 2011, 11:20

Leider weiss ich nicht, wieviel Arbeit das macht; deshalb frage ich mal ganz vorsichtig: Wäre es möglich, dass jemand die Vorgehensweise bei solchen Berechnungen anhand des Doppelspaltexperiments beschreibt? Ich meine damit nicht eine komplette Rechnung, sondern "nur" welche Startparameter man aufstellt (Lichtquelle, Verteilung der Ausbreitungsrichtung...), wie die Berechnung abläuft (Iterativ? oder kann man irgendwie klassisch vorgehen?), in welcher Form wird das Material um den Doppelspalt berücksichtigt (Material, Dicke...), wird das Medium (Luft, Vakuum) berücksichtigt usw.. Auch würde mich interessieren, wie das praktisch abläuft; insbesondere ob man die Integration wie in einer CAS-Software durchführen kann, evtl. nur numerisch, oder gibt man gleich an, wieviele Photonen in X- und Y-Richtung ausgesandt werden sollen?

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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von PeterM » 12. Jul 2011, 10:30

seeker hat geschrieben:
Aus der Photonenquelle kommen gar keine Photonen (also Teilchen) heraus, sondern eine Welle.

Mal ausgehend davon, dass diese Aussage zutrifft, dass würde dann die gesamte Physik durcheinanderwirbeln.

Man müsste zugeben, dass nichts im Universum fällt, und dass Energie ein menschliches Konstrukt ist.
Materie als solche, die ja auch Grundlage der Mathematik ist, existiert nicht in der von uns wahrgenommenen Form. Zwangsläufig kommt auch die Mathematik an ihre Grenzen und ist nicht mehr brauchbar.

Dieser ganze Versuch hat für mich einen weiteren großen Fehler. Er wird in einen stehenden, eingeschlossenem Vakuum durchgeführt. Dieses Vakuum hat nichts mit dem Vakuum im Universum zu tun. Das Vakuum im Universum ist frei und unterliegt damit schon einer natürlichen Beweglichkeit.

Wenn Wissenschaftler von einer Geisterwelle sprechen, falls diese Aussage überhaupt von Wissenschaftlern stammt, dann ist zumindest nicht verstanden worden, dass das Vakuum und die Welle eine Einheit sind. Vakuum und Welle ändern nur ihre Dichte. Eigentlich müsste es Vakuumwelle heißen, eine Trennung wäre meines Erachtens unzulässig.

Denn Rest bis zur Ursuppe kann man sich doch dann mit ein wenig Fantasie zusammenreimen. Upps, ich meinte ableiten.

Gruß

Peter

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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von tomS » 12. Jul 2011, 11:06

PeterM hat geschrieben:
seeker hat geschrieben:
Aus der Photonenquelle kommen gar keine Photonen (also Teilchen) heraus, sondern eine Welle.
Aus der Photonenquelle kommen einfach Photonen; diese sind Teilchen und Welle, bzw. letztlich "weder Teilchen noch Welle", sondern eben Quantenobjekte, die manchmal Teilchen und manchmal Welle sind.
Gruß
Tom

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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von PeterM » 12. Jul 2011, 11:39

@ Tom

Was du schilderst, ist die Ansicht eines Beobachters.

Ein Beobachter verletzt grundsätzlich die Neutralitätspflicht. Er geht von entweder oder aus (Quantenobjekte). Indirekt geht es dabei nur um Ansichten. Eigentlich unterstelle ich damit, dass es keine Quanten gibt. Als Ansicht durch den Beobachter ja, aber nicht in der Natur real existierend.

Was du als Photonen beschreibst ist nichts anderes als das was ich geschrieben habe. Es ist alles irgendwie Nichts aus dem was wird.

Deine Aussage ist eine Teilansicht und als solche auch “richtig“, aber nicht vollständig.

Photonen wären demnach die Schnittstelle, die lediglich einen Übergang beschreiben. Sie sind weder fassbar noch berechenbar.

Das scheint ja auch unser menschliches Problem zu sein. Wir sehen nicht den Fluss der Dinge sondern seine “Einzelheiten“.

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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von gravi » 12. Jul 2011, 18:30

Ein Photon ist nicht "Nichts, aus dem was wird". Es ist ein kleines Energiepaket - oder halt der Bruchteil einer Welle. Würde es diese "Nichts" nicht geben, wäre es ziemlich finster auf der Erde und im All.

@positronium: Nutzt Dir der Link von seeker vom 9.7. nichts? Ich finde den ganz gut...

Gruß
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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von positronium » 12. Jul 2011, 18:46

gravi hat geschrieben:@positronium: Nutzt Dir der Link von seeker vom 9.7. nichts? Ich finde den ganz gut...
Das ist doch nur ein fertig compiliertes Programm, das veranschaulicht, oder habe ich etwas übersehen? Mir geht es darum, die Rechenlogik zu verstehen.

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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von tomS » 12. Jul 2011, 18:57

@Peter, lass' mich den Satz nochmal konkretisieren bzw. den verwirrenden (und nur dem historischen Kontext geschuldeten) Teil weglassen

Aus der Photonenquelle kommen einfach Photonen; diese sind letztlich weder Teilchen noch Welle, sondern eben Quantenobjekte, die manchmal als Teilchen und manchmal als Welle wahrgenommen werden.

Es geht mir darum, zu zeigen, dass das was ist, nämlich ein Quantenobjekt, nicht "etwas im klassische etwas ist", sondern lediglich potentiell als etwas Klassisches wahrgenommen werden kann. Zweifellos ist das etwas, aber wir können nicht sagen, was es ist, bevor wir es wahrgenommen haben; wenn wir es aber einmal wahrgenommen haben, dann ist es schon nicht mehr das reine Quantenobjekt, sondern eben nur unsere Wahrnehmung des Quantenobjektes.

D.h. richtigerweise, dass hier der Beobachter ins Spiel kommt - sobald wir nämlich über Welle und/oder Teilchen reden.

Ich möchte aber zunächst nicht über Welle oder Teilchen reden, da es sich dabei nicht um das handelt, was ist, sondern um das, was wahrgenommen wird. Natürlich ist diese Wahrnemung nicht völlig losgelöst, sie liegt schon in dem Quantenobjekt begründet, aber es ist etwas, das über diese Wahrnehmung hinausgeht. Warum? Weil unsere Wahrnehumg uns nicht gestattet, zu verstehen, dass etwas einmal so und einmal ganz anders sein kann - klassisch im Sinne unserer Wahrnehmung gibt es ein Entweder-Oder.

In der Quantenmechanik gibt es aber kein Entweder-Oder. Das Quantenobjekt ist nicht entweder Welle oder Teilchen, sondern es ist potentiell beides. Es gibt aber auch kein Sowohl-als-Auch, denn das wäre in sich widersprüchlich.

Ein anderes Beispiel: Ein Spin kann klassisch entweder als +1/2 oder -1/2 wahrgenommen werden. Quantenmechanisch ist es nun nicht so, dass der Spin genau die Eigenschaft „+1/2 hat“ und wir das lediglich nachher feststellen; das ist nachweislich falsch. Es ist aber auch nicht so, dass der Spin beide Eigenschaften gleichzeitig hat, „sowohl+1/2 als auch -1/2“, denn ein Objekt kann nicht diese beiden Eigenschaften zugleich haben, das wäre widersprüchlich. Das Quantenobjekt „Spin“ trägt also die Eigenschaft, „dass es einmal als +1/2 und einmal als -1/2 erscheinen kann“.

In diesem Sinne sind quantenmechanische Eigenschaften eteas anderes als klassische Eigenschaften; letztere sind prinzipiell immer da, nur eben ggf. nicht bekannt; quantenmechanische Eigenschaften dagegen sind nur potentiell da, dabei aber immer in allen ihren Möglichkeiten gleichzeitig.

Ich will darauf hinaus, dass die Seinsweise eines Quantenobjektes unabhängig von einer Beobachtung oder Messung desselben in gewisser Weise „geisterhaft“ und nicht konkret festlegbar ist. Erst durch den Akt der Messung wird das Quantenobjekt gezwungen, sich konkret klassisch zu „zeigen“.

Im Zuge der Dekohärenz kann man nun beweisen, dass die Ausbildung von klassischen Eigenschaften ein intrinsisch quantenmechanisches Phänomen ist, das ohne Rückgriff auf die Messung existiert. Allerdings kann man nicht sagen, welche klassischen Eigenschaften genau sich ausbilden werden (+1/2 oder -1/2, Welle oder Teilchen, zerfallen oder nicht zerfallen).

Wenn wir also glauben, dass der quantenmechanischen Welt tatsächlich eine Realität zukommt, dass da also unabhängig von uns etwas ist, dann müssen wir gleichzeitig zugeben, dass wir nicht wirklich sagen könne was da ist, sondern nur, was potentiell da sein könnte
Gruß
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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von Skeltek » 12. Jul 2011, 19:22

Es geht eigentlich doch nur darum, den kurzfristigen Mißzustand, den ein beschleunigtes Elektron im Vakuum seiner Ex-Position erzeugt hat, an einem anderen Ort auszugleichen. So gesehen kann man ein Photon als eine direkte unidirektionale Verbindung zwischen zwei Raumzeitpunkten auffassen, über die zwei antipolare Mißstände im Raumzeitgefüge miteinander verknüpft und ausgeglichen werden.
So gesehen kann man ein Photon mit der Verbindung zwischen zwei Dipolen vergleichen, wo sich die Verbingung genau die Anordnung sucht die nötig ist, um so viel Inhomogenität wie möglich auszugleichen.

Man könnte annehmen, daß zweischen den zwei Zeitpunkten vom Aussenden bis zum Empfangen eines elektromagnetischen Impulses wischen zwei Raumzeitpunkten nichts existiert.
Unsere Vorstellungskraft kommt allerdings durch die Erfahrung aus der makroskopischen Welt nicht damit klar, daß auf der Linie zwischen diesen beiden Raumzeitpunkten nichts existiert, das diese Punkte verknüpft.
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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von tomS » 12. Jul 2011, 22:00

Skeltek hat geschrieben:Man könnte annehmen, daß zweischen den zwei Zeitpunkten vom Aussenden bis zum Empfangen eines elektromagnetischen Impulses wischen zwei Raumzeitpunkten nichts existiert.
Es geht doch nicht darum, dass dazwischen nichts existiert, sondern "nur", dass nichts klassisches existiert.
Gruß
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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von seeker » 13. Jul 2011, 00:31

Interessant ist auch noch, dass auch die Zeitrichtung für Quantenobjekte nicht existiert.
Auch sie emergiert erst durch die Wechselwirkung mit der Umwelt.
tomS hat geschrieben:In der Quantenmechanik gibt es aber kein Entweder-Oder. Das Quantenobjekt ist nicht entweder Welle oder Teilchen, sondern es ist potentiell beides. Es gibt aber auch kein Sowohl-als-Auch, denn das wäre in sich widersprüchlich.

Ein anderes Beispiel: Ein Spin kann klassisch entweder als +1/2 oder -1/2 wahrgenommen werden. Quantenmechanisch ist es nun nicht so, dass der Spin genau die Eigenschaft „+1/2 hat“ und wir das lediglich nachher feststellen; das ist nachweislich falsch. Es ist aber auch nicht so, dass der Spin beide Eigenschaften gleichzeitig hat, „sowohl+1/2 als auch -1/2“, denn ein Objekt kann nicht diese beiden Eigenschaften zugleich haben, das wäre widersprüchlich. Das Quantenobjekt „Spin“ trägt also die Eigenschaft, „dass es einmal als +1/2 und einmal als -1/2 erscheinen kann“.

In diesem Sinne sind quantenmechanische Eigenschaften etwas anderes als klassische Eigenschaften; letztere sind prinzipiell immer da, nur eben ggf. nicht bekannt; quantenmechanische Eigenschaften dagegen sind nur potentiell da, dabei aber immer in allen ihren Möglichkeiten gleichzeitig.
Das ist wohl der Kern der Sache.
Wichtig ist, dass "Sein" im Quantenbereich durch "Potentialität" ersetzt werden muss.

Wie kann man das greifen?
Man kann sich z.B. auf die Position zurückziehen, dass nicht die Dinge "an sich" existieren, sondern nur die Information von den Dingen.
Information erscheint (=wird existent!) ausschließlich dann, wenn ein Objekt mit der Umgebung interagiert, also wechselwirkt.
Demzufolge kann man behaupten, dass nicht die Dinge an sich existieren, sondern ausschließlich das, was zwischen den Dingen ist: Die Wechselwirkung.
Für die Dinge "an sich" muss ich anstatt "existieren" ein neues, schwächeres Wort erfinden. Ich nenne es mal "potentieren".

Beispiel: Ein Stein

Man könnte nun sagen, dass nicht der Stein selbst "existierend" genannt werden darf, sondern nur die Informationen, die ich von dem Objekt "Stein" erhalte sind existent.
Dass da wirklich ein Stein ist, ist nichts weiter als eine Schlussfolgerung und kann man daher nicht genau wissen - der Stein ist potentiell da.

Mit diesem Blinkwinkel auf Quantenobjekte geschaut kann man sagen:

Quantenobjekte enthalten weniger Information als es klassische Objekte tun - aber auch sie enthalten noch Information.
Z.B. kann ich ein Elektron betrachten: Ich weiß von ihm, dass es die Eigenschaft Spin = (+1/2 ODER -1/2) HAT und dass es NICHT den Spin 0, +1, -1, -2, etc. hat.
Das ist eine Information. Sie ist ungenauer (=weniger) als die Informationen, die wir von klassischen Objekten haben (können) - aber sie ist da.
Bei einem "klassischen Elektron" wüssten wir GENAU, welchen Spin es hat. Ein Elektron wird quasi klassisch, genau dann, wenn es mit der Umgebung genügend interagiert bzw. wechselwirkt (unmittelbar und mittelbar). D.h: Durch diese Wechselwirkungen wird zusätzliche Information geschaffen.

Im Grunde muss diese geisterhafte Quantenwelt ja auch so sein, wie sie ist, denn: Was wäre die Alternative?
Die Alternative wäre ein Kontinuum, das unendlich geteilt werden kann und das also unendlich genau ist.
Die Natur vermeidet also die Unendlichkeit indem sie unscharf wird: Wenn man immer genauer in den Mikrokosmos eindringt wird aus "immer kleiner" unserer klassischen Welt plötzlich eine neue Qualität: Aus "immer kleiner" wird "immer unschärfer".

Grüße
seeker
Zuletzt geändert von seeker am 13. Jul 2011, 00:48, insgesamt 5-mal geändert.
Grüße
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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von tomS » 13. Jul 2011, 00:38

Bis auf deinen letzten Absatz bzgl. des Kontinuums bin ich voll bei dir!
Gruß
Tom

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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von seeker » 13. Jul 2011, 00:56

@ Tom:
:beer:

Aber was stört dich am letzten Absatz?
Ist es, weil ich Unendlichkeiten für "unphysikalisch" halte?
Vielleicht ist dieser, mein Standpunkt wahr und gleichzeitig das Gegenteil davon auch, wenn man es aus einer höheren Perspektive betrachtet... und es gilt diese höhere Perspektive zu suchen.
(Jetzt werde ich zu orakelhaft, ich weiß... Bitte verzeih!)

Grüße
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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von tomS » 13. Jul 2011, 01:10

Nun, ich denke die Alternative zur "geisterhaften Quantenrealität" wäre nicht "ein Kontinuum"; das hat einerseits nichts miteinander zu tun und ist andereseits hier eher irrelevant. Ich sage nicht, dass dies in sich falsch sein muss, nur ich verstehe deine Schlussfolgerung so nicht.
Gruß
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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von seeker » 13. Jul 2011, 08:55

Es geht mir darum, dass man die Dinge nicht beliebig skalieren kann, ohne dass sich dabei die Qualitäten verändern: Quantität schlägt in Qualität um. Aber gut! Lassen wir das zunächst. Das ist wirklich ein anderes Thema.

Viel interessanter finde ich hier folgende Frage:

Wenn ein isoliertes Elektron weniger Information trägt als ein mit der Umwelt wechselwirkendes Elektron, dann stellt sich mir die Frage:
Warum trägt das isolierte Elektron (Quantenobjekt) dennoch noch eine Restinformation in sich?
(Eine beständige Restinformation besteht z.B. darin, dass es immer noch die Information "Elektron und nicht Positron" hat.)
Wo kommt die her? Warum ist sie beständig?

Wenn man den Weg geht und behauptet, dass nur WW existiert, dann muss man zu der Schlussfolgerung kommen, dass auch das "isolierte" Quantenobjekt immer noch eine "Rest-WW" mit irgendetwas machen muss. Was ist dieses "Etwas"? Das Vakuum (mit seinen speziellen Eigenschaften)?

Grüße
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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von PeterM » 14. Jul 2011, 11:36

tomS hat geschrieben:Es geht doch nicht darum, dass dazwischen nichts existiert, sondern "nur", dass nichts klassisches existiert.
Eigentlich geht es doch darum, dass unser klassisches Weltbild falsch ist. Das kann ich sogar akzeptieren. Vielleicht sollte man auch mal aufhören, von geisterhaften Quantenphysik zu reden, sondern von nahtlosen Übergängen, die die klassische Welt ausmacht. Unsere Realtät basiert dann auf Veränderung
Auch das kann ich für mich akzeptieren.

Tom, du bringst oft das Beispiel mit dem Joghurt im Kühlschrank. Dabei ergänzt du, dass wir davon ausgehen, dass der Joghurt am nächsten Tag auch noch im Kühlschrank steht. Ich glaube nicht, dass es darum geht, ob der Joghurt noch da ist oder nicht, sondern darum, dass er am nächsten Tag nicht mehr so existiert, wie am Vortag. Das ist doch der Punkt. Wir vermengen doch andauernd irgendwelche fragwürdigen Realitäten im makroskopischen Rahmen, die gar keine Realitäten sind. Dazu gehört insbesondere die Zeit. Wenn ich als Basisgedanken die Veränderung akzeptiere, dann ist der Faktor Zeit für mich im makroskpischen Rahmen nicht mehr existent. Ich möchte das mal verkürzt darstellen.

Aus einer Welle wird der Joghurt und aus dem Joghurt wird eine Welle. Das ist doch auch der Werdegang des makroskopischen Rahmens. Zumindest verstehe ich euch so.

Ich wollte auch noch etwas zu deinem Beitrag vom 12. Jul 2011, 18:57 schreiben. Ich denke, dass ich das noch nachholen werde.

Leider habe ich nur wenig "Zeit" :-), ich hätte alles gerne noch ausführlicher beschrieben.

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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von tomS » 14. Jul 2011, 13:41

Nochmal zum Joghurt - um klarzustellen, worum es mir geht:
wir nehmen den Joghurt war
wir nehmen den Joghurt am folgenden Tag (im wesentlichen unverändert) wieder war
wir schlussfolgern daraus, dass
a) der Joghurt in der Zwischenzeit ebenfalls existiert hat, und
b) er unverändert existiert hat

a) bleibt in der QM richtig
b) können wir nicht beantworten; wir wissen nur (und mehr benötigen wir auch nicht); dass da etwas ist, was später wieder als Joghurt erscheint.
Gruß
Tom

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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von deltaxp » 15. Jul 2011, 10:39

das ist mir hier auch wieder zu philosophisch.
quanten haben nichts geisterhaftes ansich, weil geister nunmal erfindungen von menschen sind. n elektron hat keine ahnung davon.

unser klassisches weltbild ist auch nicht falsch. es hat sich aufgrund unserer evolutionären interaktion mit der mesoskopischen umwelt herausgebildet. jene, denen das nicht gelang sind einfach ausgestorben. wir sind aber noch hier, also kann in unserer skala das klassische weltbild nicht so falsch sein. daher kennen wir entweder welle oder teilchen. hätten wir uns wie auch immer in der microskopischen skala entwickelt, hätten newton und hamilton wahrscheinlich die quantenmechanik und heisenberg und bohr die klassische mechanik entwickelt und nur den kopf über die abstrusen dinge dort geschüttelt und die klassische welt wäre ihnen geisterhaft vorgekommen.

wie lautet der bekannte physiker chuck norris witz: chuck norris hat den welle teilchen dualismus erfunden, auf die frage warum, guckt er dich nur strafend an.

wir können einfach die natur eines elektrons mit unserem verstand intuitiv nicht begreifen, erfahren, verstehen. wir können seine eigenschaften aber sehr wohl mathematisch fassen, und wir nennen es welle-teilchen-dualismus, unschärferelation (hängt zusammen) oder wie tom sagt, potential mehrerer verschiedener erscheinungen infolge von wechselwirkungen. das ist letzlich nur eine definitionsfrage. man gibt dem kind schlichtweg einen namen. ein elektron wäre immer noch ein elctron auch wenn ich es nortkele nennen würde. Tom würde wohl immer so kluge fundierte dinge schreiben wenn er jim hiesse.

auch würde ich die rolle des beobachters nicht überbewerten. elektronen einer natürlichen elektronen quelle werden hinter einem natürlichen doppelspalt immer ein interferenzmuster ausbilden, ob ich nun da bin oder nicht. die z-komponennte ihrer spineigenschaft wird sich immer im magnetfeld entweder in die eine oder andere richtung ausrichten und in diesem zustand eine wechselwirkung begehen, wenn was zum wechselwirken da ist. egal ob ich es messe oder nicht.

der unterschied zur klassischen messung ist freilich, dass ich mit meiner messung eine wechselwirkung mit dem quantenobject, die die eine oder andere facette seiner existenz erschein lässt, hervorrufen werde, wärend ich in der klassik meist den einfluss der messung auf das object der begierde vernachlässigen kann.

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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von positronium » 16. Jul 2011, 19:54

Nachdem ich schon Frage
tomS hat geschrieben:A) wieso erscheinen dann dennoch die vertrauten, teilchenartigen Elektronen immer an jeweils genau einer Stelle auf der Photoplatte?
für mich in einem Posting zu beantworten versucht habe, möchte ich das auch noch mit Frage
tomS hat geschrieben:B) warum erscheint ein bestimmtes Elektron genau an dieser Stelle auf der Photoplatte und nicht an einer anderen?
versuchen.

Dafür gibt es meiner Meinung nach zwei grundlegend verschiedene Erklärungsmöglichkeiten, oder aber eine Kombination aus beiden:
a) Durch den Doppelspalt erhält das Photon eine Eigenschaft, die ihm in jeder Ebene bis hin zu der des Detektors eine Verteilung aufzwingt (die Geisterteilchen werden von einer homogenen in eine wellenförmige Verteilung gebracht), und durch meinen Antwortversuch auf A wird die Position durch kleinste Veriationen der Empfänglichkeit für den Photoneneinfang durch den Detektor festgelegt. Bildlich gesprochen (Tatsächlich kann das natürlich nicht so sein!) könnte man sich das durch die Eigenbewegung der Teilchen durch Temperatur vorstellen - dort, wo ein Atom des Detektormaterials gerade am weitesten vorne ist, schlägt das Photon auf. Man erhielte also eine scheinbar zufällige Verteilung, die bei einer Vielzahl Photonen zu dem Wellenmuster würde - die hier als Beispiel herangezogene Temperaturbewegung ist über längere Zeit statistisch gleich verteilt. So sollte das bei der hypothetischen Eigenschaft auch sein.
b) Bereits der Doppelspalt selbst ist es, der die endgültige Position festlegt. In diesem Fall würden die Eigenschaften des Spalts dem Photon nicht nur die wellenartige Verteilung aufprägen, sondern zusätzlich auch noch eine klassische Richtung für den Fall, dass nichts "dazwischen kommt". Diese könnte man wiederum auf statistisch gleich verteilte Eigenschaften, hier aber des die Spalte umgebenden Materials zurück führen.

Die Physiker unter Euch kennen bestimmt etliche Experimente, welche das eine oder andere, oder beides als nicht möglich erkennbar machen.

Ich tendiere klar zu a. b würde bedeuten, dass jedes "Geisterteilchen" zwei verschiedene "Impulse" trägt - kein schöner Gedanke, wie ich finde.

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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von seeker » 16. Jul 2011, 22:14

positronium hat geschrieben:a) Durch den Doppelspalt erhält das Photon eine Eigenschaft, die ihm in jeder Ebene bis hin zu der des Detektors eine Verteilung aufzwingt
Das ist richtig. Der Doppelspalt lässt ja schließlich nicht alle Photonen durch, sondern trifft eine Auswahl. Photonen, die am Spalt selbst absorbiert werden, können den Schirm dahinter nicht erreichen.
Es ist aber nicht so, dass der Auftreffpunkt, der am Schirm sichtbar wird (also der Punkt, der dort jeweils entsteht) schon am Spalt determiniert wäre. Am Spalt selbst werden nur Autfreff-Wahrscheinlichkeiten determiniert.

Das kann man durch Experimente der verzögerten Entscheidung beweisen.
Vereinfacht gesprochen funktionieren diese so:

Man lässt einzelne Elektronen auf einen Doppelspalt mit dahinter liegendem Detektorschirm los.
An den Spalten sind zusätzliche Detektoren, die registrieren, ob ein Elektron durch Spalt A oder durch Spalt B geht.
Wenn diese Detektoren ausgeschaltet sind, dann erhalten wir am Schirm ein Interferenzmuster (viele Streifen), wenn sie angeschaltet sind aber nur ein gewöhnliches Teilchenmuster (2 Streifen).
Das hatten wir schon. Soweit sollte alles klar sein.

Jetzt kommt es:
Man kann einzelne Elektronen losschicken und am Doppelspalt detektieren. Daher gewinnt ein Detektor (am Spalt) die Information, durch welchen Spalt das Elektron ging.
Löscht man diese Information wieder, erst nachdem das Elektron schon hinter dem Spalt ist, aber noch bevor es den Detektorschirm erreicht, dann erhalten wir wieder ein Interferenzmuster, ganz wie wenn die Detektoren am Spalt von vorne herein ausgeschaltet gewesen wären. (Löscht man diese Information nicht, so erhält man ein Teilchenmuster.)
Diese verzögerte Entscheidung kann soweit hinausgezögert werden, dass der Zeitpunkt der Informationslöschung so kurz vor dem "Aufschlagen" des Elektrons auf den Schirm geschieht, dass auch mit Lichtgeschwindigkeit keine Information darüber (vom Ort des Spaltdetektors aus) das Elektron noch rechtzeitig vor dem Aufschlag erreichen kann.

Wie erklärst du dir diese Befunde?

Grüße
seeker
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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von Skeltek » 16. Jul 2011, 23:17

Was zum Geier meinst du mit Löschen der Information?
Da könnte man ja ne Marskolonie mit nem Dauerstrahl Photonen bombardieren und sobald man Informationen löscht erkennen die das instantan am Interferenzmuster...?
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  • Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von tomS » 17. Jul 2011, 10:09

Die Information "rechter Spalt" oder "linker Spalt" wird z.B. auf ein anderes Quantensystem übertragen; nun kann man dieses Quantensystem entweder auslesen, also auf einem Messgerät anzeigen, oder man kann die Information wieder vernichten, so wie man Information auf einer Festplatte loescht
Gruß
Tom

Der Wert eines Dialogs hängt vor allem von der Vielfalt der konkurrierenden Meinungen ab.
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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von Skeltek » 17. Jul 2011, 11:03

Sorry, das Löschen von Informationen ist mit einem aktiven Meßvorgang oder einer Wechselwirkung zu vergleichen. Außerdem ist auf ein anderes Quantensystem zu übertragen so undeutlich, daß man immer noch nicht weiß, wie es genau von statten geht.
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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von PeterM » 17. Jul 2011, 12:13

@ Tom, betrifft dein Beitrag vom 12.07.11 18:57

Für mich hört sich deine Erklärung so an, als wenn ein Quantenobjekt, wenn es auf unsere Wahrnehmung trifft, Welle und Teilchen gleichzeitig ist, wir aber nur Welle oder Teilchen wahrnehmen können.

Zum Versuch:

Scheinbar zeigt dieser Versuch doch ganz deutlich wie abhängig wir alles von unserer Wahrnehmung und damit unvollständig beurteilen.

Meine Gedanken mögen wieder in eine Richtung gehen, die du nicht so akzeptieren kannst, aber ich versuche das mal zu erläutern.

1.Auf dem Schirm wird ein Interferenzmuster sichtbar, wenn nicht gemessen wird. Es werden doch aber nur Punkte (Teilchen) miteinander verbunden und berechnet, woraus wir ein Interferenzmuster ableiten oder dies so sehen wollen.

2. Durch Messung verschwindet das Interferenzmuster und es werden scheinbar ungeordnete Punkte (Teilchen) sichtbar.
Theoretisch könnte man doch den obersten linken Punkt in der Ecke mit dem nächsten Punkt darunter und des Weiteren mit dem nächsthöheren Punkt darüber usw. verbinden.
Dies dann fortlaufend bis zum rechten Rand. Dann wir zumindest eine Welle sichtbar.

Das könnte man dann mit den übrigen darunterliegenden Punkten fortführen,usw. usw.. Möglicherweise kommt da ein chaotisches Wellenmuster zustande, oder aber auch nicht. Ich weiß es nicht.


3. Wer sagt denn, dass das Interferenzmuster bei der Messung verschwindet? Es kann sich doch auch verlagern. Und zwar so, dass es zwischen Schirm und Messvorrichtung auftaucht. Wie wollt ihr das dann messen.?

4. Dieser Versuch macht doch nur Sinn, wenn der komplette Bereich mit Schirmen ausgekleidet ist, die ein vollständiges Bild abgeben.

5. Wenn das stimmt, was ich denke, dann gibt es keine Teilchen, sondern nur Wellen. Für mich macht das sogar Sinn.

6. Der Versuch ist doch dermaßen künstlich und manipuliert, dass er nur bestimmte Aussagen zulässt. Es fehlt mal wieder der komplexe Blick auf das Experiment. Das lässt dann natürlich auch wieder nur unvollständige Beurteilungen oder Mutmaßungen zu.


Letztlich kann ich nur hoffen, dass meine Schilderungen verständlich rüberkommen.


Gruß

Peter

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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von positronium » 17. Jul 2011, 12:28

Der Teil Deines Postings
seeker hat geschrieben:Es ist aber nicht so, dass der Auftreffpunkt, der am Schirm sichtbar wird (also der Punkt, der dort jeweils entsteht) schon am Spalt determiniert wäre. Am Spalt selbst werden nur Autfreff-Wahrscheinlichkeiten determiniert.

Das kann man durch Experimente der verzögerten Entscheidung beweisen.
Vereinfacht gesprochen funktionieren diese so:

Man lässt einzelne Elektronen auf einen Doppelspalt mit dahinter liegendem Detektorschirm los.
An den Spalten sind zusätzliche Detektoren, die registrieren, ob ein Elektron durch Spalt A oder durch Spalt B geht.
Wenn diese Detektoren ausgeschaltet sind, dann erhalten wir am Schirm ein Interferenzmuster (viele Streifen), wenn sie angeschaltet sind aber nur ein gewöhnliches Teilchenmuster (2 Streifen).
Das hatten wir schon. Soweit sollte alles klar sein.
wird durch meine Antwortversuche auf Frage A und B erklärt. - Durch Einschalten des Detektors lässt man es zu einer WW kommen, die ebenso wie die WW auf dem Schirm eine Lokalisierung des Photos/Teilchens fordert. Danach läuft alles so, als hätte man keinen Doppelspalt sondern zwei spaltförmige Lichtquellen.
seeker hat geschrieben:Jetzt kommt es:
Man kann einzelne Elektronen losschicken und am Doppelspalt detektieren. Daher gewinnt ein Detektor (am Spalt) die Information, durch welchen Spalt das Elektron ging.
Löscht man diese Information wieder, erst nachdem das Elektron schon hinter dem Spalt ist, aber noch bevor es den Detektorschirm erreicht, dann erhalten wir wieder ein Interferenzmuster, ganz wie wenn die Detektoren am Spalt von vorne herein ausgeschaltet gewesen wären. (Löscht man diese Information nicht, so erhält man ein Teilchenmuster.)
Diese verzögerte Entscheidung kann soweit hinausgezögert werden, dass der Zeitpunkt der Informationslöschung so kurz vor dem "Aufschlagen" des Elektrons auf den Schirm geschieht, dass auch mit Lichtgeschwindigkeit keine Information darüber (vom Ort des Spaltdetektors aus) das Elektron noch rechtzeitig vor dem Aufschlag erreichen kann.

Wie erklärst du dir diese Befunde?
Das geht eigentlich schon über das Thema des Threads hinaus, aber ich versuche gerne, das zu beschreiben - ist aber höchst spekulativ: In meiner Vorstellung handelt es sich bei Teilchenerscheinungen (zu unterscheiden vom "Teilchen" als solchem) nicht um etwas punkt- oder wellenförmiges, sondern um eine Wolke gekoppelter Einheiten mit teils unterschiedlichen Eigenschaften. Diese Wolkenform erlaubt es, dass ein Teilchen sogar über makroskopische Entfernungen "gedehnt werden" kann. Dabei führt die Kopplung der Einheiten zu einer sofortigen, nicht nur lichtschnellen Ausbreitung von "Information" innerhalb des Teilchens. Im Fall einer solchen Konstellation geht also scheinbar die Lokalität verloren.

Was passiert also demnach bei diesem Experiment: Die Lichtquelle sendet ein Photon aus, das unmittelbar zu einer "Wolke" wird, sie kommt am Doppelspalt an und nimmt das Wellenmuster an und wechselwirkt entsprechend meiner Antwort auf A. Findet die WW am Material um den Doppelspalt statt, ist natürlich Schluss. Findet sie am Detektor (links/rechts) statt, und wird die Information verarbeitet, sind wir bei oben erwähnten "zwei spaltförmige Lichtquellen". Findet sie an einem Detektor mit der Möglichkeit zum Quantenradieren statt, kommt es zum Sonderfall: Wir haben die Wolke "Photon" und zwei Wolken "linkes Detektorteilchen" L und "rechtes Detektorteilchen" R. Photon beginnt mit L oder R nach Antwort auf A zu wechselwirken. Dabei bilden Photon und, sagen wir hier, L ein System. In diesem System ist nicht definiert, ob Photon nun schon seine Interferenznatur verloren hat. Photon bewegt sich mit c Richtung Schirm; Teile von Wolke L tauchen aber durch die eingeleitete WW in Photon ein und werden mitgezogen. Entscheidend ist jetzt nur noch, ob zuerst Photon mit dem Schirm oder zuerst L mit seinem Detektorapparat und dann Photon mit dem Schirm wechselwirkt. Es wird also erst durch den zeitlichen Ablauf über das vollständige Zustandekommen der Mess-WW entschieden. Jede dieser WW führt nach Antwort auf A zur "Abfrage" der Eigenschaften aller "Geisterteilchen", was das Gesamtsystem auflöst.

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Re: #11 Geisterhafte Quantenphysik und klassische Welt

Beitrag von tomS » 17. Jul 2011, 18:39

PeterM hat geschrieben:1.Auf dem Schirm wird ein Interferenzmuster sichtbar, wenn nicht gemessen wird. Es werden doch aber nur Punkte (Teilchen) miteinander verbunden und berechnet, woraus wir ein Interferenzmuster ableiten oder dies so sehen wollen.
Richtig; erst die Gesamtheit der Einzelnen Punkt ergibt das Interferenzmuster

PeterM hat geschrieben:2. Durch Messung verschwindet das Interferenzmuster und es werden scheinbar ungeordnete Punkte (Teilchen) sichtbar.
Nein; es werden immer einzelne Punkte sichtbar, aber ohne bzw. mit Messung ergeben sie in ihrer Gesamtheit ein anderes Muster.

PeterM hat geschrieben:Dann wir zumindest eine Welle sichtbar.
Eine Welle wird nie sichtbar, sondern immer nur einzelne Punkte, die zusammen das (körnige) Interferenzmuster ergeben. Aber das ist nicht die Welle selbst.

PeterM hat geschrieben:3. Wer sagt denn, dass das Interferenzmuster bei der Messung verschwindet? Es kann sich doch auch verlagern. Und zwar so, dass es zwischen Schirm und Messvorrichtung auftaucht. Wie wollt ihr das dann messen.?
Nun, man könnte ja den Schirm bewegen. Man findet aber immer das selbe Muster, egal von der Schirm sich befindet (bis auf Kleinigkeiten, die von der Geometrie abhängen, z.B. die Breite des Musters.

PeterM hat geschrieben:4. Dieser Versuch macht doch nur Sinn, wenn der komplette Bereich mit Schirmen ausgekleidet ist, die ein vollständiges Bild abgeben.
Nö, wieso`?

PeterM hat geschrieben:5. Wenn das stimmt, was ich denke, dann gibt es keine Teilchen, sondern nur Wellen.
Aber auf dem Schirm sehen wir doch einzelne Punkte, d.h. Teilchen. D.h. in dem Moment des Auftreffens auf den Schirm zeigt sich das, was „unterwegs eine Welle war und interferiert hat“ als Teilchen. Auch gibt es andere Versuche (Photoeffekt, Comptoneffekt), die mit dem Wellenbild unverträglich sind. D.h. man kommt weder mit dem Wellen- noch mit dem Teilchen bild alleine zurecht, man benötigt zwingend beides.

PeterM hat geschrieben:6. Der Versuch ist doch dermaßen künstlich und manipuliert, dass er nur bestimmte Aussagen zulässt. Es fehlt mal wieder der komplexe Blick auf das Experiment. Das lässt dann natürlich auch wieder nur unvollständige Beurteilungen oder Mutmaßungen zu.
Das ist immer so. Man legt durch ein Experiment bestimmte Aspekte fest, die sich messen lassen, und schließt andere aus. Die Gesamtheit aller Aspekte (z.B. Teilchen und Welle) zeigt sich dann nie in nur einem Experiment. Aber aus verschiedenen Experimenten kann man dann schließen, dass ein Objekt wie ein Elektron diese verschiedenen Aspekte haben muss.
Gruß
Tom

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