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Instabilität - Reduzibilität vs. Irreduzibilität - Komplexität

Wissenschaftsgeschichte, Wissenschaftstheorie bzw. -philosophie, Technik
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Re: Instabilität - Reduzibilität vs. Irreduzibilität - Komplexität

Beitrag von tomS » 25. Jan 2019, 07:01

seeker hat geschrieben:
24. Jan 2019, 19:57
Wenn die Bewegung/Entwicklung jedes einzelnen Teilchens, aus dem ein Ganzes besteht, durch die sog. fundamentalen Naturgesetze stets vollständig und exakt festgelegt ist und das Ganze am Ende aus nichts anderem als diesen Teilchen besteht und es nicht anderes gibt, dann muss auch das Ganze genauso festgelegt sein (kurz: wenn es kein echtes Rauschen gibt). Und dann müssen auch alle "höheren Gesetze" wenigstens im Prinzip aus den fundamentalen herleitbar sein.
Das ist die Idee der Physik.
seeker hat geschrieben:
24. Jan 2019, 19:57
Das ist möglich, dass es so ist, das muss man mindestens zugeben. Und man sollte sich bemühen, diesen Argumentationsstrang erst einmal wenigstens halbwegs zu verstehen und ihm dann wenigstens ganz kurz folgen, so widerstrebend sich das auch vielleicht anfühlen könnte.
Ich habe noch nicht verstanden, warum es da Widerstreben gibt:
- fühlt es sich unnatürlich ab?
- darf es nicht wahr sein?
- erscheint es bei biologischen Systemen zu komplex?
- fehlt das physikalische Grundverständnis?

Ich tue mir immer noch schwer mit einer Argumentationslinie, wenn ich gegen im wesentlichen zirkuläre Schlussfolgerungen argumentieren soll.
seeker hat geschrieben:
24. Jan 2019, 19:57
Ich möchte jetzt erst einmal hören, was dann du Tom aus deiner Position (1) zu deinem (2) ausführen möchtest.
Zu (1) ist wenig zu sagen: die QM ist eine wissenschaftliche Theorie, man kann sie gerne theoretisch oder experimentell falsifizieren. Solange das nicht mal ansatzweise gelingt, gibt es wenig zu sagen.
Gruß
Tom

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Re: Instabilität - Reduzibilität vs. Irreduzibilität - Komplexität

Beitrag von seeker » 25. Jan 2019, 07:52

tomS hat geschrieben:
25. Jan 2019, 07:01
Das ist die Idee der Physik.
Ich möchte im Moment erst einmal fragen, besonders dich ATGC:
Ist dir diese Argumentationslinie soweit klargeworden? Ohne das jetzt zu kritisieren, ist dir die logische Linie klar, wie und warum man darauf kommt, insbesondere zu der Aussage: "es gibt von den fundamentalen naturwissenschaftlichen Gesetzen her keinen Freiraum"?
tomS hat geschrieben:
25. Jan 2019, 07:01
Ich habe noch nicht verstanden, warum es da Widerstreben gibt:
- fühlt es sich unnatürlich ab?
- darf es nicht wahr sein?
- erscheint es bei biologischen Systemen zu komplex?
- fehlt das physikalische Grundverständnis?

Ich tue mir immer noch schwer mit einer Argumentationslinie, wenn ich gegen im wesentlichen zirkuläre Schlussfolgerungen argumentieren soll.
Ist mir klar, dass du das so siehst und es am Verstehen noch mangelt. Dazu sind noch einige Punkte anzuführen und näher zu beleuchten und es ist beiderseitiges angestrengtes Zuhören und vorurteilsloses Betrachten gefragt, es geht dort immerhin um Paradigmen. Das wird nicht leicht. Allgemein fehlt es m.E. noch an beidseitigem Verstehen, das muss man erst erarbeiten.

Wenn ich das jetzt gleich weiter ausführe, dann glaube ich, dann verhindere ich dies hier, weil wir dann möglicherweise wieder vom Hundertsten ins Tausendste kommen:
tomS hat geschrieben:ich möchte auch einmal etwas konzentriert zu Ende diskutieren und von den Ergebnissen her bewerten.
Dann lass uns das jetzt auch machen, würde ich sagen!
Deshalb würde ich zuerst gerne dein (2) diskutieren, unter der Voraussetzung, dass dein (1) so wahr ist.
Oder soll ich mit meinen Punkten lieber direkt weitermachen, wo es auch u.a. wieder um (1) gehen wird?
Oder soll ich dazu einen eigenen, neuen Thread aufmachen?
Wie es beliebt, sagt mir einfach, wie ihr es haben wollt?
Aber ich möchte dann jedenfalls nicht hören, dass ich Diskussionen ins Dickicht führen würde.

Noch einmal zur Wiederholung:
tomS hat geschrieben:
18. Jan 2019, 00:36
Reduzibilität sehe ich auf zwei Ebenen:
1) zum einen kann ich fragen, ob die Physik biologische Strukturen und deren Dynamik hervorbringen kann
2) und zum anderen kann ich fragen, ob wir diese Strukturen und Prozesse erkennen und verstehen können


Es kann durchaus sein, dass (1) möglich ist, während (2) scheitert. Z.B. kann es sein, dass wir nicht in der Lage sind, die Testkriterien für die Existenz lebender Organismen physikalisch zu formulieren. Insofern scheitern wir bei (2). Das bedeutet keineswegs, dass die Physik bzgl. (1) scheitert - wir sind lediglich nicht in der Lage, das zu prüfen.

Meine ganze Überlegungen läuft darauf hinaus, dass die schlichte Behauptung „Biologie ist nicht auf Physik reduzierbar“ überhaupt keine intrinsische Eigenschaft der Biologie ist, sondern eine Beschränkung unseres Verstandes.

Wenn die Physik (Quantenmechanik) die Dynamik jedes einzelnen Teilchens (quantenmechanischen Objektes) vollständig, exakt und deterministisch beschreibt, dann gilt dies nach den Regekn der Quantenmechanik auch für makroskopische Systeme: jeder Zustand, jede Form - die letztlich einer Anordnung von Teilchen (Konfiguration quantenmechanischen Objekte) entspricht, jede physikalisch irgendwie messbare Eigenschaft, jeder Prozess - an dem Teilchen (quantenmechanischen Objekte) beteiligt, ... sind muss dann zwingend diesen Gesetzen folgen; die Quantenmechanik lässt schlichtweg keinen Spielraum. Dies entspricht der Reduzibilität im Sinne von (1), d.h. die Quantenmechanik bringt die biologischen Systeme vollständig hervor.

Irreduzibilität im Sinne von (2) besagt schlicht, dass wir nicht in der Lage sind, diesen Schritt so durchzuführen, dass wir genügend Kriterien physikalisch formalisieren können, so dass wir daraus unser Verständnis von Leben zurückgewinnen.
Also, Frage an dich, Tom:
Unter Voraussetzung von deinem Standpunkt zu (1) [alles ist vollständig von unten nach oben durchdeterminiert], wie siehst du das dann mit (2), wie kann davon ausgehend eine tragfähige Brücke zu (2) gebaut werden, welche prinzipiellen Einschränkungen lassen sich ausmachen? Welche Ergebnisse und Erkenntnisse lassen sich hier gewinnen? Oder was immer du zu (2) anbringen möchtest oder als wichtig erachtest...

P.S.:
Ich möchte noch anfügen, dass in Wahrheit unsere Überzeugungen zu (1) aus (2) folgen und nicht umgekehrt. Das ist wichtig.
Deshalb kann es Sinn machen zuerst (2) zu betrachten.
Grüße
seeker


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Re: Instabilität - Reduzibilität vs. Irreduzibilität - Komplexität

Beitrag von ATGC » 25. Jan 2019, 08:26

Hallo seeker,

die logische Linie ist mir klar. Ich lese dann mal weiter interessiert mit.

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Re: Instabilität - Reduzibilität vs. Irreduzibilität - Komplexität

Beitrag von tomS » 25. Jan 2019, 09:06

seeker hat geschrieben:
25. Jan 2019, 07:52
Unter Voraussetzung von deinem Standpunkt zu (1) [alles ist vollständig von unten nach oben durchdeterminiert], wie siehst du das dann mit (2), wie kann davon ausgehend eine tragfähige Brücke zu (2) gebaut werden, welche prinzipiellen Einschränkungen lassen sich ausmachen? Welche Ergebnisse und Erkenntnisse lassen sich hier gewinnen?
ATGC hat geschrieben:
25. Jan 2019, 08:26
Die logische Linie ist mir klar. Ich lese dann mal weiter interessiert mit.
Prima.

Und ich werde sicher auch nochmal was zu (1) sagen.

seeker hat geschrieben:
25. Jan 2019, 07:52
Ich möchte noch anfügen, dass in Wahrheit unsere Überzeugungen zu (1) aus (2) folgen und nicht umgekehrt. Das ist wichtig.
Deshalb kann es Sinn machen zuerst (2) zu betrachten.
Die erste Feststellung ist sicher korrekt.

Zur zweiten Feststellung: in der Praxis arbeiten wir ja nicht so wie hier dargestellt. In der Praxis haben wir für ein (1) einen kleinen, universellen Satz von Axiomen - seit ca. 90 Jahren - die wie nutzen, um (1) und (2) für konkrete Systeme zu formulieren, diese theoretisch zu untersuchen und experimentell zu verifizieren / falsifizieren. (1) und (2) läuft dabei Hand in Hand, je nach Problemstellung mit unterschiedlichem Fokus. Bei der QCD kennen wir (1) und arbeiten seit Jahrzehnten an (2). Bei der Quantengravitation kennen wir die makroskopischen Observablen (2), jedoch ist (1) noch offen, bzgl. (2) die Rückführung auf die mikroskopischen Freiheitsgrade. Bei der Biologie ist (1) trivialerweise bekannt, jedoch für die weitere Arbeit völlig unbrauchbar; die Aufgabe besteht darin, (1) sowohl begrifflich als auch mathematisch handhabbar zu machen, d.h. Näherungen, effective theories, coarse-graining, ... zu formulieren, die einerseits praktisch funktionieren, und aus denen zudem die geeigneten makroskopisch vertrauten Begriffe bzgl. (2) hervorgehen. Die Näherung zu (1) ist ein kleiner Teil von (2).

Zusammenfassend: Die uns klassisch und insbs. aus der Biologie vertrauten Begriffe sind keine quantenmechanischen Begriffe; die Quantenmechanik beschreibt ein makroskopisches System exakt, aber sie hat zu viel Struktur, ist zu detailliert. Man muss sie also handhabbar machen, d.h. man benötigt eine vergröberte Beschreibung, die in sehr gut Näherung funktioniert - ich benötige keine Ortsauflösung im Angström-Bereich, um das Auge zu beschreiben - und zugleich soll diese vergröberte Beschreibung die biologischen Begriffe reproduzieren. Diese Begriffe, ihr Verständnis und ihre makroskopische und mathematische Modellierung muss die Biologie jedoch reinstecken; insofern liefert die Quantenmechanik die Begriffe zu (2) nicht, d.h. (2) ist in diesem Sinne irreduzibel, erlaubt jedoch prinzipiell die Formulierung der Begriffe. D.h. zusammen mit (1) sollte die Quantenmechanik zusammen mit der Intelligenz des Physikers (2) reproduzieren können; dann bin ich mit meinem Programm zufrieden.

Konkret möchte ich exemplarisch zeigen, an welchen Stellen dies heute funktioniert.
Gruß
Tom

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Re: Instabilität - Reduzibilität vs. Irreduzibilität - Komplexität

Beitrag von seeker » 26. Jan 2019, 12:28

Gut soweit, danke.
Das Exemplarische, das du angekündigt hast, wäre auch interessant zu sehen.

Eine Frage:
tomS hat geschrieben:
25. Jan 2019, 09:06
Diese Begriffe, ihr Verständnis und ihre ... Modellierung muss die Biologie jedoch reinstecken
Ist das nicht immer so?

Ich möchte hier auf einen anderen Punkt noch weiter eingehen, ich brauche das als Einstimmung:

Unsere Überzeugungen zu (1) folgen aus (2)!

D.h.:

[a] Unsere Weltanschauung bildet sich in einem komplexen Prozess. Sie wird dadurch beeinflusst, was wir täglich vor der Nase haben, womit wir uns beschäftigen, auch wie man in einem Fachbreich hineinwächst, was die Lehrer und Kollegen sagen und meinen, welcher Art das vorherrschende Denken dort ist, welche eigenen Überlegungen man anstellt, welche konkreten Methoden man anwendet, mit welchen Problemen man bevorzugt konfrontiert ist, mit welchen weniger, welcher Art die Fragestellungen, Ergebnisse und Erkenntnisse sind, usw. - und nicht zuletzt welcher Art die Details sind, die man jeden Tag wahrnimmt und mitnimmt, die in einem nachwirken und die man in keinem Buch nachlesen kann.
Daraus bildet sich eine bestimmte Form im Denken und Wahrnehmen, ein Paradigma, eine Art und Weise, wie man die Welt betrachtet, also eine Perspektive auf die Welt.

Nun ist es allerdings so, dass diese Paradigmen nicht in allen Wissenschaftsdisziplinen vollständig gleich sind, was durch [a] einleuchtend erklärbar ist: Der theoretische Teilchenphysiker bildet in sich notwendig ein anderes Paradigma als der angewandt arbeitende Physiker oder der Biologe oder der Soziologe oder der Mathematiker oder der Komplexitätsforscher oder der Kulturwissenschaftler, usw.
Und es ist nicht einmal innerhalb einer Spezialdisziplin in allen Köpfen gleich, ausmachen kann man auch hier immer nur ein 'herrschendes Paradigma', also die Übereinstimmung bei einer Mehrheit der Leute in einer bestimmten Gruppe.

Wichtig dabei ist:
Egal welche Perspektive sich dabei einstellt, es IST IMMER eine Perspektive, die einen zwar gewisse Dinge klar sehen lässt, die aber auch dafür sorgen kann, dass man andere Dinge gar nicht mehr sehen kann; das Paradigma kann das verhindern, weil jedes Paradigma immer auch eine Einschränkung des Blickwinkels darstellt.

Man kann nun natürlich gleich anfangen wollen Vergleiche zu ziehen, welches Paradigma denn das bessere, tragfähigere, vernünftigere, usw. sei, aber darum geht es zunächst noch gar nicht. Erst einmal kann man festhalten und sich bewusst machen, DASS man/jeder in einem Paradigma lebt und dass die eigene Sicht daher immer eingeschränkt ist und auch, dass WIE man ein-und-dieselben Dinge sieht, notwendig vom Paradigma im eigenen Kopf abhängt.

Ich schreibe das, in der Hoffnung, damit zu einer Öffnung des Geisteshaltung beitragen zu können, für das, was ich jetzt beschlossen habe in einem eigenen Thread vorzustellen und besprechen zu wollen: Abwärtskausalität
Denn ohne Offenheit wird man das vielleicht gar nicht sehen und verstehen können, worum es dort tatsächlich geht.
Grüße
seeker


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Re: Instabilität - Reduzibilität vs. Irreduzibilität - Komplexität

Beitrag von ATGC » 27. Jan 2019, 10:59

Hallo Tom,
die Aufgabe besteht darin, (1) sowohl begrifflich als auch mathematisch handhabbar zu machen, d.h. Näherungen, effective theories, coarse-graining, ... zu formulieren, die einerseits praktisch funktionieren, und aus denen zudem die geeigneten makroskopisch vertrauten Begriffe bzgl. (2) hervorgehen.
ich habe mir einen Review-Artikel zum CG-Verfahren durchgelesen und kann daraus zunächst entnehmen, dass hier Molekülstrukturen vergröbert betrachtet werden, um mögliche Interaktionen mit anderen Molekülen zu modellieren. Man verspricht sich daraus insbesondere für die Abschätzung von Medikamentenwirkungen genauere Prognosen:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4171755/

So weit, so nützlich, aber die Lösung der von Dir formulierten Aufgabe sehe ich damit immer noch in weiter Ferne bzw. noch nicht wirklich in größere Nähe gerückt. Ich lese aber weiterhin interessiert mit und werde mich mit weiteren Kommentaren zurückhalten, um Dich nicht zu stören.

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Re: Instabilität - Reduzibilität vs. Irreduzibilität - Komplexität

Beitrag von tomS » 28. Jan 2019, 09:53

Mir ist durch seekers neuen Thread erst so richtig klar geworden, dass wir hier zwei Themen vermischen. Ich muss das hier etwas ruhen lassen, um - im anderen Thread - besser zu verstehen, wo eure Probleme liegen.
Gruß
Tom

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