Tausende Mini-Stürme fehlen in Klimamodellen – „Klimakatastrophe“ abgesagt!

Dezember 30, 2012

Berechnungen : Tausende Mini-Stürme fehlen in Klimamodellen – Nachrichten Wissenschaft – Natur & Umwelt – DIE WELT.

So, so, bei der „Berechnung“ der Zukunft hat man „vernachlässigbare“ Größen so großzügig wie arrogant „verschlabbert“.

Daß das nicht läuft, dürfte seit 50 Jahren bekannt sein. Denn 1962 entdeckte der Meteorologe Edward Lorenz, daß das Phänomen „Wetter“ so komplex ist, daß es sich auf Dauer einer exakten Prognose entziehen wird. Wer sich auch nur am Rande mit der „Chaos-Theorie“ auseinandersetzt, kennt den Lorenz-Attraktor.

„Verschlabbert“ wird in allen „Klimamodellen“ auch der Einfluß, den die Erde selbst auf ihr Klima ausübt.  – Das einzige, was „Klimaforschern“ in diesem Zusammenhang nämlich einfällt, ist das Rülpsen von Kühen. Ein natürlicher Vorgang, bei dem Methan an die Luft gesetzt wird. – Und Methan ist für den hartgesottenen Klimaforscher einfach nur „Pfui!“

Aber der Planet, ob er nun rülpst oder furzt,  gast so viele „Schadstoffe“ und „Treibhausgase“ aus, daß einem Klimaforscher ganz schwindelig werden muß.

Vor allem aber scheidet die Erde das Schlimmste aus, das einem „Klimaforscher“ blühen kann:  Wärme. Unablässig entläßt das Erdinnere Wärme in die Ozeane und die Atmosphäre. – Die „mittelozeanischen Rücken“ bilden eine globale,  also weltumspannende „Heizschlange“, die konstant, aber mit unterschiedlicher Intensität, die Wärme des Erdinneren in die Ozeane leitet. Genau hier ist der Kern des Problems, der noch schwerer wiegt als das Verschlabbern der unzähligen Luftturbulenzen in der Arktis:

Meteorologen und Klimaforscher gehen überwiegend von Beobachtungsdaten aus, die auf weniger als einem Dritel der Planetenoberfläche gesammelt werden können. – Denn rund zwei Drittel der Planetenoberfläche sind mit dem Wasser bedeckt, das die „Fußbodenheizung“ der Ozeane jeder Beobachtung auf Dauer entzieht.

Atmosphärische Turbulenzen und Erdwärme. Zwei wichtige Faktoren, die Einfluß auf die Gestaltung der planetaren Atmosphäre haben, läßt man einfach unter den Tisch fallen.

Das ist noch gelinde ausgedrückt, denn man versucht aktiv und mit der Vehemenz des missionarischen Eifers, sie unter den Teppich zu kehren.

So schafft man den Einstieg in die pathologische Wissenschaft. Am Ende steht das pseudoreligiöse Dogma, das mit Zähnen und Klauen verteidigt wird. – Der Scheiterhaufen ist zwar aus der Mode gekommen, aber er käme unseren selbsternannten Klimaschützern durchaus nicht ungelegen.

Die „kleinen“ nichtlinear-dynamischen Turbulenzen in der Atmosphäre, die es nicht nur am Rande des Polarkreises gibt, sondern bis zum „Mini-Tornado“ reichen können, der das Herbstlaub vor Ihrer Haustür ringförmig anordnet. – Kein Meteorologe wird Ihnen die Grenze nennen können, unterhalb derer eine Luftmassenbewegung aufhört, Einfluß auf die Gesamtbewegung der globalen Luftmasse zu nehmen.

Und was Einfluß auf die „Luftmasse“ hat, hat auch Einfluß auf die „Wasssermasse“. – Flüssiges Wasser ist träger als Luft, also auch schwerer in Bewegung zu setzen. – Deswegen wirkt sich der Wind auch in erster Linie auf die Oberfläche der Ozeane, kaum aber meßbar auf die Bewegung des Magmas im Erdinneren aus.

Der umgekehrte Weg ist physikalisch einfacher zu beschreiten: Wärme aus dem Erdkern dringt über den Erdmantel in die Ozeane ein und heizt die Luft.  – Prinzip des geringsten Zwangs.

Aber die gigantischen Strömungen in Erdkern und -mantel, die so kräftig sind, daß sie Kontinente verschieben,  sollen nach den Modellrechnungen der „Klimaforscher“ keinerlei Einfluß auf die zukünftige Entwicklung der Klimazonen des Planeten Erde haben.

Das muß mir mal einer erklären, aber bitte so, als wäre ich vier Jahre alt!


Ermittlungen zur Brandkatastrophe in Titisee-Neustadt: Schuldiger verzweifelt gesucht!

November 28, 2012

Brände : Ermittlungen zur Brandkatastrophe in Titisee-Neustadt dauern an – Nachrichten Newsticker – News3 (DAPD) – DIE WELT.

Der Staatsanwalt ermittelt gegen Unbekannt wegen des Verdachts der „fahrlässigen Tötung“. – Vielleicht findet er jemanden, der irgendwo in der Verkettung unglücklicher Ereignisse einen Fehler gemacht hat. – Es kann aber auch sein, daß die Frage, wem man „die Schuld“ an dem Unglück „zuschreiben“ kann, für immer offen bleibt, eben weil es keinen „Schuldigen“ gibt. – Für Menschen eine fast unerträgliche Vorstellung. – Sie brauchen für die mit negativen Emotionen besetzten Ereignisse in ihrem Leben einen „Schuldigen“, den sie „bestrafen“ können. – Wenn es kein Mensch ist, ist es entweder der Teufel oder der Klimawandel.

Dahinter steht ein universelles menschliches Verhaltensmuster, das sich anhand eines gewöhnlichen Fahrradschlauchs darstellen läßt:

Ob wir nichtlineare Vorgänge als Ordnung oder Katastrophe empfinden, scheint also ausschließlich von unserer Wahrnehmung und der Größe ab- zuhängen, die der Vorgang in Raum und Zeit hat. – Wie sehr sie sich doch gleichen, all die nichtlinearen dynamischen Systeme.

Der Strom, also die Welt der subatomaren Teilchen, und die Wirtschaft, also die vom Menschen geschaffene Welt. Bei Feuer und Wasser finden wir ähnliche Muster und Beziehungen vor wie in den Tiefen der Erde. Es fehlt noch das Gas. Zum Glück besteht unsere Atmosphäre aus einem Gasgemisch. Und auch hier können Sie das Durchschlagen eines Widerstandes buchstäblich mit den Händen greifen; nämlich immer dann, wenn Sie Ihr Fahrrad aufpumpen. Jeder Reifen verliert nach einer gewissen Zeit Luft, Sie müssen zur Luftpumpe greifen:

Mit jedem Stoß der Luftpumpe werden Sie merken, daß der Widerstand, den Ihnen das Ventil entgegensetzt, mit zunehmender Füllung des Reifens zunimmt. Sie brauchen immer mehr Kraft, diesen Widerstand zu überwin- den. Und Sie können hören, wie der Widerstand des Ventils mit hörbarem

„Pfft!“ durchschlägt.

Dieses „Pfft“ wiederum soll als Anlaß dienen, die Verhältnisse im Fahr- radreifen näher unter die Lupe zu nehmen. Wir werden dabei feststellen, daß der Fahrradreifen mehr Ähnlichkeiten mit unserer Kaffeeemaschine aufweist, als wir uns träumen lassen. Da wir uns mit den Zusammenhängen zwischen Spannung (Druck), Fluß und Widerstand beschäftigen, können wir den Mantel außer acht lassen. Wir beschränken uns daher auf die Betrachtung der eigentlichen Luftkammer, des Schlauchs.

Warum ähnelt ein Fahrradschlauch einer Kaffeemaschine?

Um diese Frage zu beantworten, müssen wir zunächst einmal näher be- leuchten, was ein Fahradschlauch ist.

Ein Fahrradschlauch kann definiert werden als Widerstand, der geeignet und bestimmt ist, den Gasaustausch zwischen dem von ihm umschlossenen Raum mit dem ihn umgebenden Raum zu verhindern. Wir wollen ihn W1 nennen.

Das zugehörige Ventil ist dann ein Widerstand, der ebenfalls den Gasaus- tausch verhindert, ein Hineinströmen des Gases in den von W1 umschlossenen Raum aber zuläßt. Das Ventil taufen wir W2.

Solange im Inneren des Schlauches und in seiner Umgebung derselbe Luftdruck herrscht, haben die Werte von W1 und W2 offensichtlich keine Bedeutung. Durch das geöffnete Venitl kann ein Gasaustausch stattfinden, der Gesamtwiderstand von W1 und W2 ist nahe Null. Ganz 0 kann er nicht sein, denn immerhin „erschwert“ er den Gasaustausch. Bringen Sie den Reifen allerdings in eine Unterdruckkammer, wird er sich aufblähen, weil der Innendruck das Ventil schließt, und damit beide Widerstände hoch sind. Daß zwischen innen und außen ein „Spannungsverhältnis“ besteht, ist unmittelbar sicht- und begreifbar. In der klassischen Physik würde man jetzt sagen, der Wert läge bei 1. Den Gefallen tut uns die Natur aber nicht, denn Sie werden nach einiger Zeit feststellen, daß der Schlauch nicht ganz dicht sein kann, im Laufe der Zeit verliert er Luft. 99,9% sind keine

100%, auch noch so viele 9 hinter dem Komma werden uns der 100%- Marke zwar näherbringen, sie aber nie erreichen lassen.

Dasselbe passiert, wenn Sie bei normalem Luftdruck den Reifen aufpumpen. Sie begründen ebenfalls das „Spannungsverhältnis“, Polarisierung tritt ein. Nun spüren Sie beim Aufpumpen, daß der Wert von W2 offenbar zunimmt. Je größer der Innendruck, desto stärker müssen Sie pumpen. W2 hat also einen variablen Wert, der durch den Druckunterschied bestimmt wird.

Was passiert, wenn Sie statt der Handpumpe einen Kompressor benutzen?

Nun, das hängt von der Druckfestigkeit des Schlauchs ab. Übersteigt der Innendruck den vom Hersteller zugelassenen Wert, schlägt W1 durch. Der Schlauch platzt, der Gesamtwert von W1 und W2 sinkt wieder auf nahe Null.

Wenn Sie ein Loch in den gefüllten Schlauch stechen, senken Sie ebenfalls den Wert von W1. Sie können hören, wie das anfänglich laute Zischen nachläßt, wie also der Widerstand seinen Wert verändert. Sie wollen aber, daß trotz des Lochs der noch vorhandene Innendruck nicht absinkt. – Dann müsssen Sie fleißig pumpen. Dabei werden Sie in Ihren Armen spüren, wieviel Energie notwendig ist, das System stabil zu erhalten.

Jetzt wollen wir zur Abwechslung mal einen typisch menschlichen Fehler machen und uns nur das Loch näher ansehen. Alle anderen Informationen lassen wir weg. Wir kennen allein die Oberfläche des Schlauchs und bemerken nur, daß aus dem Loch Luft strömt. – Mal stärker, mal schwächer, weil Sie nicht gleichmäßig pumpen.

Das soll für uns der Anlaß sein, in die Welt der Nano-Technologie hineinzutauchen:

Primitive Nano-Technologen werden eine Nano-Windmühle bauen und für guten Wind beten, während Nano-Schamanen und -Theologen über das Wirken von Geistern und Göttern streiten, die die unerklärliche Luftströmung zu verantworten haben, Die nächste Generation der Nano-Tech- nologen wird beobachten, wiegen, messen und zählen. Sie werden aus den unterschiedlichen Meßwerten einen Durchschnittswert bilden. Auf dessen Basis wird nun ein computergesteuerter Nano-Regler entwickelt, der dafür sorgt, daß der Luftstrom zur Windmühle immer gleichmäßig bleibt, – sozusagen als Triumph der Nano-Technik.

Nun werden Sie ein wenig müde und lassen in der Pumpleistung nach. Sie fallen in Sekundenschlaf. Anschließend pumpen Sie vor lauter Wut kräftig drauflos. Der plötzliche Überdruck läßt uns Nano-Regler und Windmühle um die Ohren fliegen.

Das wird dann das Ende der schönen neuen Nano-Welt sein, nicht aber das Ende unserer Nano-Geschichte. Denn Nano-Medien werden dieselben Fragen stellen wie beim Untergang der „Titanic“, beim Knallgastod der „Hindenburg“ und beim Absturz der „Concorde“: – Ist unsere Technik sicher? – War die Katastrophe vorhersehbar? – War sie vermeidbar?. Nano- Politiker werden vollständige Aufklärung verlangen und schärfere Vorschriften fordern, wenn nicht gar für den Ausstieg aus der Nano-Technologie plädieren. – Woher sollen Nano-Journalisten und -Politiker auch wissen, daß Sie mit Ihrer Luftpumpe diese Welt erzeugt haben, denn für sie gab es nur den Schlauch und das Loch.

Diese Nano-Geschichte lehrt uns zweierlei:

Erstens: Trotz allen Fortschritts der Technik werden wir nie in der Lage sein, nichtlineare dynamische Systeme vollends zu beherrschen. Sie lassen sich vor allem nicht auf Dauer in unsere linear entworfenen Behältnisse einsperren. Immer wieder wird das eine oder andere Behältnis zur Büchse er Pandora werden und Unheil verbreiten. Ob diesem Unheil, wie etwa einem Loch im Fahrradreifen, überhaupt Beachtung geschenkt wird, oder ob es uns als Katastrophe erscheint, hängt lediglich von der Größenordnung des Ereignisses ab. Erdbeben und Vulkanausbrüche erinnern uns immer wieder daran, daß selbst der uns unveränderänderlich erscheinende Planetenkörper höchst dynamisch und launisch ist. Die Erdkruste ist dünn wie eine Eierschale. Der eigentliche Erdkörper aber ist ebenso flüssig wie ein rohes Ei. Wir halten also fest, daß Feuer, Wasser, Luft und Erde sich auf ewige Zeiten der Kontrolle durch den Menschen entziehen werden. Merkwürdig, aber hier stoßen wir auf die vier Elemente des Empedokles, eben Feuer, Wasser, Luft und Erde.

Zweitens: Die Beurteilung eines Ereignisses in einem nichtlinearen dyna- mischen System hängt von unserer Wahrnehmung ab. Die Katastrophe findet im Kopf statt, nicht in der Außenwelt. (G. Altenhoff, Australopithecus Superbus, S. 21ff)

Wenn Sie die Berichterstsattung über die Brandkatastophe verfolgen, werden Sie das geschilderte Verhaltensmuster unschwer wiedererkennen. – Obwohl Sprinkleranlagen und Rauchmelder in diesem Fall vollkommen nutzlos gewesen wären, geht die Diskussion heftig weiter.


Das Universum – wirklich ein Rätsel?

November 12, 2012

Das Universum – Eine Reise durch Raum und Zeit – ZDF.de.

Die Welt als Uhrwerk, in dem alles gleichzeitig stattfindet. – Das ewig ungelöste Problem der Astrophysik:

Wir werden die „Gegenwart“ des Universums nie erfahren.

– Aber die einfachen Gleichungen der fraktalen Geometrie und die simplen, aber letzlich „unberechenbaren“  Gesetze der nichtlinearen Dynamik  zeigen, daß immer wieder selbstähnliche Muster auftauchen.

Daraus können wir ableiten, daß es in unserer Gegenwart im Weltall Milliarden von Sternen gibt, die in rund 149.000.000 km Entfernung einen Doppelplaneten (Erde & Mond) haben, auf dem das existiert, was wir „Leben“ nennen.

– „Leben“  ist dank der ungewöhnlicheh Eigenschaften des Wassers und des Kohlenstoffs unter „erdähnlichen“ Bedingungen ein wahrscheinlicher Quantenzustand. – „Lebende Materie“ ist so explosiv wie Nitroglycerin. – Nur langsamer, weil die chemischen Reaktionen des Lebens eben langsamer ablaufen als der Zerfall des Nitroglycerins.

Wie alle „Materie“ im Universum sind auch wir am Ende nichts anderes als „Energiemuster“.

Energiemuster, die uns, weil wir selbst „Eneriemuster“ sind, als „Materie“ erscheinen müssen, die lassen viel Platz für die „unfaßbaren“ Phänomene „Seele“ und „Geist“.

Was die „Seele“ des Universums ist, entzieht sich meiner Kenntnis.

Der „Geist“ aber ist spätestens seit der Entdeckung der Kreiszahl Pi in der Natur auch für den Menschen wahrnehmbar.

Allein, –  wer will das „wahrhaben“?

Die Erde, so zeigen es die Bilder dieses Films, wird nach wie vor als „Kristallkugel“ betrachtet, die man „zertrümmern“ kann. – In Wahrheit ist für die Erde die Physik der Flüssigkeiten einschlägig, weil der kristalline Überzug über den Erdmantel nur hauchdünn ist und keine Rolle spielt. – Gase und Flüssigkeiten formen unter dem Einfluß ihrer eigenen Schwerkraft immer Kugeln.  – Man muß das Experiment im Weltraum durchführen: Was passiert, wenn eine Kugel Orangensaft auf eine andere trifft. – Sie werden sich vereinigen, nicht aber wie eine Handgranate auseinanderfliegen. und per Gravitation  neu „sortieren“.
Die „Modellvorstellungen“ der Astronomen spiegeln nicht die „Wirklichkeit“, das „Wirken“ des Universums wider, sie versperren uns vielmehr den Blick auf das, was im Universum „wirklich“ vor sich geht:

https://advocatusdeorum.wordpress.com/2012/09/18/e-t-und-die-dampflok-ein-unlosbares-problem-der-wissenschaft/


Mit Pipi den Planeten retten! – Urin – Kapital der Zukunft?

August 23, 2012

Phosphor aus Urin – Schweizer errichten Versuchsanlage in Durban.

Hoffentlich kommt die Bundesregierung nicht auf den Gedanken, die altrömische Idee der Urinsteuer erneut zu beleben. – Rom hatte sie erhoben, weil die Leder-  und Faserverarbeitende Industrie des alten Rom an allem Ecken und Enden des Reichs Urinsammelbecken aufgestellt hatte, um an den benötigten Harnstoff zu gelangen.  –  Geld hat noch nie gestunken, – es läßt sich auch mit dem Mythos „Urin“ Geld verdienen:

Die frühere Radio-Moderatorin und Buchautorin Carmen Thomas behauptet seit Jahr und Tag, Urin sei ein besonderer Saft. – Zum Überleben in der Wüste eignet es sich durchaus, aber ansonsten gibt es wohl schmackhaftere und „Schadstofffreiere“ Getränke.

Urin ist keine „besonderer Saft“, sondern ein flüssiger „Klebstoff“ zwischen Pflanzen und Tieren. Gehtr man dem  „besonderen Saft“ auf den Grund stellt man am Ende nicht ohne ein gewisses Erstaunen fest, daß Urin dem Organismus, der ihn an die „Umwelt“ abgibt, indirekt wieder zugute kommt:

Jim Lovelock, „Miterfinder“ der Gaia-Theorie, die den Planeten Erde als sich selbst erhaltenden „Gesamtorganismus“ betrachtet, meint, daß jemandem das Gaia-Konzept näherzubringen, dem Lehren von Schwimmen und Radfahren gleichkomme:

Vieles davon lässt sich nicht in Worte fassen. Um es leichter zu machen, werde ich sozusagen im flachen Wasser mit einer einfachen Frage beginnen, die den irritierenden Unterschied zwischen zwei gleich wichtigen Sichtweisen der Welt illustriert. Die erste ist die der Systemwissenschaft, die sich mit allem Belebten befasst, sei es ein Organismus oder ein technischer Mechanismus, der in Betrieb ist; die zweite ist die des Reduktionismus – des Kausalitätsdenkens, das die letzten beiden Jahrhunderte die Wissenschaft dominiert hat. Die Frage lautet: Was hat Pinkeln mit dem egoistischen Gen zu tun?

Als ich ein junger Mann war, erstaunte mich die Anzahl von Umschreibungen für den einfachen, aber lebenswichtigen Vorgang des Urinierens. Arzte und Krankenschwestern baten einen, eine »Probe zu geben« oder »etwas Wasser zu lassen«, und oft gaben sie einem dazu ein kleines Gefäß, um zu verdeutlichen, was sie meinten. In der Umgangssprache hieß es »das Schiff lenzen«, »ein Leck kriegen« oder »die Ladung verschütten«, und wir taten es dort, »wo kleine Jungs hingehen«, oder im »Badezimmer«. Manchmal hieß es bloß »einen Penny opfern«.

Wahrscheinlich war das alles ein Relikt des sexualfeindlichen 19. Jahrhunderts. Es war nicht nur unmöglich, öffentlich die Genitalien zu erwähnen – das Tabu erstreckte sich auch auf ihre sonstigen Funktionen. Aber im Jahr 1996 bemerkte der herausragende amerikanische Biologe George Williams, es sei schon eine ökonomische Merkwürdigkeit der Evolution, dass dasselbe Organ für den Lustgewinn, die Reproduktion und die Abfallentsorgung benutzt wird. Doch erst kürzlich begann ich mich zu fragen, ob nicht hinter diesem eher unbedeutenden Rätsel ein tieferer Grund steckt. Warum pinkeln wir? Das ist keine so dumme Frage, wie es scheint. Dass wir Abfallprodukte wie überflüssiges Salz, Harnstoff, Kreatinin und zahllose weitere Stoffwechselreste loswerden müssen, liegt auf der Hand, ist aber nur Teil der Antwort. Vielleicht pinkeln wir aus altruistischen Gründen. Wenn wir und andere Tiere nicht einem Teil des Pflanzenlebens der Erde Urin zukommen ließen, würde es jenem möglicherweise an Stickstoff mangeln.

Ist es möglich, dass während der Evolution Gaias, des großen irdischen Systems, Tiere sich dahin entwickelt haben, Stickstoff in Form von Harnstoff oder Harnsäure abzugeben, und nicht in Form von Stickstoff gas? Für uns ist die Ausscheidung von Harnstoff eine nicht unerhebliche Energie- und Wasserverschwendung. Warum sollten wir etwas für uns Nachteiliges ausbilden, wenn nicht aus altruistischen Gründen? Harnstoff ist das Abfallprodukt der Verdauung von dem Fleisch, Fisch, Käse und den Bohnen, die wir gegessen haben; sie alle sind reich an Proteinen, dem Stoff des Lebens. Wir verdauen, was wir essen, und zerlegen es in seine chemischen Bestandteile; wir nehmen nicht das Protein von Rindermuskeln und bauen es in unsere eigenen Muskeln ein. Wir bauen unsere Muskeln und andere Gewebe auf oder ersetzen sie, indem wir die Bestandteile, die Aminosäuren der Proteine, nach den Plänen unserer eigenen DNS zu neuen Proteinen zusammensetzen. Wollten wir unsere Muskeln direkt aus den Rinderproteinen aufbauen, gliche das dem Versuch, mit Teilen eines Traktors eine Waschmaschine zu reparieren. Der bei all diesem Zerlegen und Aufbauen übrig bleibende Abfall wird letztlich zu Harnstoff, und wir scheinen keine andere Möglichkeit zu haben, als ihn in Wasser gelöst loszuwerden, nämlich als Urin.

Harnstoff ist eine einfache Chemikalie, eine Kombination von Ammoniak und Kohlendioxid, die ein organischer Chemiker als Kohlensäurediamid oder NH2CONH2 bezeichnet. Warum haben wir und andere Tiere uns so entwickelt, dass wir unseren Stickstoff in dieser Form ausscheiden? Warum wird der Harnstoff nicht in Kohlendioxid, Wasser und gasförmigen Stickstoff zerlegt? Es wäre viel einfacher, gasförmigen Stickstoff auszuatmen, und wir würden das Wasser sparen, das zur Ausscheidung von Harnstoff nötig ist; den Harnstoff zu oxidieren würde sogar noch ein bissdien Wasser freisetzen, von Energie ganz zu schweigen.

Schauen wir uns ein paar Zahlen an. 100 Gramm Harnstoff entsprechen metabolisch 90 Kilokalorien oder, wenn Ihnen das lieber ist, 379 Kilojoule. Aber statt ihn zu nutzen, wird er in Urin gelöst abgegeben; mehr als vier Liter Wasser sind nötig, um diese 100 Gramm Harnstoff in ungiftiger Lösung auszuscheiden. Normalerweise geben wir pro Tag rund 40 Gramm Harnstoff, gelöst in rund 1,5 Litern Wasser, ab. Kein großes Problem, meinen Sie vielleicht, aber denken Sie einmal an Tiere, die in einer Wüstenregion leben, wo es wenig Nahrung und Wasser gibt. Wäre es zu einem Mutanten gekommen, der fähig gewesen wäre, Harnstoff zu Stickstoff, Kohlendioxid und Wasser zu verstoffwechseln, hätte er einen erheblichen Vorteil gehabt und wahrscheinlich mehr Nachkommen hinterlassen, als seine Harnstoff ausscheidenden Konkurrenten. Gemäß einer stark vereinfachten Interpretation der Darwinschen Theorie hätte die natürliche Auslese diese mutierte Eigenschaft begünstigt, sie hätte sich rasch verbreitet und wäre zur Norm geworden.

An diesem Punkt würde ein skeptischer Biochemiker sagen: »Ist Ihnen nicht klar, dass die Produkte der Oxidation von Ammoniak oder Harnstoff allesamt giftig sind und dies der Grund ist, warum wir Stickstoff in Form von Harnstoff ausscheiden?« Meine Antwort würde lauten: »Sagen Sie das den Bakterien, die Stickstoffverbindungen in Stickstoffgas umwandeln und die es im Boden und im Meer im Überfluss gibt.« Abgesehen davon wäre eine Symbiose mit Stickstoff entsorgenden Organismen genauso gut oder noch besser als die Verstoffwechselung von Harnstoff durch uns selbst.

Wie die Dinge stehen, ist Harnstoff für uns ein Abfallprodukt, und es zu entsorgen kostet wertvolles Wasser und Energie. Aber wenn wir und andere Tiere nicht pinkeln, sondern stattdessen Stickstoff ausatmen würden, gäbe es vielleicht weniger Pflanzen, und später würden wir Hunger leiden. Wie um alles in der Welt haben wir uns so entwickeln können, dass wir so altruistisch sind und unsere Eigeninteressen so kenntnisreich verfolgen? Vielleicht ist es weise, wie Gaia funktioniert und das egoistische Gen interpretiert.

Als ich vor nunmehr 40 Jahren über Gaia zu arbeiten begann, war die Wissenschaft noch nicht so hochorganisiert wie heute und wurde noch nicht im selben Umfang von Wirtschaftsunternehmen betrieben. So etwas wie Projektplanung oder Statusberichte gab es kaum, und fast nie wurde auf Konferenzen beschlossen, was als Nächstes zu tun sei. Um Gesundheit und Sicherheit kümmerte sich noch keine Bürokratie – man erwartete von uns als qualifizierten Wissenschaftlern, dass wir für unsere Sicherheit und die unserer Kollegen selbst verantwortlich waren. Der wichtigste Unterschied bestand darin, dass Forschung praktisch im Labor betrieben wurde, nicht als Simulation auf einem Computerbildschirm in einem Büro. In solch idyllischer Umgebung war es möglich, mittels Experiment eine Idee zu bestätigen oder zu verwerfen. Manchmal lautete die Antwort einfach richtig oder falsch, gelegentlich aber war sie mehrdeutig. Dieses »nicht genau wissen« war es, was durch glückliche Zufälle zur Enthüllung von etwas völlig Unerwartetem führte, zu einer echten Entdeckung.

So könnte es auch mit der Idee der Harnstoffabsonderung gewesen sein. Auf diese Weise über Stickstoff nachzudenken brachte mich auf das verflixte Problem des Sauerstoffs im Karbon, vor 300 Millionen Jahren. Ein wichtiger Hinweis, dass die Gaia-Theorie* richtig ist, liefert der Anteil der Atmosphärengase wie Sauerstoff und Kohlendioxid; diese werden so reguliert, dass sie ein den jeweils gerade existierenden Lebensformen zuträgliches Niveau haben. Es gibt gute experimentelle und auch theoretische Gründe zu der Annahme, dass der momentane Sauerstoffgehalt der Atmosphäre gerade richtig ist. Bei mehr als 21 Prozent steigt das Brandrisiko; bei 25 Prozent ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Funke einen Feuersturm auslöst, zehnmal so groß. (James Lovelock, Gaias Rache – warum die Erde sich wehrt,  Berlin 2007, S 32 ff)

Kunstdünger ist teuer, weil die Synthese von Harnstoff  Energie benötigt. – Pinkeln aber müssen wir alle. Warum also nicht den Urin in Flaschen füllen und verkaufen. – Das würde sich wiederum auf die „Entwässerungsgebühren“ der Kommunen auswirken. – Damit müßtten auch „die Grünen“ leben können.

Mein Vorschlag: Spenden Sie den „ersten Liter“ den „Grünen“ – Per DHL und „unfrei“ an die Parteizentrale. – Oder an den Bundesumweltminister, oder an den jeweiligen Umweltminister Ihres Bundeslandes. – Oder als Krönung an die EU-Kommission.

 

 


60 Jahre BILD

Juni 24, 2012
Liebe Erde, kann ich Ihnen helfen?

BILD.de

Das muß mir die BILD-Redaktion einmal erklären, aber bitte so, als wäre ich vier Jahre alt:

Im Jahre 2007 setzte die BILD uns folgende Frist:

Ist die Welt noch zu retten?

Zwei Jahre später war der BILD die „Rettung der Erde“ gar nicht mehr so recht, denn warum sollte man das Ding retten, das einem Angst und Schrecken einjagt:

Vielleicht entscheidet sich die BILD endlich einmal, ob sie die Erde retten oder fürchten möchte. – Nach Fukushima würde ich als BILD-Redakteur doch die zweite Alternative befürworten und sagen: Die Welt zu retten birgt tödliche Gefahren für uns alle. – Deswegen sind alle, die die Welt retten wollen, nich tmehr zu retten.


Der Mond – ein „Abkömmling“ der Erde? – Wenn ja, wieviele Erden mag es geben?

März 29, 2012

Mond-Entstehung: Gesteinsanalyse stellt Crash-Theorie in Frage – SPIEGEL ONLINE – Nachrichten – Wissenschaft.

Wie schön, die favorisieerte Theorie der Mondentstehung, nämlich der „Einschlag“ eines Himmelskörpers von der Größe des Mars hätte den Mond aus der Erde „herausgeschlagen“, hat Risse bekommen, und zwar Risse, die wohl nicht mehr zu kitten sind.

Damit erhält langfristig die „Abspaltungstheorie“, die von einer Abspaltung der Mondmasse aus der „früher“ flüssigen Erde ausspricht, erneut Aufwind. – Und das ist gut so!

Was die „Inneren Planeten“ des Sonnensystems angeht, werden diese als „Festkörper“ angesehen. – Sie sind es mitnichten. Auch Die Erde und selbst der Mond sind immer noch flüssig.  Die aus unserem Blickwinkel wahrnehmbare starre „Kuste“ ändert am flüssigen Zustand der Planeten nichts.

In diversen Fernsehsendungen wurde die „Einschlagstheorie“ hinreichend mit Computeranimationen unterlegt. –  Bei all diesen fällt auf, daß die folgen des Einschlags die Erde in Trümmer schlagen als wäre sie eine Kristallkugel. – Und das funktioniert eben nicht.

Als Atlas mal austreten mußte, , bat er Herakles, die Erdkugel zu tragen. Wenn Atlas mich um den gleichen Gefallen bäte, würde ich die Erde einfach mal fallen lassen und zusehen, was passiert:

Die Erde würde nicht auf dem Boden zerspringen. Nein, sie würde vielmehr eine ähnlich klebrige Schweinerei anrichten wie ein rohes Ei. – Aber, welch Wunder, unter dem Einfluß der eigenen Schwerkraft würde sie sich genaus so wieder selbst organisieren, wie sie es vor langer Zeit getan hatte. – Vielleicht schlägt bei der nächsten Spacelab-Mission einfach mal einer ein rohes Ei auf und guckt genau hin, was passiert.

Das Sonnensytem ist kein Uhrwerk. Auch das Uhrenmuseum in Furtwangen beherbert ein Abbild des Sonnensystems, aber auch das ist nur ein Modell, dessen „exakte“ Zeitangaben nur kurzfristiegn Wert haben. – Auch das Furtwangener Modell des Sonnensystems leidet an derselben Krankheit wie die Modelleisenbahn: Nicht alle Strukturen lassen sich maßstabsgerecht verkleinern, und zieht einer den Stecker heraus oder ist die Feder abgelaufen, kommt das ganze System zum Stillstand.

Die Sonne und ihre Planeten bilden hingegen ein nichtlinear-dynamisches System. Es ist ein Muster. Ich kann mir gut vorstellen, daß in 149.000.000 km von einem Stern der Sonnengröße langfristig nur ein Doppelplanet existieren kann, dessen Masseverhältnisse dem des Erde/Mond-Systems gleichkommen.  – Da unsere Sonne ein ziemlich durchschnittlicher Stern im Universum ist, könnte auch unser Sonnensystem ein ziemlich durchschnittliches sein, in dem die Materie ein verblüffend ähnliches Muster bildet. – 149.000.000 km vom Zentralgestirn entfernt existiert ein Doppelplanet mit flüssigem Wasser und lebender Substanz. – Die Erde – Massenware in den Grabbelkisten von Woolworth!

Ich kann mir das gut vorstellen. – Mangels kosmologischer Gegenbeweise stelle ich mir nur noch die Frage:

Muß ich mir das vorstellen?


Also, das glaub‘ ich jetzt nicht!

November 1, 2011

Interview: „Ab 2070 wird die Weltbevölkerung schrumpfen“ | tagesschau.de.

Die Weltbevölkerung wird schrumpfen, das ist sicher. – Aber woher will man wissen, daß dies erst im Jahre 070 stattfinden wird?  – 1968 ging auch Stanley Kubrick von der „Fortexistenz“ der PAN-AM und er Sowjetunion aus. Seione Extrapolation der Computertechnik gipfelte im zentralen Compüuter HAL 9000 – gannnt „HAL“. – Allesd falsch, PAN-AM ging pleite,  „HAL“  mutierte per Vernetzung zum „Internet“, auch der Ostblock versank sang- und klanglos im Reich der Phanatasie. – Ich darf daran erinnern, daß Stanley Kubrick ein Perfektionist war. – Er hätte nie auf Phantasten  gehört.  Seine „Zukunfstsvisionen“ waren „wissenschaftlich fundiert“ – und trotzdem daneben.

Kubrick hatte Zugang zu den Daten des ersten deutschen „Fernsehprofessors“ Heinz Haber, nicht zuletzt über seine Frau. – Leider konnte Kubrick keinen film mehr über die Zukunft der Erde drehen, die Heinz Haber 1989 skizziert hatte. Daraus eine Hoororvision zu machen, mußte Kubrick Roland Emmerich und anderen Regisseuren überlassen. – Aber auch die liegen daneben:

Heinz Haber, Eiskeller oder Treibhaus, Ullstein-Verlag 1992, S. 177ff:
Zum Schluß allerdings wollen und müssen wir noch einen Schritt weitergehen. Der große schwedische Naturforscher Karl von Linne (1707-1778) hat den Biologen einen Hinweis gegeben, wie sie in der unübersehbaren Fülle der Lebensformen von Fauna und Flora eine Übersicht gewinnen können. Er gab jeder Art und Gattung der Lebewe­sen einen lateinischen Doppelnamen, der ganz knapp die wesentlichen und charakteristischen Eigenschaften aller Geschöpfe kennzeichnen soll. Dem Menschen gab er den Namen »homo sapiens«. Mir will scheinen, daß Linne uns voreilig einen zu schmeichelhaften Namen ge­geben hat, denn eine andere Bezeichnung wäre für uns Menschen viel treffender: »homo bellicosus« – das heißt: der kriegführende Mensch. Von allen anderen Geschöpfen unterscheidet uns offenbar weniger un­sere Klugheit, sondern vielmehr unser unbezwinglicher Hang, uns un­aufhörlich gegenseitig zu bekämpfen. Die Lösung unserer schweren Zukunftsprobleme kann nur darin liegen, daß wir uns der voreiligen Bezeichnung von Linne wirklich würdig erweisen.
Die Natur wird so oder so das goldene Gleichgewicht wieder herstel­len, das wir zu zerstören begonnen haben. Die Mittel der Natur gegen die Katastrophe der Überbevölkerung und auch des Treibhauseffektes mit seinen Wirkungen sind ebenfalls, wie wir gesehen haben, alle kata­strophal. Wir müssen als Menschheit weltweit zur Besinnung kommen.
Jüngste Berichte aus der Medizin vermelden, daß es gelungen ist, für Männer und Frauen eine Unfruchtbarkeitsspritze zu entwickeln, die ohne jeden Eingriff in die Gesundheit und das Wohlbefinden für ein Jahr lang unfruchtbar machen. Freilich müssen wir dazu kommen, daß die Menschheit sich eines solchen Mittels freiwillig bedient und daß es nicht, wie nach dem chinesischen Vorbild, unter einem weltweiten Zwang erfolgen müßte. Spätestens in der nächsten Generation – nein, lieber früher noch – muß die Menschheit sich zu solchen Eingriffen freiwillig entschließen. Vielleicht kommt es dann dazu, daß die Menschheit sich dazu durchringt, freiwillig auf das dritte Kind zu ver­zichten. Wenn jedes Elternpaar nur zwei Kinder bekommt, pflanzt es sich in der Zahl nur selbst fort, und die Weltbevölkerung würde endlich stagnieren. Ja, es ist sogar so, daß durch die unvermeidliche, wenn auch geringer werdende Kindersterblichkeit die Zahl der Menschen langsam abnähme, und das muß auch das Ziel sein.
Wir müssen uns von dem biblischen Wert lossagen: »Seid fruchtbar und mehret Euch.« Dieses Gebot haben wir längst übererfüllt. Denken wir statt dessen lieber an das Wort aus der Bergpredigt: »Liebe Deinen Nächsten wie Dich selbst.« An dieser göttlichen Weisung gibt es noch viel zu erfüllen.
Mir will scheinen, daß die einzige Zukunftshoffnung darin besteht, daß wir weltweit die Moral ändern. Die Geschichte zeigt uns, daß der Mensch auf Gebote und Verbote vielfach nur trotzig reagiert und viel­fach doch so handelt, wie er will. Etwas anderes ist es, wenn er mit seinem Ansehen und seiner Ehre in der Gesellschaft bestehen will. Dann kann der Mensch plötzlich sehr diszipliniert sein.
Es muß in naher Zukunft dazu kommen, daß das dritte Kind als ein Verbrechen an der Menschheit angesehen wird. Es muß eine Schande für jedes Elternpaar sein, mehr als zwei Kinder zu haben. Die Mensch­heit hat bisher einen vergeblichen Traum geträumt, der dann vielleicht auch endlich Wirklichkeit werden kann: der weltweite Frieden.

Ich träume einen ähnlichen Traum, der freilich ein anderes Fundament hat. Und dieses Fundament hat das Max-Planck-Institu für evolutionäre Anthropologie geschaffen.

Und hier verweigere ich den „weiterführenden Link“ – denn wer sich interessiert, der wird sich durchclicken und ein „Resonanzmuster“ im Netz hinterlassen. – Ich bin gespannt, wie lange das dauert!


Genie der Natur

Oktober 12, 2011

Programm – ARTE.

Wer diese Sendereihe genossen hat und immer noch an den „Kampf ums Dasein“ glaubt, dürfte dem Adelsgeschlecht von Gestern angehören.

Nicht weil der Kreationismus fröhliche Urständ‘ feiert, sondern weil Darwin richtig lag mit der Erkenntnis, daß die Natur ein evolvierendes, sich ständig veränderndes System ist. – Darwin konnte nicht anders, als zu kurz zu greifen. – Er beschränkte mangels Beobachtungsdaten die Evolution auf den „biologischen“ Bereich der Natur. Die Evolution ist aber, das haben die Erkenntnisse der jüngsten Nobelpreisträger für Physik und Chemie gezeigt, tatsächlich „All-umfassend“. – Und das ist gut so. – Im Hinblick auf den von vielen erwarteten Weltuntergang ist es sehr beruhigend zu wissen, daß die Kreiszahl Pi zumindest seit Beginn des Universums konstant ist, denn soweit man auch ins Weltall zurückblickt: Alles läuft und ist rund. – Ohne Pi wäre es das nicht, wie auch ein rechter Winkel ohne Pi kein rechter Winkel wäre.

Die Sendereihe „Das Genie der Natur“ kommt nach eigenen Angaben ohne Wechselwirkung, Zusammenwirken und Harmonie nicht aus. Und auch das ist gut so, denn – so hat es meine Überprüfung der Darwinschen Beweisaufnahme ergeben – sind das die drei Wirkprinzipien der Evolution, die man – unabhängig von der „Religionszugehörigkeit“ mit „Gott“ in Verbindung bringen kann:

Was dem einen Gott ist dem anderen Evolution
Who is Who?

Nun kann und will ich nicht ausschließen, daß dieses durchaus provokante Diagramm das Blut religiöser Fanatiker aller Couleur  – bis hin zu den organisierten Atheisten – in Wallung bringt.

Alle die, deren Blut in Wallung gerät, sollten sich aber einmal fragen, warum es das Phanomen „Blut“ überhaupt gibt und warum es rot ist.  – die Antwort ist nicht schwer, aber so verblüffend, daß sich das in Wallung geratene Blut schneller abkühlen sollte als die Erde vor fast vier Milliarden Jahren:

Die Ersten Werden Die Letzten Sein

Da ist etwas Wahres dran, denn die ersten lebenden Organismen, die sogenannten thermophilen Archaebakterien, werden dereinst auch die letzten sein. Sie werden mitbekommen, wenn sich in rund 5 Milliarden Jahren die Sonne zu einem sogenannten „Roten Riesen“ aufblähen wird. Wenn diese Zeit gekommen ist, werden die Weltmeere langsam aber sicher „verkochen“.

Die Archaebakterien leben heute fast nur noch in unmittelbarer Nähe von Unterseevulkanen, die der Geologe „Black Smokers“ (Schwarze Raucher) nennt. Sie ernähren sich von dem dort allgegenwärtigen Schwefelwasserstoff und fühlen sich erst dann wirklich wohl, wenn das Wasser eine Mindesttemperatur von mehr als 110 Grad Celsius hat und unter hohem Druck steht. Die Archaebakterien leben dort aber nicht allein, sie bilden die Grundlage eines komplexen Ökosystems, das auf Erden einzigartig ist. Und es gibt dort unten ­- tief im Schoße von Poseidons Reich – eine Substanz, ohne die wir alle tot wären. Man nennt sie Hämoglobin. Hämoglobin macht das Blut rot. Hämoglobin transportieret den Sauerstoff in jede unserer Körperzellen. – Wenn wir aber Hämoglobin in den entlegensten, finstersten und unwirtlichsten Gegenden antreffen, die der Planet zu bieten hat, dann muß man sich die Frage stellen: wie kam es dort hin?
Die einfachste Anwort auf diese Frage ist, Hämoglobin gehört zu den ältesten biochemischen Substanzen überhaupt.
Hohe Temperatur, hoher Druck, komplexe Moleküle.
Vor Jahren sind Experimente gemacht worden, die das Entstehen des Lebens auf Mutter Erde nachvollziehen sollten. Man hat Chemikalien genommen, sie in einen Glaskolben gesteckt und dieses Gemisch elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt, um zu testen, ob unter den atmosphärischen Bedingungen der frühen Erde komplexe organische Moleküle entstehen konnten. – Die Experimente waren bis zu einem gewissen Maße erfolgreich, reichten jedoch nicht aus, die Entstehung des Lebens auf unserem Heimatplaneten zu erklären.
Der Fehler, der den Forschern unterlaufen ist, lag schlicht und ergreifend in der klassischen Sicht, den Planeten als „Bühne“ zu betrachten, auf dem das Leben abläuft. Eine Bühne ist statisch, sie bewegt sich nicht.
Mutter Erde ist jedoch ein höchst dynamischer Prozeß, wie auch das Weltall ein dynamischer Prozeß ist. In der Frühzeit des Universums entstand die Materie, die sich im Laufe der Zeit selbst organisierte, und zwar exakt in der Art und Weise, die dem Chemiker als „Periodensystem“ der chemischen Elemente vertraut ist. Die Elemente verhalten sich innerhalb des Periodensystems in einer bestimmten, meist vorhersagbaren Art und Weise. Dennoch gibt es „Exoten“, die entweder in der Natur nicht vorkommen, wie die Elemente Technetium und Promethium, oder die ein wenig aus der Reihe tanzen, wie der Kohlenstoff.
In diesem Zusammenhang ist interessant, daß im Jahre 1865 der englische Chemiker R. Newlands das „Gesetz der Oktaven“ in die Chemie einbrachte. Ähnlich wie auf einer Klaviatur, wo beim Spiel einer Tonleiter nach sieben Tönen der achte Ton (Oktave) als harmonische Konsonanz dem Grundton nahe verwandt ist, folgt bei den nach Atomgewichten geordneten Elementen von Lithium bis Eisen die Oktave Natrium bis Chlor. Dabei zeigen die untereinander stehenden Elemente nahe Verwandtschaft, insbesondere hinsichtlich ihrer Wertigkeit. Freilich gilt das Gesetz der Oktave nur für die leichteren Elemente, ab dem Element Kalium aufwärts umfaßt eine Reihe des Periodensystems 18 Elemente.
Der Rhythmus der Elemente im gesamten Periodensystem ist durch die Zahlen 2, 8, 8, 18, 18, 32 vorgegeben. ( Kelker/Klages/Schwarz, Ds Fischer Lexikon Chemie, Frankfurt/Main 1964 S. 267ff)
Die mathematische Beziehung zwischen den Elementen des Periodensystems entspricht 2 n2 , mit n = 1,2,3,4. Jenseits der 4 hören die stabilen Verhältnisse auf, Elemente jenseits des Urans kommen in der Natur nicht vor. Der einfachen mathematischen Beziehung des Periodensystems verdanken wir alle unser Leben, denn an ziemlich unscheinbarer Stelle in diesem Periodensystem versteckt, da liegt eben das Element, dem unzweifelhaft schöpferische Eigenschaften zugebilligt werden müssen: Das Kohlenstoffatom.
Kohlenstoffverbindungen bilden die Grundlage allen Lebens, ohne Kohlenstoff keine Biochemie. Es neigt dazu, langkettige Moleküle, sog. Polymere, zu bilden und damit Energie gewissermaßen zu „sammeln“ (Alle unsere Treib- und Sprengstoffe sind Kinder des Kohlenstoffs!). Theoretisch sind die Möglichkeiten der atomaren Zusammensetzung eines Polymers fast unbegrenzt, dennoch läßt das Auftreten immer wiederkehrender Muster darauf schließen, daß die Zahl der Möglichkeiten zwar außerordentlich hoch ist, sich aber in der Natur in engen Grenzen hält.
Was ist in der Frühzeit der Erde abgelaufen?
Nachdem die Erde sich hinreichend abgekühlt hatte, entstanden die ersten Ozeane. Diese dürften zunächst kochend heiß gewesen sein. Im Laufe der Zeit kühlten sie sich allmählich weiter ab. Dabei wurden zwangsläufig alle Temperaturstufen durchlaufen. Das ermöglichte den Kohlenstoffatomen im Laufe der Zeit mit allen erdenklichen Elementen zu reagieren. Mit zunehmender Zeit fand der Kohlenstoff immer weniger „freie“ Atome und Moleküle für die Polymerisation.
In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, daß der Abkühlungsprozeß sich nach und nach verlangsamte. Das ist bei der Abkühlung immer so. Sie können diesen Prozeß bei jeder Tasse  beobachten: das Kaffeewasser ist schneller heiß als der Kaffee kalt. Und der Kaffee wird nicht kälter als die Umgebungstemperatur. Weil das immer so ist, hielten die frühen Weltmeere ziemlich  lange das jeweilige Temperaturniveau. Wenn bei chemischen Reaktionen auch nur Bruchteile von Wärmegraden eine Rolle spielten, verweilten die Ozeane lange genug in den entsprechenden Temperaturbereichen, um alle Möglichkeiten „auszutesten“ oder „duchzuspielen“.
Wie gesagt durchliefen die sich abkühlenden Ozeane nach und nach alle Temperaturstufen, die eine Reaktion der Kohlenstoffatome mit allen reaktionsfähigen Atomen und Molekülen begünstigten. Die Zahl der „freien“ Atome und Moleküle nahm mit der Zeit ab.
Statt dessen stieg die Wahrscheinlichkeit, mit Polymeren anderer Provenienz zusammenzutreffen und in Wechselwirkung zu treten. Es bildeten sich immer größere Organisationseinheiten, deren Zahl mit zunehmender Zeit zwar stetig abnahm, aber gleichzeitig die Basis für die Bildung immer komplexerer Einheiten schuf.
Der Prozeß der Lebensentstehung war positiv rückgekoppelt, er beschleunigte sich selbst. Das wiederum läßt den Schluß zu, daß „Leben“ entgegen der herrschenden Meinung in der Physik kein „Ding“ ist, das den Gesetzen der Thermodynamik zuwiderläuft, sondern ein thermodynamischer Prozeß, der auf dieser unserer Erde unvermeidbar war..
Damit war die Entstehung des ersten Zelle bereits vorgezeichnet, als die Erde noch ein glühender Ball flüssigen Gesteins war. Es bedurfte lediglich eines Schleusenereignisses, um sie zu schaffen. Nachdem die erste Zelle sich erst einmal geteilt hatte, war das Leben nicht mehr aufzuhalten; es „explodierte“ regelrecht in den Ozeanen.
Tagtäglich „explodiert“ das Leben auf einer kleineren Größenskala. Zunächst einmal bei jeder Geburt. Der Darm eines Neugeborenen ist keimfrei. Erst im Geburtskanal werden die Bakterien der „natürlichen Darmflora“ in den Verdauungstrakt „hineingeschleust“. Dort kommt es zu einer „Bevölkerungsexplosion“, an deren Ende die Zahl der Bakterien, die im menschlichen Darm siedeln, um ein Vielfaches höher ist als die Zahl der Zellen, die den Menschen formen.
Dann ist da noch das Hühnerei. Das Hühnerei ist zweifelsfrei eine „geordnete“ Struktur. Führt man einem befruchteten Hühnerei Aktivierungsenergie in Form von Wärme (Glucke oder Brutschrank) zu, nimmt die „Bevölkerungsexplosion“ in seinem Inneren ihren Lauf. Die Klone der befruchteten Eizelle besiedeln das Eiinnere solange, bis es fast vollständig in lebende Zellen ungewandelt ist. Anschließend „kippt“ das System. Das Küken sucht selbständig nach neuen Energiequellen. – Bis es am Ende auf dem Teller landet und selbst zur Energiequelle für uns und unsere Darmflora wird.
Unser Leben verdanken wir, daran kann kein Zweifel bestehen, einer „Neigung“ des Kohlenstoffatoms, der aus dem chemischen Periodensystem heraus nicht ersichtlich und nicht erklärbar ist.
Wie dem auch sei, der Kohlenstoff muß im Laufe der Jahrmillionen alle tatsächlichen Möglichkeiten der Polymerisation durchgespielt haben. Daher erscheint es zunächst um so erstaunlicher, daß er an den uns bekannten Mustern „hängenblieb“. Dieses Phänomen aber, ich sagte es bereits, deutet auf eine begrenzte Anzahl von Möglichkeiten in der Natur hin, biochemische Polymere zu bilden. Nur diese sind wohl zu einer Form von Wechselwirkung befähigt, die ein harmonisches Zusammenwirken herbeiführt.
Hohe Temperatur, hoher Druck, komplexe Moleküle.
Je weiter sich die Ozeane in der Folgezeit abkühlten, desto weniger Wärme stand für die chemischen Prozesse des Lebens zur Verfügung. Aber die Folgen waren nicht dramatisch, denn irgendwo fand sich immer ein komplexes Molekül, das als „Biokatalysator“ die fehlende Wärmeenergie für die lebensnotwendige Reaktion ersetzte. Und erneut stoßen wir auf ein harmonisches Zusammenwirken der Beteiligten!
Wie das Hämoglobin dürfte auch das Chlorophyll zu den ältesten biochemischen Substanzen zählen. Chlorophyll gibt den Pflanzen ihre grüne Farbe und ist der Stoff, der Sonnenlicht in Zucker verwandelt. In den dunklen Tiefen des Ozeans, wo er einst erbrütet wurde,  ist er nutzlos. Die Stunde des Chlorophylls als treibende Kraft des Lebens schlug somit erst, als die Randbedingungen des Planeten es zuließen. Und seine Stunde schlägt immer noch, ebenso wie die des Hämoglobins.
Die Archaebakterien, die als erste die Erde „bevölkerten“, leben immer noch. Es wird sie weiterhin geben, solange die Erde ihre Gestalt wandelt. Weil sie so weit von uns entfernt sind und uns offenbar keinen erkennbaren Schaden zufügen, aber auch keinen Nutzen bringen, wird der Mensch sie in Ruhe lassen. So können sie sich ungestört bis in alle Zukunft vermehren.
Wenn dereinst die Sonne sich zum „Roten Riesen“ aufblähen wird, werden sie die letzten Zeugen dieses Vorgangs sein. Aber auch dann, wenn die Polymere des Lebens sich wieder in Einzelelemente auflösen und es die Erde nicht mehr geben sollte, wird das nicht das Ende des Lebens sein.
Unser Sonnensystems ist der vorläufige Endpunkt eines Prozesses. Im Rahmen dieses Prozesses hat sich die Materie zu den uns bekannten Mustern selbst organisiert: Auf den inneren Planetenbahnen findet man die zusammengeballten „schweren“ Elemente in den massiven Kleinplaneten wieder, weiter draußen die Gasplaneten. Die Sternentstehung folgt einem immer wiederkehrenden dynamischen Muster. Daher ist zu erwarten, daß bei der Entstehung von Sternen der Sonnengröße sich die Materie in ähnlicher Weise organisiert wie unser Sonnensystem. Damit dürfte die Zahl der erdähnlichen Planeten in diesem Universum größer sein, als wir es uns in unseren kühnsten Träumen vorstellen können.
Und alle haben bei ihrer Entstehung einen ähnlichen Abkühlungsprozeß durchlaufen wie unsere Mutter Erde. Wenn das aber so ist, sind sie voller Leben, denn unter irdischen wie erdähnlichen Bedingungen ist „Leben“ ein wahrscheinlicher Quantenzustand. Dem Ei sei Dank!
Aber alles Warten auf den Weltuntergang ist vergeblich.

Wer kann diesen Planeten zerstören?

Wo sind denn hier die Menschen?


Tagesschau: Quasikristalle – unglaublich aber wahr

Oktober 6, 2011

Hintergrund: Quasikristalle – unglaublich aber wahr | tagesschau.de.

Nach querdenkenden Physikern bekommt nun auch ein quer- und um-die-Ecke-denkender Chemiker den Nobelpreis. – Und das ist, um Klaus Wowereit zu zitieren, gut so! – Denn die diesjährige Vergabe der Nobelpreise zeigt, daß man Naturgesetze und Lehrmeinungen strikt trennen muß. Naturgesetze sind unerbittlich und unumstößlich. – Lehrmeinungen über die Existenz bestimmter „Naturgesetze'“ sind es nicht.

Wäre der Nobelpreis „zeitnah“ verliehen worden, ich hätte mir einige Diskussionen mit meinem Bruder über Mathematik, Juristerei und Fraktale sparen können. Diese Diskussionen entbrannten, nachdem – meiner Erinnerung nach im Jahre 1984 – Volker Arzt in der ZDF-Sendereihe Querschnitte erstmals über die sogenannte „Chaos-Theorie“ berichtet hatte. – Diese Sendung, vor allem aber die „Reise“ durch das „Apfelmännchen“ und das „Feigenbaum-Diagramm ließen mich auf meinem Stühlchen unruhig hin- und herrutschen. – „Das isses! – Da liegt der Schlüssel!“ – durchzuckte mich damals. – Es sollten allerdings noch 13 Jahre vergehen, bis ich durch fractint in die Lage versetzt wurde, meine eigene Reise durch Apfelmännchen und Feigenbaum-Diagramm anzutreten. – Das Buch „Faszianion Fraktale“ lag damals fünf Jahre unbeachtet im „modernen Antiquariat“ einer Filiale des Bonner Buchhandels „Bouvier“.

Was am Ende dabei herauskam, war die nichtlinear-thermodynamische Variante der Evolutiosstheorie, die das Phänomen „Leben“ mit den vier anderen Elementen des Empedokles: Feuer, Wasser, Luft und Erde vereinigt. Das Leben ist das fünfte nichtlinear-thermodynamische System des dynamischen Prozesses Erde.

Ein von mir schon zu Studentenzeiten intuitiv geprägtes Schlagwort gewann eine ungeheure Brisanz:

Wenn es eine gottgewollte Ordnung gibt, ist es eine Prozeßordnung.

Und so -iich will nicht sagen, ist es, es wird wohl so sein, jedenfalls sieht alles danach aus. – Die jüngsten Erdbeben in Haiti und Japan machen deutlich, daß die Erde keine zerbrechliche Kristallkugel, sondern vielmehr ein robuster dynamischer Prozeß ist, der mit seiner unvorstellbaren Kraftentfaltung die Menschen immer wieder in Angst und Schrecken versetzen kann.

Das aber kann er nur, weil auch „die Naturwissenschaft“ denselben menschlichen Schwächen folgt, mit denen „die Rechtswissenschaft“ den Menschen auf den Geist zu gehen pflegt:

Die Griechen, die man jetzt so unerbittlich in die Mangel nimmt, haben seit Urzeiten für fast alle Phänomene der Welt den passenden Mythos. Der fast schon wichtigste Mythos  für das Verständnis der Welt ist der von Prokrustes. Er offenbart die mangelnde Bereitschaft des Menschen Dinge zu akzeptieren, die er nicht beherrschen kann:  Was nicht paßt, wird mit Gewalt passend gemacht. – Die Ignoranz der „Experten“ gegenüber den Quasikristallen offenbart deren genetische Verwandtschaft zu Prokrustes,:

Prokrustes und die Mathematik

– Das Märchen von der „exakten“ Naturwissenschaft –

 Wer war Prokrustes? – das werden sich die mit antiker Mythologie wenig vertrauten Leser fragen, – allerdings wird jeder Leser zunächst einmal darüber nachdenken, was die Hauptfigur einer griechischen Sage mit Mathematik zu tun haben mag:

Prokrustes ist eine Sagengestalt von besonderer Hinterhältigkeit und Brutalität. Er betrieb eine Herberge und bot vorüberziehenden Wanderern ein Nachtlager an. Der Gast bekam jeweils ein unpaßendes Bett; der hochgewachsene bekam ein Bett, das zu kurz war, der kleinwüchsige eines, das zu lang war. In der Nacht kam Prokrustes und tötete seine Gäste, indem er sie der Größe des Bettes anpaßte: den kleinen hängte er Ambonten an die Füße, bis sie lang genug waren, das Bett auszufüllen, den anderen kappte Prokrustes die überstehenden Gliedmaßen. – Der moderne Mensch verfährt mit der Natur und auch mit seinen Mitmenschen häufig in ähnlicher Weise, was vermuten läßt, daß Mythen oft ewige Wahrheiten in sich bergen.

Sollte der Mensch, und dieser Frage wird im folgenden nachgegangen werden, am Ende auch die Mathematik prokrustiert haben?

Benoît B. Mandelbrot stellte im Jahre 1975 seine Idee von der „fraktalen Geometrie der Natur“ einer interessierten Öffentlichkeit vor. Er prägte das Kunstwort „Fraktal“1 zur Beschreibung von natürlich auftretenden Formen und Prozessen, die mit Hilfe der bekannten geometrischen Modelle bis dahin nicht beschrieben werden konnten. Er bewies anhand vieler Beispiele, daß sogenannte „Monsterkurven“ und ähnliche „pathologische“ Objekte, die einige Mathematiker Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts untersucht hatten, sich hervorragend eigneten, natürliche Formen wie Bäume, Lungengewebe, Federn, Felsen, Wolken oder Galaxien zu beschreiben. – All diese durchaus geometrisch anmutenden Objekte entziehen sich einer exakten Definition im Rahmen der klassischen, euklidschen Geometrie.

Erzeugt werden mathematische Fraktale durch sogenannte Iteration. Das bedeutet die ständige Wiederholung einer Rechenoperation, wobei der Endwert der ersten Operation den Anfangswert der zweiten bildet, deßen Endwert wiederum ist der Anfangswert der dritten, und so weiter und so fort…

Wesentliches Kennzeichen eines Fraktalen Objekts ist dessen Selbstähnlichkeit auf allen Größenskalen. Bricht man aus einem Blumenkohl ein Röschen heraus und betrachtet es etwas genauer, stellt man verblüfft fest, daß es dem ganzen Kohlkopf sehr ähnlich sieht – kleiner zwar, aber von ähnlicher Gestalt. Bricht man aus diesem ein weiteres Röschen heraus, bleibt die Ähnlichkeit zum ersten Röschen und zur Gesamtgestalt des Blumenkohls ebenfalls erhalten. Die Natur setzt diesem Verfahren beim Blumenkohl freilich eine untere Grenze; das aber ändert nicht den Grundsatz.

Trotz derartiger alltäglicher Erfahrungswerte bleibt das Wesen der fraktalen Geometrie bis heute der breiten Öffentlichkeit verborgen; u.a. deshalb, weil die überwiegende Mehrzahl der Mathematiker und Physiker die Auseinandersetzung mit der fraktalen Geometrie und den nichtlinearen Phänomenen der Natur scheut. In den Lehrplänen der Schulen, aber auch in den Vorlesungsverzeichnissen vieler Hochschulen sucht man diese Themen meist vergeblich. Diese Institutionen verkaufen weiterhin den Lehrsatz des Phytagoras und den Satz des Thales als grundlegende Erfindungen menschlichen Geistes, obwohl gerade die tradierten Gesetze der Geometrie die Vermutung nahelegen, daß auch das rechtwinklige Dreieck ein Fraktal ist:

Der Satz des Thales lautet:

Wenn bei einem Dreieck ABC die Ecke C auf dem Kreis mit dem Durchmesser AB liegt, dann hat das Dreieck bei C einen rechten Winkel;“ oder: „Im Halbkreis ist der Winkel immer ein rechter“; oder: „verbindet man die Endpunkte eines Durchmessers mit einem beliebigen Punkt der Peripherie des Kreises, so erhält man ein rechtwinkliges Dreieck.“

Ohne Änderung der Außage läßt sich der Satz des Thales aber auch so umformulieren:

Dann und nur dann, wenn bei einem Dreieck ABC die durch A und B führende Gerade den Mittelpunkt eines Kreises schneidet und somit den doppelten Radius des Kreises bildet, hat das Dreieck bei C einen rechten Winkel.

Da der doppelte Radius (2r) eines Kreises in Verbindung mit der Kreiszahl den Umfang eines Kreises angibt, ist die Behauptung gerechtfertigt, daß die Existenz des rechten Winkels davon abhängig ist, daß konstant ist.

Zum Beweis dieser Behauptung muß man die Beziehungen der Eckpunkte, Strecken und Winkel eines Dreiecks im Kreis dynamisieren und als Bahnkurve (Orbit) darstellen:

Es sei ein Dreieck mit den Eckpunkten A, B und C auf dem Kreis mit dem Radius r. Die zugehörigen Winkel seien , und . Die Strecke AB sei c, die Strecke AC sei a, die Strecke CB sei b.

Da die Winkelsumme im Dreieck 180° beträgt, existiert eine unbestimmbare Vielzahl von Dreiecken, für deren Winkel bei C gilt:

0º < < 180º.

Der Winkel hat 0º, wenn sich die Punkte A und B auf der Geraden, die durch C und den Mittelpunkt des Kreises führt, vereinen. Der Winkel hat 180º, wenn A, B und C in einem Punkt vereinigt sind. Läßt man nun die beiden Punkte A und B (vom Punkt A = B aus) sich auf der Kreislinie gegenläufig bewegen, also einen Orbit beschreiben, ergeben sich zwei auffällige Besonderheiten:

Erreicht der Winkel 60º, ist das Dreieck gleichseitig, die Punkte A, B und C sind gleich weit voneinander entfernt, bezüglich der Winkel gilt:, die Verbindungsstrecken a, b und c sind exakt gleich lang:

a = b = c

es gilt dann auch:

a² = b² = c².

Wenn die durch A und B führende Gerade den Mittelpunkt M des Kreises schneidet, entspricht deren Entfernung voneinander dem Durchmesser, also dem doppelten Radius (2r). An dieser Stelle der Bahnkurve ist es gleichgültig, welche Position C im Orbit hat. Bei C ist dann, aber auch nur dann, immer ein rechter Winkel zu finden. Das Verhältnis der Strecken a, b und c beträgt in dieser Position des Orbit

a² + b² = c².

Das ist der Lehrsatz des Pythagoras. Aber nicht nur der Satz des Pythagoras, auch alle anderen mathematischen Winkelfunktionen (Sinus- Cosinus- und Tangensfunktionen) leiten sich aus den konstanten Seiten- und Winkelverhältnisses des rechtwinkligen Dreiecks ab. – Die mathematischen Beweise für den Satz des Thales, den Lehrsatz des Pythagoras und die Funktionen Sinus, Cosinus und Tangens sind in jedem guten mathematischen Schulbuch verewigt. Sie brauchen an dieser Stelle nicht wiederholt zu werden.

Die Beschreibung des Dreiecks als Bahnkurve und die Tatsache, daß das Auftreten eines rechtwinkligen Dreiecks untrennbar an den Durchmesser des Kreises gebunden ist, lassen nur den Schluß zu, daß die gesamte Euklidische Geometrie von der Konstanz der Kreiszahl abhängt. Würde diese auch nur an der denkbar entferntesten Stelle hinter dem Komma einmal abweichen, wäre der rechte Winkel kein rechter Winkel mehr.

Die Beschreibung des Dreiecks als Orbit legt einen weiteren Schluß nahe: Das Dreieck und alle anderen geometrischen Figuren der klassischen Geometrie sind Fraktale. Das Hauptkennzeichen der fraktalen Geometrie besteht darin, daß die Analyse der einzelnen Teile mit Maßstäben unterschiedlicher Länge immer wieder dieselben Grundelemente offenbart. Dieses Verhalten nennt man Skaleninvarianz oder Selbstähnlichkeit.

Soll es sich bei einem Dreieck um ein Fraktal handeln, müßte es selbstähnlich sein.

Abgesehen davon, daß die Selbstähnlichkeit des Dreiecks auf allen Größenskalen von der klassischen, linearen Mathematik seit jeher beschrieben wird (1.), läßt sie sich auch unmittelbar aus dem Orbit, den die Punkte A, B und C beschreiben, ableiten (2.).

  1. In der klassischen Geometrie kann jedes beliebige Dreieck in zwei rechtwinklige zerlegt werden. Die Senkrechte, die vom Winkel aus auf die gegenüberliegende Gerade gefällt wird, teilt ein Dreieck in zwei andere, einander ähnliche rechtwinklige Dreiecke. Man kann diese Operation auf allen Größenskalen fortsetzen, heraus kommt immer eine zunehmende Zahl rechtwinkliger Dreiecke. Das rechtwinklige Dreieck ist also skaleninvariant.

  2. Die Skaleninvarianz ergibt sich auch unmittelbar aus der Funktion des Kreises als Orbit. Die Senkrechte, die vom Winkel aus auf die Gerade gefällt wird, kreuzt diese rechtwinklig. Im Kreuzungspunkt bilden sich vier rechte Winkel, zu jedem dieser rechten Winkel gehört wiederum ein Schwarm von Kreisen und rechtwinkligen Dreiecken. Da der Kreis wegen selbst immer skaleninvariant ist, folgt daraus, daß sich dessen Skaleninvarianz auf das rechtwinklige Dreieck überträgt.

Hinter der Aufteilung eines Dreiecks in eine unbestimmbare (unendliche) Zahl rechtwinkliger Dreiecke steht immer ein und dieselbe bestimmte Operation: Fälle die Senkrechte vom Winkel aus auf die Gerade!

Wird die gleiche Operation wiederholt ausgeführt, wobei der Ausgabewert eines Zyklus dem nächsten als Eingangswert zugeführt wird, nennt die Mathematik diesen Vorgang Iteration.

Iteration aber ist – wie eingangs dargelegt – eine der Säulen der fraktalen Geometrie, Die Rechenvorschrift (der Algorithmus) zur Erzeugung von immer mehr, aber immer kleiner werdenden rechtwinkligen Dreiecken lautet lapidar: Fälle die Senkrechte vom rechten Winkel auf die Hypothenuse!

Wandelt man diese einfache Operation ein wenig ab, indem man vorschreibt: Fälle die Senkrechte vom Winkel aus auf die Gerade, zeichne sie als Strahl vom Winkel aus und ordne jedem der „offenen“ rechten Winkel im Kreuzungspunkt eine beliebige Hypothenuse zu, so wird bereits beim vierten Zyklus die Sache unübersichtlich. Die Gesamtzahl der Dreiecke explodiert regelrecht.

Das rechtwinklige Dreieck erfüllt alle Merkmale, die ein Fraktal ausmachen: Selbstähnlichkeit und Erzeugbarkeit durch Iteration.

Die Figuren der euklidischen Geometrie sind folglich ebenfalls Fraktale. Sie unterscheiden sich von allen anderen Fraktalen lediglich dadurch, daß sie so einfach gestaltet und damit berechenbar sind. Die Berechenbarkeit der geometrischen Figuren, die das Universum der Euklidischen Geometrie bilden, hört freilich schon beim Kreis auf:

Der englische Wissenschaftler Lewis Richardson fand auf die Frage: „Wie lang ist die Küstenlinie Englands?“ die verblüffende Antwort: „Das hängt vom verwendeten Maßstab ab.“ – Je kleiner der Maßstab, desto länger die Küstenlinie. Das trifft auch auf den Kreis zu, wenn man dessen Durchmesser und Umfang mißt. Rein theoretisch müßte sich dadurch errechnen lassen, daß man den gemessenen Umfang eines Kreises durch den gemeßenen Durchmesser desselben dividiert. Da sich die kleinste Meßungenauigkeit auf das Rechenergebnis auswirkt, ist es praktisch undurchführbar, den Wert von meßtechnisch zu ermitteln. Das Ergebnis der Rechenoperation = gemessener Umfang geteilt durch gemessenen Durchmesser wird immer unscharf bleiben. Unscharf deshalb, weil das Ergebnis zufällig zutreffen kann; ob es zutrifft, kann aber nicht bewiesen werden, weil der exakte Wert von sich auf Daür den Berechnungsversuchen entziehen wird.

Die Unschärfe nimmt zu, wenn man versucht, durch Messung von Rauminhalt und Durchmesser einer Kugel zu exakt zu ermitteln.

Der Kreis ist also nicht „die vollkommenste geometrische Figur“, als die er in der klassischen Mathematik angesehen wird, er ist vielmehr das einfachste Fraktal: Bewege Dich geradlinig in gleichbleibendem Abstand zu dem bestimmten Punkt M. – Heraus kommt immer ein Kreis. Der Kreis ist also durchaus linear definierbar, aber gekrümmt.

Und was macht der Mensch? – Er macht den Kreis zu einem Objekt der euklidischen Geometrie: um mit überhaupt rechnen zu können, schneidet er die praktisch unendliche Ziffernfolge dieser Zahl einfach ab. – Ein Verfahren, das dem des Prokrustes aufs Haar gleicht.

Der Kreis, das darf man in diesem Zusammenhang nicht vergessen, ist immer auch der Schnitt durch eine Kugel. Diese ist ebenfalls in höchstem Maße selbstähnlich, denn jeder Schnitt durch eine Kugel, gleichgültig in welcher Ebene der Kugel er stattfindet, ist ein Kreis. Die Kugel ist ein räumliches Fraktal und in allen drei Raumdimensionen vollkommen von determiniert.

An dieser Nahtstelle triumphiert die Krümmung des Raumes ohnehin über die lineare Mathematik. Der augenfälligste Beleg hierfür sind Wasserwaage und Eisenbahnschienen. Obwohl beide kerzengerade sind, bilden sie entgegen der Voraußage der klassischen Mathematik in keinem feststellbaren Punkt der Erdoberfläche deren Tangente – sie liegen flach auf, obwohl sie die Erdoberfläche mathematisch nur in einem Punkt berühren dürften.

Hier begegnen sich auch die durch bewirkte mathematische Unschärfe und die Heisenbergsche Unschärferelation der Quantenphysik, wonach Ort und Impuls eines Materieteilchens nicht gleichzeitig ermittelt werden können.

Sowohl mathematische als auch physikalische Unschärfe wirken sich auf alle Berechnungen aus, die im Rahmen mathematischer und physikalischer Modelle über die Natur angestellt werden. Dennoch beharrt die überwiegende Mehrzahl der entsprechenden Fachleute auf der Richtigkeit ihrer Modellvorstellungen. Es spricht nichts dagegen, daß diese in Teilbereichen durchaus zutreffen, vielfach stößt man aber in diesem Bereich auf Hilfsannahmen und einschränkende Bedingungen. Beispielsweise werden in der Mechanik die unberechenbaren Faktoren Reibung und Wärme ausgeklammert (wegprokrustiert), um die Gesetze der Mechanik mit einfachen, linearen Gleichungen beschreiben zu können.

Die Gesetze der Mechanik können voraussagen, welche Geschwindigkeit ein Fahrrad unter Vernachlässigung der Reibung idealerweise erreichen wird, wenn eine bestimmte Kraft auf die Pedale einwirkt. Ob aber jemals eine Kraft auf die Pedale einwirken wird, und – sollte sie einwirken – wie groß sie genau sein wird, geht aus den Gesetzen der Mechanik nicht hervor. Die Gesetze der Mechanik können auch nicht exakt sagen, wie dasselbe Fahrrad aussehen wird, wenn es seitlich von einem bestimmten PKW gerammt wird. – Auch dann nicht, wenn Aufprallgeschwindigkeit- und -winkel genau definiert sind.

Ein weiteres Beispiel aus der Physik:

Da Ohmsche Gesetz „regelt“ in einem geschlossenen Stromkreis die Beziehung zwischen Spannung (U), Strom (I) und Widerstand (R) nach dem Muster

I = U/R.

Der „Anwendungsbereich“ des Ohmschen Gesetzes ist jedoch sehr eng begrenzt. Es gilt nur für einen „geschlossenen Stromkreis“ mit Widerstand. Erstens versagt das Gesetz angesichts der Frage, ob eine Batterie voll oder leer ist, denn R = U/I. Sind die Pole einer Batterie unverbunden, ist I gleich Null Das Ohmsche Gesetz versagt auch im Falle eines Kurzschlusses, denn wenn der Wert des Widerstandes gleich Null ist, lautet die Berechnungsformel I =U/0. Die Division durch Null ist mathematisch nicht definiert, folglich ist eine exakte Voraussage in beiden Fällen nicht möglich. Dennoch weiß jeder, was bei einem Kurzschluß passiert. Die physikalische Berechenbarkeit dieses Teil der Natur setzt also auch beim Ohmschen Gesetz voraus, daß die Extreme abgeschnitten werden. Das Ohmsche Gesetz, so wichtig und zuverlässig es sein mag, taugt auch nicht viel angesichts der Frage, wann eine Glühbirne durchbrennen wird. Die „exakte“ Wissenschaft zieht sich hier auf eine „durchschnittliche Lebenserwartung“, also einen statistischen Wert zurück, zu dessen Berechnung auch die Zahl erforderlich ist, was wiederum die Angabe eines exakten Wertes aus den oben genannten Gründen unmöglich macht. Es läßt sich auch nicht exakt im voraus berechnen, ob beim Durchbrennen einer Glühbirne einfach das Licht ausgeht oder ob es in diesem Zusammenhang zu einem Kurzschluß kommt, der die Sicherung herausspringen läßt.

Gerade anhand des Kurzschlusses, dem wir hier nun schon zum zweiten Mal begegnen, läßt sich unschwer die Beziehung der fraktalen Geometrie zu den dynamischen Eigenschaften der Natur verdeutlichen. Was die Mathematik als Iteration bezeichnet, kennt die Physik als „positive“ Rückkopplung. Der Kurzschluß als positive Rückkopplungsschleife ist weniger bekannt als die akustische Rückkopplung: Sie entsteht zwischen Mikrofon, Verstärker und Lautsprecher: Das Eigenrauschen des Verstärkers wird vom Lautsprecher abgestrahlt und vom Mikrofon aufgefangen. Dieses Signal wiederum wird verstärkt wieder abgestrahlt, binnen Sekunden ertönt das bekannte ohrenbetäubende Pfeifen.

Der Forschungszweig, der sich mit diesen und ähnlichen Phänomenen beschäftigt, ist dem Publikum unter dem Begriff „Chaosforschung“ bekannt geworden. Dabei ist das „Chaos“, das heillose Durcheinander nicht Forschungsgegenstand, sondern die nichtlinearen, also nicht mit ganzen Zahlen „exakt“ berechenbaren dynamischen Phänomene in der Natur. Diese lassen sich schlagwortartig mit den vier „Elementen“ der klassischen griechischen Naturphilosophie kennzeichnen: Feuer, Wasser, Luft und Erde.

Ungeachtet dessen wird auch in Zukunft die traditionelle Mathematik von sich behaupten, eine „exakte“ Wissenschaft zu sein; die der klassischen Physik mit ihren aufgefächerten Einzeldisziplinen verpflichteten Physiker werden auch weiterhin ihre Wissenschaft als „exakt“ bezeichnen. Fraktale Geometrie und Chaosforschung werden bis auf weiteres die „Igitt“–Fächer der Naturwissenschaften bleiben.

Am Ende bleibt festzuhalten: Das „Flaggschiff“ der euklidischen Geometrie, das rechtwinklige Dreieck, ist im Meer der Fraktale versunken. Die Behauptung, es sei möglich, „exakte“ Naturwissenschaft zu betreiben, ist damit als Märchen entlarvt. Für den Menschen sind die Phänomene der Natur nur in den Fällen berechen- und damit vorhersagbar, wo diese selbst es zuläßt.

Die von vielen Naturwissenschaftlern aufgestellte Behauptung, eines Tages die Natur nach dem Willen des Menschen umgestalten zu können, offenbart ihre geistige Nähe zu Herrn Prokrustes.

Und die Suche nach der sogenannten „Weltformel“, einer Formel, die die Welt vollständig und abschließend mathematisch genau beschreiben soll, wird auf ewig ein unerfüllbarer Wunschtraum bleiben. Diese „Weltformel“ stellt man sich nämlich als lineare Gleichung vor, man will schließlich die Welt berechenbar machen. Man macht die Rechnung allerdings ohne Thales und Pythagoras. – Und, last but not least, ohne

.

Ursprünglich war dies das Ende der kleinen Betrachtung über die fraktale Natur der Geometrie. Aber die Überschrift stellt eine Beziehung her zwischen Prokrustes und der Mathematik. Also war es ganz natürlich, daß wieder einmal im modernen Antiquariat ein Buch für mich bereitlag:

DUDEN – Rechnen und Mathematik

Beim Durchblättern sprang mir sofort das Stichwort „Primzahlen“ in die Augen. Primzahlen sind bekanntlich Zahlen, die nur durch 1 und sich selbst teilbar sind.

Da gibt es die Menge der natürlichen Zahlen: 1,2,3,4,5,6,7,…, ein Ende ist nicht absehbar. Nun läßt sich die Menge der natürlichen Zahlen ebenfalls durch Iteration erzeugen:

xn+1 = xn + 1

So formuliert, müßte man eigentlich erwarten, daß sich alle Elemente der Menge der natürlichen Zahlen gleich verhalten, daß alle Elemente dieser Menge über dieselben Systemeigenschaften verfügen. Aber die Natur macht da nicht mit. Ein Teil der so erzeugten Zahlen läßt sich nicht einfach teilen, ohne daran zu „zerbrechen“. Und das sind die Primzahlen.

Merkwürdigerweise sind die Primzahlen nicht willkürlich oder zufällig über die Menge der natürlichen Zahlen verteilt. Man findet sehr viele Paare von Primzahlen, die nur den Abstand 2 haben, z.B.

(3,5), (5,7), (11,13), (17,19), …, (1871,1873), …, (2969,2971), (3359,3361), ….

Ferner scheinen die Primzahlen einer Art Rhythmus zu unterliegen, zumindest deutet die Tabelle der Primzahlen von 1200 bis 4500 darauf hin. Augenfällig wird dies alles aber erst, wenn man die Tabelle auf den Kopf stellt und die Zahlenkolonnen als Balkendiagramm betrachtet. Erst dann erkennt man nämlich, daß das System tatsächlich schwingt.

Die Zahlen zwischen den Primzahlen sind ihrerseits Vielfache der ersten Primzahlen 1, 2, 3, 5 und 7. Und nur in diesem Bereich ist es Mathematikern überhaupt möglich, „exakt“ zu arbeiten. Primzahlen werden in der Mathematik genauso behandelt wie die Quadratwurzel von 2: Man kappt die unendlich vielen Stellen hinter dem Komma willkürlich und erklärt das so „gekürzte“ Ergebnis für „exakt“. – Genau das ist dasselbe Verfahren, das Prokrustes seinen Gästen hat angedeihen lassen.

Wie die Anzahl der rechtwinkligen Dreiecke ist die Anzahl der Primzahlen prinzipiell unendlich. Daher werden in diesem Bereich die Mathematiker immer wieder mit der fraktalen Natur der Mathematik konfrontiert werden.

Tippen Sie in Ihrem Taschenrechner einfach so aus Spaß einmal 1 : 3 ein. In der Anzeige werden Sie folgendes Ergebnis finden: 0,333333. Sie können unendlich vielen Dreien dahinterpacken, ohne jemals ein Ende zu erreichen. Das ist nicht weiter schlimm. – Wir alle haben im Rechenunterricht der Grundschule gelernt, daß man, hat man beim Rechnen ein Ergebnis gefunden, die „Probe“ machen soll; – erst die „Probe“ zeigt dem Rechner, daß sein Ergebnis „richtig“ ist, er sich also nicht verrechnet hat. – Einfach nur so zum Spaß: Stellen Sie Ihren Taschenrechner auf die Probe. Tippen Sie 0,333333 x 3 ein. Drei mal ein Drittel ist Eins. 3 x 0,333333 ist aber laut Taschenrechner noch lange nicht Eins. In der Anzeige erscheinen eine Null, ein Komma und ansonsten nur Neunen. Auch hinter die im Display angezeigten Neunen können Sie so viele 99999999999999 dahinterpacken, wie Sie es für richtig halten; Sie können es sich für den Rest Ihres Lebens zur Aufgabe machen, so viele Neunen hinter das Komma zu schreiben, bis Sie die Eins erreicht haben. – Selbst Ihre Enkel oder Urenkel werden es nicht schaffen, auf diesem Weg die Zahl 1 zu erreichen.

In diesem Fall machen es die Mathematiker wie Prokrustes: Sie „expandieren“ den Wert 0, 99999999999999…. auf den ganzzahligen Wert 1.

All das wäre ja nicht weiter schlimm; man könnte die minimalen Ungenauigkeiten der „exakten“ Mathematik als Schönheitsfehler der dieser Wissenschaft hinnehmen. – Waren da nicht zwei Dinge:

Eines der Hauptanwendungsgebiete der Mathematik ist die Astronomie. Sei Johannes Kepler kennt man genau die Bewegungen der Planeten um die Sonne. Kepler hat sie in drei Gesetzen zusammengefaßt. Uns interessiert hier nur das dritte Keplersche Gesetz. Danach verhalten sich die Quadrate der Umlaufzeiten eines Planeten wie die Kuben ihrer mittleren Entfernung von der Sonne: Je weiter ein Planet von der Sonne entfernt ist, desto geringer ist seine Umlaufgeschwindigkeit. Carl Sagen behauptet in „Unser Kosmos“:

…je weiter ein Planet von der Sonne entfernt ist, desto langsamer bewegt er sich, wofür es ein genaues mathematisches Gesetz gibt: P2 = a3, wobei P die Umlaufszeit des Planeten um die Sonne in Jahren und a seine Entfernung von der Sonne in „astronomischen Einheiten“ bezeichnet. Eine astronomische Einheit entspricht der Entfernung der Erde von der Sonne.“

Es sind zwei versteckte Ausdrücke, die die Astronomie von einer exakten Wissenschaft zum Va-Banque-Spiel machen: „mittlere Entfernung“ und „astronomische Einheit“.

Die Bahnen der Planeten sind keine exakten Kreise, denn der Kreis hat nur einen Mittelpunkt. Die Planetenbahnen sind Ellipsen, diese haben zwei „Brennpunkte“ genannte „Mittelpunkte“. Im Jahreslauf gibt es nur vier Punkte im Raum, in denen ein Planet seine „mittlere Entfernung“ von der Sonne einnehmen kann. Wegen der Geschwindigkeit, mit der sich auch der langsamste Planet fortbewegt, ist die Zeit, die ein Planet in seiner „mittleren Entfernung“ von der Sonne verbringt, wahrscheinlich unmeßbar kurz. Die „mittlere Entfernung eines Planeten vom Zentralgestirn ist also nicht exakt meßbar. Damit ist sie ungenau; für 2 + 2 = 4 –Freaks folglich ein Greuel.

Die „astronomische Einheit“ ist per oben gegebener Definition per se ungenau. Verwendet man die „astronomische Einheit“ als Maßstab für die Entfernung anderer Planeten von der Sonne, bekommen 2 * 2 = 4 – Fans sofort einen Herzinfarkt. Die mittlere Entfernung der Erde von der Sonne beträgt 149 Millionen Kilometer. 149 Millionen Kilometer, – das sind 149 Billionen Millimeter. – Seit dem Vordringen des Menschen in den Nano–Bereich, in dem das Meter wegen seiner Grobschlächtigkeit keine Rolle mehr spielt, werden die Maßeinheiten der Astronomen immer verschwommener und verlassen in augenfälliger Weise den Bereich der „exakten“ Wissenschaften.

Kein GPS wird je in der Lage sein, die exakte Position der Erde im Verhältnis zur Sonne für einen Zeitpunkt X zu bestimmen. Denn GPS kann nicht einmal auf der Erde die genaue Position eines sich schnell bewegenden Objekts zum Zeitpunkt der Messung ermitteln. Trotz all der wundersamen Eigenschaften, die GPS angedichtet werden: Weder Olympioniken noch Pferdefreunde werden je ein GPS-gestütztes „Photofinish“ erleben.

Nach diesem Ausflug in alltägliche Gefilde kehren wir zu Carl Sagen und in den Weltraum zurück:

Jupiter z, B. ist fünf astronomische Einheiten von de Sonne entfernt. Somit ist a3 = 5 * 5 * 5 125. Das Quadrat von welcher Zahl kommt 125 nahe? Die Antwort lautet 11. Und in der Tat braucht Jupiter 11 Jahre für einen Umlauf um die Sonne. Das gleiche Gesetz gilt auch für andere Planeten sowie für Asteroiden und Kometen. (Sagan aaO, 74ff)

Das sieht alles wunderbar exakt und berechenbar aus. – ist es aber durchaus nicht. Um dem Gesetz Genüge zu tun, muß auch hier wieder einmal „gestreckt“ werden. Zwei potentielle Quellen für Rechenfehler.

Und mit der Frage, was passiert, wenn Fehler auf Fehler trifft, kommen wir zu dem zweiten Ding, das ich oben angesprochen hatte.

Die Mathematiker sind sich ihrer Fehlerquellen beim Runden und Messen durchaus bewußt. Sie unterscheiden sogar zwischen absoluten und relativen Fehlern. Ich will hier nicht näher auf die einzelnen Handlungsanweisungen für den Umgang mit Fehlern eingehen, vielmehr möchte ich Sie auf folgenden Satz aufmerksam machen, über den ich im DUDEN – Rechnen und Mathematik unter dem Stichwort „Fehlerrechnung“ gestolpert bin: „Daran erkennt man, wie sich ein zunächst kleiner relativer Fehler von 1% bzw. 0,3% bei Ersetzen von √2 durch einen Näherungswert durch Fehlerfortpflanzung so auswirken kann, daß sich sehr große Fehler ergeben.“ – An dieser Stelle begegnet uns nämlich ganz unerwartet ein Phänomen, das in der Chaos-Forschung als Schmetterlingseffekt Furore gemacht hatte: der Flügelschlag eines Schmetterlings in Japan kann über den USA einen Hurricane auslösen.

Wir können zum Abschluß also festhalten, daß die lineare Mathematik, die uns als exakte Wissenschaft verkauft wird, nur einen geringen Bruchteil einer Allumfassenden nichtlinearen, fraktalen Mathematik ist.

Der Raum von drei Seiten, den die fraktale Geometrie im DUDEN einnimmt, ist angesichts dessen eigentlich eine Unverschämtheit.

© Gerhard Altenhoff, 2003

1 von lat. frangere = brechen


EHEC: Lübecker Restaurant untersucht | tagesschau.de

Juni 4, 2011

EHEC: Lübecker Restaurant untersucht | tagesschau.de.

Was soll die Suche nach der „Quelle“? – Geht denn wirklich jemand davon aus, daß die Ansteckung nur durch den Genuß des „Quellwassers“ erfolgen kann?

Weit gefehlt! – Die zur Zeit sich teilenden Bakterein sind weiter von der „Stammzelle“ entfernt als der heutige Mensch von den ersen Vorfahren mit der bauchwärts verkrüppelten Wirbelbrücke.

EHEC verhält sich dem Grunde nach nicht anders als der Mensch: Es hat Nachkommen. Und diesen wohnt eine explöosive Tendenz inne. Das ist nicht verwunderlich, denn die Evolution ist ein nichtlinear-thermodynamisches System. Organismen vermehren sich in einem sich selbst beschleunigenden Prozeß. – So sind auch wir entstanden. Nur haben unsere Körperzellen es nicht geschafft, sich voneinander zu lösen. – Mit Ausnahme der Blutzellen.

Auch EHEC hat ein Problem: Mit jedem „neuen“ Menschen, der durch EHEC „infiziert“ wird, besiedelen die Bekterien einen Lebensraum. – Sie machen es nicht anders als die Menschen mit dem Planeten Erde. – Wenn die Besiedlung mangels ausreichender Anpassung zum Untergang des Lebensraums führt, haben die Bakterien verloren. Der Zweig des Stamms, der das sterbende Individuum auf dem Gewissen hat, geht mit diesem endgültig unter. Wenn sich kein Weg findet, vom untergegangenen Lebensraum einen neuen zu erobern, muß die „Infektionswelle“ langfristig abebben. – Das ist in der Geschichte wiederholt geschehen (schwarzer Tod!) und wird auch wieder vorkommen.

Wer also nur nach der „Quelle“ sucht, die Verzweigungen, die der Strom nimmt, aber vernachlässigt, macht einen nicht wieder gutzumachenden Fehler.

Und wenn ich mich an dieser Stelle wiederhole: Gegen Coli-Bakterien gibt es ein Mittel: Das sind die Bakteriophagen, die in den sechziger und siebziger Jahren des vorigen Jahrhunderts die ausgesprochenen Lieblinge der Molekulargenetiker waren.

Obwohl ich mir die Freiheit genommen habe, den Sprachgebrauch der Evolution zu „entmilitarisieren“, plädiere ich heute dafür, die EHEC-Kulturen mit Bakteriophagen zu „bombardieren“. Denn erst das „Bombardement“ ermöglicht dem „Blindgängereffekt“, den Phagen, die den rezenten EHEC-Stamm als „Fortpflanzungsquelle“ nutzen können, positiv rückgekoppelt Nachkommen in die Welt zu setzen.

Bei meinen Recherchen zur Revision der Darwinschen Evolutionstheorie stoplperte ich über Hoimar von Ditfurths Äußerung, daß die Evolution sich bei der „Verschwendung“ genetischen Materials verhalte wie ein Schütze, der „blind in der Gegend herumballere“. ‚Ein Schütze, der seine Munition verschießt, hat am Ende keien Patrone mehr. – Um aber festzustellen, welche Bombe als Blindgänger zu Boden geht, der muß einen Bombenrteppich abwerfen. Der „Blindgänger“ hat die Eigenschaft, seinen zunächst angestrebten Erfolg zu verfehlen. – Aber er kann immer noch „hoc hgehen“

Dem Blindgängereffekt verdanken wir alle unsere Existenz, denn der theoretische Wert von einem Spermium pro Eizelle wird in der Praxis nicht erreicht. Man braucht Millionen davon, damit ein Spermium als „Blindgänger“ den Staffelstab der Evolution weitertragen kann.

Angesiochts der ungemütlichen Zustände im menschlichen Darm ist es auch für ein einzelnes Bakterium schwer, eine „Infektion“ auszulösen. Sie müssen schon ganz massiv auftreten.

Wichtiger als die „Quelle“ ist der „Vertriebsweg“. – Beim Abebben der „Epidemie“ aus den oben genannten Gründen solllte man sich dennoch weiter um den „Vertriebsweg“ kümmern, denn der „Kanal“ könnte auch in Zukunft von EHEC genutzt werden.


%d Bloggern gefällt das: