Superstring Theory

Phsyikalische Phänomene

Physikalische Gesetze

Physikalische Gesetze in ihrer gesamten Bandbreite

Als physikalische Gesetze werden alle Gesetzmäßigkeiten bezeichnet, die physikalisch ermittelt und jederzeit reproduziert werden können. Hierbei gilt, dass physikalische Gesetze oft auch als Naturgesetze bezeichnet werden. Sie werden in der Regel in mathematischer Form ausgedrückt, da nur so die Gesetzmäßigkeit konkret erläutert werden kann. Die physikalischen Gesetze beschreiben dabei zunächst eine Ausgangssituation, die durch eine gewisse Funktion so verändert wird, dass eine Endsituation entsteht. Das Wasser, das in den Moccamaster eingefüllt wird, bildet zusammen mit dem Kaffee die Ausgangssituation. Durch den Brühvorgang, also die Veränderungsfunktion, wird daraus Kaffee, demzufolge die Endsituation. Somit zeigt sich, dass sich physikalische Gesetze in fast jeden Lebensbereich integrieren und umsetzen lassen.

Als Hypothesen werden dagegen physikalische Gesetze bezeichnet, die noch nicht eindeutig belegt werden können. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist die Stringtheorie. Auch der Begriff geschlossene Theorie fällt in Verbindung mit den physikalischen Gesetzen immer wieder. Hierbei gilt, dass eine geschlossene Theorie alle physikalischen Gesetze zusammenfasst, die ein bestimmtes Gebiet möglichst vollständig beschreiben. Als Beispiel können die Maxwellschen Gleichungen genannt werden, die die gesamte Elektrodynamik beschreiben. Einschränkungen bestehen allerdings in den Modellen, die verwendet werden. So kommen hier lediglich ideale Leiter und ein ideales Vakuum zum Einsatz. Ob dies in der Wirklichkeit allerdings immer so gegeben ist, wie in den Modellen der physikalischen Gesetze, bleibt fraglich.

Naturgesetze sind oft nur Modelle

Im Rahmen der physikalischen Gesetze werden oft Naturgesetze als solche bezeichnet. Allerdings zeigt sich, dass viele Naturgesetze, die für unumstößlich gehalten wurden, mittlerweile doch relativiert wurden. Bekanntestes Beispiel sind die Newtonschen Gesetze. Sie wurden durch die bekannte Relativitätstheorie Einsteins wieder umgestoßen. Es zeigte sich, dass Newtons Ansätze nur für einen Sonderfall galten, aber keinesfalls ein grundlegendes Gesetz darstellen.

Aufgrund dieser Tatsache wird vermehrt nach Lösungen gesucht, die alles erklären können. Hierbei sind bereits einige Ansätze entstanden, wie die Quantengravitation, die Große Vereinheitlichte Theorie oder die String- bzw. Superstringtheorie. Als weitere Naturgesetze gelten das Ohmsche Gesetz oder die Hauptsätze der Thermodynamik. Ebenfalls gilt es als Naturgesetz, dass sich Licht in einem Vakuum mit einer universellen Geschwindigkeit verbreitet, der so genannten Lichtgeschwindigkeit.

Allerdings gibt es auch viele Naturgesetze, die später widerlegt wurden. So hieß es einst, dass Chromosomen und Gene Einheiten sind, die zur Vererbung notwendig, aber nicht teilbar sind. Später wurde aufgrund der springenden Gene beim Mais das Gegenteil bewiesen. Auch dass organische Stoffe niemals aus anorganischen Stoffen entstehen könnten, galt lange als bewiesene Annahme. Eines Tages jedoch kam die Harnstoffsynthese von Friedrich Wöhlers ans Licht, die das Gegenteil bewies.

Auch die Tatsache, dass der genetische Code im Menschen und anderen Lebewesen für sämtliche Menschen, Tieren und Pflanzen gleichermaßen Gültigkeit hat, wurde mittlerweile widerlegt. Grund: Der genetische Code stellt keine Gesetzmäßigkeit dar, sondern entstand einst aufgrund eines historischen Ereignisses, nämlich der Evolution. Ebenfalls kann die Aussage, dass Menschen und Affen dieselben Vorfahren haben, nicht als Gesetz angesehen werden, da sie nur für diese beiden Lebewesen gilt, aber keine Gemeingültigkeit hat.

Physikalische Gesetze noch mitten in der Entwicklung

Anhand dieser wenigen aber eindrucksvollen Beispiele zeigt sich deutlich, dass physikalische Gesetze immer wieder neu entdeckt wurden und werden. Sie können immer wieder umgestellt werden, weshalb die Bemühungen ein allgemeingültiges Gesetz zu entwickeln, dass tatsächlich alles auf der Welt beschreiben und erklären kann, stets ansteigen. Von dem Ziel, nämlich der Entwicklung einer solchen umfassenden Gesetzmäßigkeit sind wir derzeit, trotz großer Fortschritte in der Forschung, aber noch weit entfernt. Deshalb sollten viele vermeintliche Naturgesetze noch einmal kritisch hinterfragt und nicht einfach als solche bezeichnet werden. Denn die Erfahrung der vergangenen Jahre hat gezeigt, wie schnell sich Gesetzmäßigkeiten umstoßen lassen. Es wird noch viel Forschung notwendig sein, um die grundlegenden Fragen der Physik tatsächlich beantworten und entsprechende Gesetze aufstellen zu können.

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