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Selbstorganisation der Materie

Dialektische Entwicklungstheorie von Mikro- und Makrokosmos

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Woher kommen die vielfältigen Materieformen im Kosmos? Welche Gesetzmässigkeiten treiben ihre Entwicklung? Die naturwissenschaftlich-technische Revolution der letzten Jahrzehnte ermöglichte die Entdeckung einer Fülle neuer Materieformen und Einblicke in ihre Entwicklungsgesetzmässigkeiten. Trotzdem beantwortet eine idealistische Richtung in der modernen Physik diese Fragen mit der modernen Schöpfungsgeschichte eines „Urknalls“ und einem Ende des Kosmos im „Wärmetod“.
In kritischer Auseinandersetzung mit solchen Deutungen fasst das vorliegende Buch die vielfältigen Entdeckungen in der dialektisch-materialistischen Theorie der selbstorganisierten Entwicklung der Materie zusammen. Es behandelt dabei
Selbstorganisationsprozesse von den Quantenfeldern und subatomaren Bausteinen über Materieformen unserer Alltagswelt bis hin zu Galaxien und gigantischen Strukturen der Galaxiensuperhaufen. Dabei wird herausgeschält: Naturgesetze stehen nicht als „Weltformel“ über der Materie, sondern sind Ausdruck ihrer Struktur und Dynamik.
Die moderne Physik muss sich frei machen von den ideologischen Einflüssen des Idealismus und Positivismus, um aus der entstandenen Krise herauszukommen.
Portrait
Jooss, Christian
Jahrgang 1967, ist Universitätsprofessor für Physik in Göttingen und arbeitet in den Bereichen Festkörper-, Material- und Quantenphysik. Er hat besonders die Entwicklung neuer Materiezustände durch kollektive Selbstorganisation in stark wechselwirkenden Vielteilchensystemen wie Supraleitern untersucht. Aktuell forscht er an neuen Ansätzen für die erneuerbare Energieumwandlung in stark wechselwirkenden Materialien. Ehrenamtlich ist er in der Arbeiter-, Umwelt- und Jugendbildung aktiv sowie in verschiedenen Wissenschaftseinrichtungen.
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  • "Krise an der Vorderfront der Physik" titelte die New York Times am 7. Juni 2015. "Teilchenphysik: Supersymmetrie in der Krise" ist der Aufmacher der September-Ausgabe 2014 von Spektrum der Wissenschaft. Tatsächlich konnte in den vergangenen Jahrzehnten kaum eine der Vorhersagen "vereinheitlichter Materietheorien" experimentell an Teilchenbeschleunigern verifiziert werden. Eine Ausnahme ist die wahrscheinliche Entdeckung des Higgs-Teilchens im Jahr 2012. Dieses Teilchen wurde 1964 aus der Theorie eines suprafluiden Äthers vorhergesagt. Das heute vorherrschende physikalische Weltbild richtet sich jedoch gegen ein vertieftes Verständnis der Struktur und Entwicklungsprozesse der Materieformen im Mikrokosmos. Stattdessen sucht es das Wesen der Materie in mathematischen Symmetrien mikroskopischer Materiebausteine, die über der Natur stehen. Quasireligiös wird das Higgs-Boson als "Gottesteilchen" in einem konstruierten Urknallmodell vereinnahmt. Max Reuner von der Wissenschaftsredaktion der ZEIT positioniert sich zur aufkommenden Krisendiskussion: "Aus! Die Physik steckt in der Krise: Der Traum von der Weltformel ist geplatzt, die neuen Theorien sind kaum mehr überprüfbar. Geht es in der Kosmologie überhaupt noch um Wissenschaft?"
    [ZEIT, 22.12.2008]. Die naturwissenschaftlichtechnische Revolution hat in den letzten Jahrzehnten eine ungeheure Menge an neuen Einzelerkenntnissen angehäuft. Trotzdem gibt die moderne Naturwissenschaft auf grundlegende Fragen, die schon die griechische Naturphilosophie vor 2500 Jahren aufwarf, nur begrenzte Antworten: Woraus besteht die Materie im Mikro- und im Makrokosmos? Wie entwickeln sich die verschiedenen Materieformen auseinander? Was treibt ihre Entwicklungsprozesse? Wie hat sich unser heutiger Kosmos entwickelt und wie sieht seine mögliche Zukunft aus?

    Eine umfassende theoretische und weltanschauliche Krise der Physik ist entstanden, trotz ungeheurer Fortschritte der Physik in Einzelfragen. Sie begann bereits im Übergang zum 20. Jahrhundert, als unter dem Einfluss idealistischer Philosophien, insbesondere des Positivismus, der Anspruch der Physik in Frage gestellt wurde, die Materie als objektiv und unabhängig vom menschlichen Bewusstsein existierende Realität immer allseitiger zu erkennen. Max Planck stellte schon Anfang der 1930er Jahre in seinem Vortrag "Positivismus und reale Aussenwelt" besorgt fest: "Auch diese (die Physik) ist freilich von der allgemeinen Krisis nicht verschont geblieben. Auf ihrem Gebiet ist eine gewisse Unsicherheit entstanden, die Meinungen in erkenntnistheoretischen Fragen gehen zum Teil erheblich auseinander. Ihre bis dahin
    allgemein anerkannten Grundsätze, sogar die Kausalität selber, werden stellenweise über Bord geworfen." [Planck 1949 S. 228] Die Ausbildung widerstrebender Richtungen in der modernen Naturwissenschaft hat sich seither fortgesetzt. Vorherrschend wurde eine Weltanschauung, die die Entwicklungsprozesse der Materie durch Geometrie und Weltformeln ersetzte. Sie mündete mit der Urknalltheorie in einer Entwicklungstheorie des Kosmos, die die Naturgesetze als ausserhalb und über der Materie stehende Prinzipien ansieht und eine Entwicklung nur durch äussere Anstösse zu "erklären" vermag. Die Krise der Vereinheitlichung der Materie im Mikrokosmos bei hohen Energien vertieft die Krise der Urknallkosmologie.

    Das vorliegende Buch befasst sich kritisch mit der Wirkung des physikalischen Idealismus im theoretischen Verständnis
    der Materiestrukturen von den Quantenfeldern und subatomaren Bausteinen bis hin zu den gigantischen Strukturen der Galaxiensuperhaufen. Es geht dabei insbesondere den Eigenschaften und Entwicklungsprozessen der Strukturebene
    der Materie unterhalb der atomaren Bausteine auf den Grund. Ihre komplexe innere Struktur und Anregungsformen
    werden mit der Theorie des suprafluiden Quantenäthers zusammengefasst. Im Gegensatz dazu ersetzt der physikalische
    Idealismus dieses Materiesystem durch ein "Vakuum", eine "Lee
  • 1. Zwei widerstrebende Richtungen in der modernen Naturwissenschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
    2. Selbstorganisation in Vielteilchensystemen . . . . . . . . . . . . . . 27
    2.1 Die Daseinsweise von Atomen in Phasen . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
    2.2 Strukturbildung nahe am Gleichgewicht: Domänen, topologische Defekte und Strukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
    2.3 Selbstorganisation in Umwandlungs- und Transportvorgängen . . . . . . 46
    2.4 Struktur der Atome und ihre Bindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
    2.5 Phasen und ihr „Zoo der Anregungen“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
    3. Quantengase und -flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
    3.1 Suprafluidität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
    3.2 Fermigase und -flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
    3.3 Supraleitung von Elektronen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
    3.4 Supraflüssigkeiten mit Spin – Helium-3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
    4. Materiewellen und Quanten als Ausdruck der Wirkung tieferer Strukturebenen der Materie . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
    4.1 Das gefüllte „Vakuum“: Nullpunktfelder . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
    4.2 Die dialektische Einheit von Materiewelle und Teilchen . . . . . . . . . . 110
    4.3 Quantenverschränkung: Gemeinsame Materiewellen . . . . . . . . . . 122
    4.4 Die Stabilität der Elektronenhülle von Atomen . . . . . . . . . . . . . . 126
    4.5 Dirac-See, Quantenfelder und Unendlichkeiten . . . . . . . . . . . . . . 133
    4.6 Materiewellen als Organisationszustände des Nullpunktfelds . . . . . . 145
    5. Der Einfluss tieferer Strukturebenen der Materie auf Bewegung und Gravitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
    5.1 Bewegungen bei grossen Geschwindigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . 153
    5.2 Die spezielle Relativitätstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
    5.3 Beschleunigte Bewegung, Trägheit und Gravitation . . . . . . . . . . . 167
    5.4 Die allgemeine Relativitätstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
    5.5 Über den Ursprung von Trägheit und Gravitation im Quantenäther . . . 181
    6. Selbstorganisation im Mikrokosmos: Der Zoo der „Elementarteilchen“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
    6.1 Die Entdeckung des „Zoos der Elementarteilchen“ . . . . . . . . . . . . 191
    6.2 Das Standardmodell und seine Grenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
    6.3 Strukturbildung durch Teilabschirmung von Ladungen . . . . . . . . . . 203
    6.4 Der elektroschwache Phasenübergang im Quantenäther . . . . . . . . . 208
    6.5 Die Suche nach der Einheit der Naturkräfte . . . . . . . . . . . . . . . . 213
    6.6 Selbstorganisation von „Elementarteilchen“ im Quantenäther . . . . . . 220
    7. Dialektik der Entwicklungsprozesse im Mikro- und Makrokosmos 230
    7.1 Entwicklungsprozesse der Sterne und der chemischen Elemente . . . . . 232
    7.2 Entwicklungsprozesse der Galaxien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
    7.3 Aktive Galaxienkerne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
    7.4 Die Fermiogenese in aktiven Galaxienkernen . . . . . . . . . . . . . . . 264
    7.5 Die Strukturebene der Galaxiensuperhaufen . . . . . . . . . . . . . . . 274
    7.6 Rotverschiebung und Mikrowellenhintergrund . . . . . . . . . . . . . . 280
    7.7 Selbstorganisation gegen Feintuning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
    8. Selbstorganisierte Entwicklung der Materiesysteme im Kosmos . . 291
    9. Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
    10. Mathematischer Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
    10.1 Allgemeine Eigenschaften topologischer Strukturen . . . . . . . . . . . 331
    10.2 Topologische Strukturen in Quantenflüssigkeiten . . . . . . . . . . . . 332
    10.3 Ursachen der Materiewellen und der trägen Masse bei gleichförmiger und beschleunigter Bewegung . . . . . . . 335
    10.4 Abschirmlängen und Massen der Austauschquanten . . . . . . . . . . 337
    10.5 Theorie der teilabgeschirmten Gravitation . . . . . . . . . . . . . . . . 340
    10.6 Hubble-Gesetz und Deutung mittels der Theorie der teilabgeschirmten Gravitation . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
    10.7 Modell des Elektrons als topologische Struktur . . . . . . . . . . . . . 344
    Bildquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
    Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
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Beschreibung

Produktdetails

Einband gebundene Ausgabe
Seitenzahl 356
Erscheinungsdatum 01.03.2017
Sprache Deutsch
ISBN 978-3-88021-435-4
Verlag Mediengruppe Neuer Weg
Maße (L/B/H) 22.6/17.7/2.7 cm
Gewicht 954 g
Abbildungen mit 101 Abbildungen
Verkaufsrang 73826
Buch (gebundene Ausgabe)
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Fr. 38.90
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