[PF]12 - Gibt es die Weltformel?

sTEk

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Und wenn ja: Kann die Physik die Formel wohl jemals ergründen?
[eingereicht von Tarantoga]
 

end4win

Member of Honour
Naja, die Alternative wäre Gott, von daher würde ich die Frage mit Ja beantworten.
Allerdings denke ich, dass selbst wenn sie durch die Menschheit entdeckt würde, sie
den Status der Theorie niemals verlassen könnte. Wir werden wohl in der kosmologischen
kurzen Zeit unserer Existenz wohl niemals die Möglichkeit erhalten alle möglichen Einflüsse
zu überschauen und in die experimentelle Betrachtung einfliessen zu lassen. Auch wird uns
wohl die Messgenauigkeit einen gehörigen Strich durch den abschliessenden Beweis
einer solchen Theorie machen und letzendlich müsste der Versuch die Unendlichkeit
einbeziehen und eben so Lange dauern. ;)
Im besten Fall werden wir also das Ende der Menschheit präzise vorhersagen können und
in dem Moment denken: "Bis jetzt hat es gepasst." :D

Gruss
 

Brabax

New member
Was soll diese Formel denn beschreiben?

Für mich wäre diese "Weltformel" ein Referenzkompendium zu den einzelnen Erklärungen, die die Welt erklären.

Und wenn es ausschließlich eine Formel wäre, dann wäre sie wohl so lang und mit so vielen Faktoren versehen, dass man mit vielen kleinen Formeln wohl mehr anfangen könnte.
 

Chromatin

Moderator
Mitarbeiter
Niemand hat hier "Weltformel" definiert, aber ich nehme mal das Gebiet der Physik an.

Eine ursächliche Weltformel kann ich mir ausserhalb der Singularität "vorstellen". Etwas beschreibendes, was der Sache nach der Singularität die Regeln vorrausgesetzt hat. Aber genau diese könnten wir aufgrund ihrer Natur nicht fassen.

Ob man das nun Gott oder Foo nennt ist dabei eher nebensache, imho.
 

Tarantoga

Moderator
Chromatin hat gesagt.:
Niemand hat hier "Weltformel" definiert, aber ich nehme mal das Gebiet der Physik an.
Eigentlich ist der Begriff "Weltformel" schon eine feste Größe. Neuerdings wird die Weltformel auch gerne Theory of Everything genannt. Im Grunde handelt es sich dabei also um die große Frage nach dem Leben, dem Universum und den ganzen Rest...:D
Aber obwohl Initiierte wissen, dass die Antwort darauf 42 ist, geben sich Wissenschaftler nicht mit dieser Zahl zufrieden. Sie bezeichnen mit dem Begriff Weltformel eine Theorie, die sowohl die Mechanik des Makrokosmos, als auch - auf subatomarer Ebene - die Quantenmechanik korrekt beschreibt. Ganz nebenbei muss die Theorie auch den Urknall, die Gravitation, die Thermodynamik, den Elektromagnetismus und alle anderen physikalischen Theorien, wie z. B. die Stringtheorie, umfassen.
Viele theoretische Physiker und Kosmologen halten die m-Theorie für einen großen Schritt in Richtung Weltformel. Die m-Theorie ist im Grunde eine Zusammenfassung mehrerer Theorien, z. B. der fünf Superstringtheorien und der Theorien um die 11dimensionale Supergravitation.
Im Endeffekt geht es bei der Frage um die Weltformel darum, ob es der menschlichen Wissenschaft jemals gelingen kann diese eine endgültige Formel, von der sich alle Gesetzmäßigkeiten ableiten lassen, zu ergründen oder ob es immer nur Verbesserungen der Theorien geben wird - ohne jemals die eine zu finden, die nicht mehr verbessert werden kann...
 
Zuletzt bearbeitet:

xrayn

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Eine Weltformel wird sich wahrscheinlich aus verschiedenen einzelnen Formeln zusammensetzen, mit der man präzise aus einer Ursache(n) eine Wirkung ableiten kann und anders herum. Theoretisch sollte das möglich sein, da ich davon ausgehe, dass unserer Universum (auch ein möglicher Gott) dem Determinismus unterworfen ist. Manche Ereignisse mögen zwar den Anschein von Zufälligkeit erwecken, das tut eine kryptografische Hashfunktion jedoch auch und ist trotzdem deterministisch. Bleibt man in dem Bild und bedenkt, dass MD5 gebrochen wurde, so besteht durchaus eine berechtigte Hoffnung, dass wir die Weltformel immer weiter komplettieren.
 

benediktibk

Standardgruppe für nicht aktivierte User
Ist interessant, wie das jeder mit seinem persönlichen Themengebiet vergleicht. Der Informatiker vergleicht die Weltformel mit der Kryptographie, ich als Elektrotechniker sehe automatisch eine mögliche Analogie in den Maxwellschen Gleichungen. Wir machen uns das aber vermutlich zu leicht, es sind nicht umsonst unzählige klüge Köpfe seit Jahrzehnten mit der Thematik beschäftigt und noch auf keinen grünen Zweig gekommen. Vermutlich sind wir geistig zu beschränkt, um das Universum mit all seinen Dimensionen wirklich voll erfassen zu können. So wie das 2D-Männchen auf der Kugel, dass einfach nicht versteht, warum es immer wieder zum Ausgangspunkt zurück kommt, wenn es schnurgerade dahin spaziert.

mfg benediktibk
 

CDW

Moderator
Mitarbeiter
Eine Weltformel wird sich wahrscheinlich aus verschiedenen einzelnen Formeln zusammensetzen, mit der man präzise aus einer Ursache(n) eine Wirkung ableiten kann und anders herum. Theoretisch sollte das möglich sein, da ich davon ausgehe, dass unserer Universum (auch ein möglicher Gott) dem Determinismus unterworfen ist.
Ich würde mit dem Gödelschem Unvollständigkeitssatz ankommen (mir ist durchaus bewusst, dass man den nicht allgemien überall anwenden bzw. "einschieben" kann, aber es klingt einfach cool :) ).
Sprich: ich bin mir relativ sicher, dass man der gefundenen Weltformel nicht nachweisen können wird, dass es tatsächlich die Weltformel ist - eben wie man innerhalb eines Systems/Formalismus nicht dessen eigene Korrektheit nachweisen kann.
 

loose

New member
In Richard Feynmans "Lectures on Physics Vol. 2" findet man in Kapitel 25 eine Gleichung, die alle physikalischen Gesetze vereinigt. Sie lautet: U = 0.
Dabei bezeichnet U die sogenannte "Unwordliness" und lässt sich wiefolgt berechnen:
Ein beliebiges physikalisches Gesetz, beispielsweise das zweite Newtonsche Gesetz F = ma kann in der Form F - ma = 0 geschrieben werden. Man definiert nun U_1 = (F - ma)² als "Unworldliness" der Mechanik.
Genauso verfährt man mit weiteren Gesetzen und definiert so weitere U_i, wie U_2 = (div E - rho/eps_0)², U_3 = (rot E + dB/dt)² etc.
Die "Unworldliness" U ist dann die Summe aller U_i.
Damit die Gleichung U = 0 erfüllt ist, muss offenbar U_i = 0 für alle i gelten.
Feynman hat so mit einem einfachen Trick alle Naturgesetze in einer einzigen Gleichung vereint.

Auch wenn diese Gleichung keinerlei neue Erkenntnisse bringt, wollte ich sie dennoch hier erwähnen ;)
 

Orniflyer

Member of Honour
Ich bin nicht alzu sehr davon überzeugt, dass die Welt von der hier wir reden auch die tatsächlich extramentale physikalische Welt ist die als kausale Ursache für "alles" angesehen werden kann.

Nehmen wir dies aber mal an - so stellen wir fest, dass es nach dem aktuellen Wissensstand der Physik (bzw. Wissenschaft im Allgemeinen) eine gute Hand voll Konstanten gibt die penibel genaue Werte inne haben - die kleinsten Abweichungen würden zu einem Zusammenbruch des Systems führen.

Natürlich sind sicherlich noch unzählige Gesetze der Physik nicht "entdeckt" worden und vieles des aktuell geltenden wird auch noch sicher revidiert werden - so läufts nunmal in der Wissenschaft.

Es gibt nun genügend Erklärungsversuche für diese Konstanten.
Manche sehen eine deistische Ursache - einen göttlichen Ursprung. Manch andere haben eine recht pragmatische Einstellung und sagen, dass diese Werte daher so beschaffen sind, da wir ansonsten nicht existieren würden - und andersrum.

Ich schließe mich eher dem Lager an das wir zu einem späteren Zeitpunkt die Gesetze der Physik soweit enträtselt haben, dass sich diese Konstanten auf natürliche/mathematische Weise ergeben - somit gar keine anderen Werte haben könnten.

Eine "Weltformel" wäre daher für mich ein so weit fortgeschrittenes Verständnis der Physik, dass alle Prozesse und Eigenheiten der Physik mit diesem erklärt werden können. Vermutlich wird diese elementare grundlage für die gesamte physik viel simpler ausfallen als so manche physikformeln erahnen ließen.
Ich tippe auf eine hand voll Kräfte (Im moment kennen wir 4, aber der weisheit letzter schluss bleibt das bestimmt nicht) die auf eine Hand voll "Teilchen" wirken (möglicherweise noch nichtmal mit unserem aktuellen Teilchenverständnis zu beschreiben) und das auf eine recht elegante simple weise wodurch sich schließlich alle Physik und somit die "Welt" auf natürliche Weise ergibt.

Die Stringtheorie geht in diese Richtung. Aber ich nehme mal einfach an wir sind noch eine ganze Weile davon entfernt tatsächlich einen solchen "Durchblick" zu erhalten - es gibt sicher noch die ein oder andere bedeutsame physikalische Entdeckung

Dabei sei gesagt - keiner von uns hier ist ein renomierter theoretischer Physiker - wir können hier nicht viel mehr als philosophieren und auf hobby-physiker niveau diskutieren.

wen's interessiert: "through the wormhole", moderiert von Morgan Freeman, ist eine recht interessante Dokureihe über Dinge solcher Art die natürlich ein wenig in die Populärwissenschaft abdriftet aber dabei erfreulich seriös bleibt.
 

benediktibk

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Was sind Konstanten, die einen penibel genauen Wert haben müssen? Die Gravitationskonstante zum Beispiel?
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Versteckt sich dann in einem ohmschen Gesetz auch eine eigentümliche Konstante? Auf den ersten Blick nicht (abgesehen von den Materialwerten), auf den zweiten Blick versteckt sich aber doch eine: der wunderschöne Faktor 1. Unter Umständen tauchen diese penibel genauen Naturkonstanten in unseren physikalischen Gesetzen auch nur deswegen auf, weil wir eine nicht ideale Mathematik gewählt haben. In einem anderen mathematischen System, welches auf anderen Axiomen, Mengen und Operationen basiert, würden zum Beispiel die Gravitiatonskonstante verschwinden. Dafür hätten wir vielleicht nicht so einen schönen Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit, Weg und Zeit bei einer gleichförmigen und linearen Bewegung.

mfg benediktibk
 

Orniflyer

Member of Honour
Was sind Konstanten, die einen penibel genauen Wert haben müssen? Die Gravitationskonstante zum Beispiel?
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Versteckt sich dann in einem ohmschen Gesetz auch eine eigentümliche Konstante? Auf den ersten Blick nicht (abgesehen von den Materialwerten), auf den zweiten Blick versteckt sich aber doch eine: der wunderschöne Faktor 1. Unter Umständen tauchen diese penibel genauen Naturkonstanten in unseren physikalischen Gesetzen auch nur deswegen auf, weil wir eine nicht ideale Mathematik gewählt haben. In einem anderen mathematischen System, welches auf anderen Axiomen, Mengen und Operationen basiert, würden zum Beispiel die Gravitiatonskonstante verschwinden. Dafür hätten wir vielleicht nicht so einen schönen Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit, Weg und Zeit bei einer gleichförmigen und linearen Bewegung.

mfg benediktibk

Natürlich würden andere mathematische Systeme mit einem differierenden Set an Operationen oder gar nur anderen Zahlensystemen zu anderen Formeln kommen.

Ihre Bedeutung in der Welt würde aber nicht abweichen.

Irgendwelche Außerirdischen mit einer komplett andersartigen naturphilosophischen Entwicklung haben sicher ein ganz anderes Set an Konstanten und Formeln.

Aber das heißt nicht das die Gravitationskonstante oder die Lichtgeschwindigkeit (im Vakuum) oder das planksche Wirkunsquantum (usw.) nicht ebenso äquivalente Formen in deren System besitzen.
 

benediktibk

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Was ich eher damit ausdrücken wollte war, dass der simple Faktor 1 genauso eine physikalische Naturkonstante darstellt. Der spezielle Wert dieser Konstante hängt aber eben nur von der mathematischen Beschreibung des Systems ab.

Unter Umständen haben wir auch nicht die passende Mathematik um die gesamte Welt (ohne bereits genannte Tricks) griffig in einer Formel zusammenzufassen?

mfg benediktibk
 

Orniflyer

Member of Honour
Was ich eher damit ausdrücken wollte war, dass der simple Faktor 1 genauso eine physikalische Naturkonstante darstellt. Der spezielle Wert dieser Konstante hängt aber eben nur von der mathematischen Beschreibung des Systems ab.

Unter Umständen haben wir auch nicht die passende Mathematik um die gesamte Welt (ohne bereits genannte Tricks) griffig in einer Formel zusammenzufassen?

mfg benediktibk

hoffentlich reicht das potential der menschlichen intelligenz um solche hürden zu überwinden.

die menschheit ist glücklicherweise nicht auf ein spezifisches system beschränkt - die logik stellt besipielsweise ein von der (sonstigen) mathematik differierendes system dar - mit eigenen operationen und teilgebieten

schlussendlich bleibt aber abzuwarten ob sich durch die kombination an individuellen genies und wissenshaftlicher zusammenarbeit auch dieser 'letzte' durchbruch gelingen lässt und eine 'weltformel' ermittelt wird - ich fände es erfreulich und bisher hat uns dieser weg auch nicht enttäuscht (z.B. war vermutlich gauss der letzte mathematiker der das gesamte mathematische wissen seiner zeit besaß - seitdem gibt es quasi nur noch spezialisten in der mathematik, geschweige denn allen wissenschaftlichen disziplinen)
 

bitmuncher

Senior-Nerd
Dass es eine Weltformel gibt, mag durchaus möglich sein. Lustig finde ich allerdings, dass hier alle offenbar nur von physikalischen Gesichtspunkten ausgehen, aber kaum jemand mal die Frage stellt, ob unser mathematisches System ausreicht eine solche Formel überhaupt abzubilden oder gar zu verarbeiten. Ab einer (un)bestimmten Grösse ist es innerhalb unserer Mathematik nicht mehr möglich mit diesen Zahlen zu rechnen, da weder genug Rechenleistung/Speicher noch genug Gehirn-Kapazität zur Verfügung steht. Ich denke daher, dass die Existenz einer Weltformel niemals aufgedeckt oder nachgewiesen werden kann, weil nichts und niemand in der Lage wäre sie zum Rechnen zu verwenden. Somit wird es wohl ein ewiges Geheimnis bleiben, ob eine solche Weltformel existiert, solange wir an unseren existenten Zahlensystemen festhalten. Das sieht man schon daran, dass wir nicht einmal in der Lage sind PI vollständig zu berechnen geschweige denn zur genauen Berechnung eines Kreises zu nutzen. Und wie sollen wir eine Weltformel ergründen, wenn wir noch nicht mal simple Flächen genau berechnen können?
 

Chromatin

Moderator
Mitarbeiter
Ab einer (un)bestimmten Grösse ist es innerhalb unserer Mathematik nicht mehr möglich mit diesen Zahlen zu rechnen, da weder genug Rechenleistung/Speicher noch genug Gehirn-Kapazität zur Verfügung steht. Ich denke daher, dass die Existenz einer Weltformel niemals aufgedeckt oder nachgewiesen werden kann, weil nichts und niemand in der Lage wäre sie zum Rechnen zu verwenden.

Darüber hinaus sehe ich eben noch die Erkenntnisgrenzen die uns das All durch sein "Ende" setzt in der Weite und die Grenze, die uns die Materie setzt, in die wir nur bis zu einem bestimmten Gerade hineinsehen koennen. Es ist offensichtlich das wir ja irgendwo "drin" stecken und es gib keine Fenster aus denen wir herausschauen koennen. Insofern wir unser System also "nur" von innen heraus ergruenden koennen, kann man davon ausgehen das gewisse Informationen schlichtweg nicht zugänglich sind. Das ist natuerlich nur eine rein philosophische Betrachtung. Trotzdem frage ich mich ob unser System, unser Universum wirklich so abgeschlossen ist, das dessen Konstrukt von uns, also von innen heraus zu fassen ist. Sollte das nämlich nicht der Fall sein, so liefe die Enthüllung der Weltformel auf eine reine Extrapolation hinaus.
 

Orniflyer

Member of Honour
Darüber hinaus sehe ich eben noch die Erkenntnisgrenzen die uns das All durch sein "Ende" setzt in der Weite und die Grenze, die uns die Materie setzt, in die wir nur bis zu einem bestimmten Gerade hineinsehen koennen. Es ist offensichtlich das wir ja irgendwo "drin" stecken und es gib keine Fenster aus denen wir herausschauen koennen. Insofern wir unser System also "nur" von innen heraus ergruenden koennen, kann man davon ausgehen das gewisse Informationen schlichtweg nicht zugänglich sind. Das ist natuerlich nur eine rein philosophische Betrachtung. Trotzdem frage ich mich ob unser System, unser Universum wirklich so abgeschlossen ist, das dessen Konstrukt von uns, also von innen heraus zu fassen ist. Sollte das nämlich nicht der Fall sein, so liefe die Enthüllung der Weltformel auf eine reine Extrapolation hinaus.

es ist keinesfalls prinzipiell unmöglich eine "weltformel" aus intrinsischer sicht heraus zu ergründen. nehmen wir beispielsweise die bekannte 'game of life' welt, so ist es recht einfach alle geltenden gesetze aus dieser heraus zu bestimmen, welche die gesamte welt bis zu den grenzen vollständig beschreiben.

nun lässt sich natürlich das putnam'sche 'brain in the vat' argument anwenden und sagen: ja sicher, das mag sein, nur ist es aus dem 'game of life' nicht möglich dieses auch als simulation zu erkennen, welche in einer übergeordneten welt stattfindet - über welche keine empirischen aussagen treffbar sind.

klar, und das lässt sich auch wunderbar auf unser universum anwenden - was sich abseits der grenzen oder in irgendwelchen "übergeordneten" welten oder dimensionen (wie auch immer man sich das nun vorstellen mag) abspielt lässt sich nicht ergründen - höchstens philosophisch spekulieren.

aber ich sehe den sinn einer weltformel darin die welt vollständig zu beschreiben - nicht aspekte die über die welt hinaus gehen.

(ich denke das ist auch das was allgemein unter einer weltformel verstanden wird)
 
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