Carl Friedrich von Weizsäcker Aufbau der Physik Deutscher
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Carl Friedrich von Weizsäcker Aufbau der Physik Deutscher Taschenbuch Verlag Inhalt Vorwort Abkürzungen 1. Kapitel: Einleitung 1. Die Frage 2. Gliederung 3. Gedankengang a. Methodisches b. Zeitliche Logik c. Wahrscheinlichkeit d. Irreversibilität, Evolution, Informationsstrom e. Das Gefüge der Theorien f. Abstrakte Quantentheorie g. Konkrete Quantentheorie h. Deutungsfragen 4. Vorschlag zu einem kurzen Durchgang durch das Buch 15 21 23 25 28 28 29 30 31 32 34 37 38 41 Erster Teil: Zeit und Wahrscheinlichkeit 2. Kapitel: Logik zeitlicher Aussagen 1. Logik zeitlicher Aussagen als Postulat 2. Wie begründet man Logik? 3. Präsentische und perfektische Aussagen 4. Futurische Aussagen 5. Der klassische Aussagenverband 3. Kapitel: Wahrscheinlichkeit 1. Wahrscheinlichkeit und Erfahrung 2. Der klassische Wahrscheinlichkeitsbegriff 3. Empirische Bestimmung von Wahrscheinlichkeiten ' • ' 4. Zur Wahrscheinlichkeitsbewertung von Prognosen 47 53 64 79 88 100 105 111 116 4. Kapitel: Irreversibilität und Entropie 1. Irreversibilität als Problem 2. Ein Modell irreversibler Vorgänge 3. Dokumente 4. Kosmologie und Relativitätstheorie 5. Kapitel: Information und Evolution 1. Der systematische Ort des Kapitels 2. Was ist Information? 3. Was ist Evolution? 4. Information und Wahrscheinlichkeit 5. Evolution als Wachstum potentieller Information a. Grundgedanke b. Kondensationsmodell c. Schlußbemerkungen 6. Information als Nutzen a. These b. Information als Nutzenfunktion für subjektive Wahrscheinlichkeiten c. Subjektive und objektive Wahrscheinlichkeit und der Informationsbegriff d. Der Sinn der Gleichsetzung von Nutzen und Information 7. Pragmatische Information: Erstmaligkeit und Bestätigung a. Pragmatische Information b. Erstmaligkeit und Bestätigung c. Ein Modell 8. Biologische Präliminarien zur Logik a. Methodisches b. Die Erkenntnisförmigkeit des Lebens c. Ein Weg zum pragmatischen Wahrheitsbegriff d. Die Zweiwertigkeit der Logik 119 128 139 149 163 165 168 170 174 174 181 186 189 192 194 197 200 203 204 207 207 210 212 ^Zweiter Teil: Die Einheit der Physik 6. Kapitel: Das Gefüge der Theorien 1. Vorbemerkung 219 2. Klassische Punktmechanik 223 a. Erste Analyse des Sinns der Grundgleichungen 223 b. Körper, Massenpunkt, Systeme von Massenpunkten ' 229 c. Kraft, Trägheit, Wechselwirkung 234 d. Raum 237 e. Zeit 240 3. Mathematische Formen der Naturgesetze 242 4. Chemie 246 5. Thermodynamik 250 6. Feldtheorien 252 7. Nichteuklidische Geometrie und semantische Konsistenz 253 8. Das Relativitätsproblem 255 9. Spezielle Relativitätstheorie 261 10. Allgemeine Relativitätstheorie 266 a. Einsteins Theorie 266 b. Eine Notiz zur philosophischen Debatte 269 c. Abweichende physikalische Argumente 269 d. Kosmologie 274 11. Quantentheorie, historisch 276 a. 1900-1925. Planck, Einstein, Bohr 276 b. Quantenmechanik 279 c. Elementarteilchen 280 12. Quantentheorie, Plan der Rekonstruktion 280 7. Kapitel: Vorüberlegungen zur Quantentheorie 1. Die Unmöglichkeit einer fundamentalen klassischen Physik 287 a. Grundsätzliches 287 b. Postulate der klassischen Physik 291 2. Bohrs Begriff der Individualität der Prozesse 295 3. Wahrscheinlichkeitspostulate und Quantentheorie 300 l 4. Zweite Quantelung 306 5. Feynmans Fassung der Quantentheorie 310 6. Quantenlogik 313 a. Der quantentheoretische Aussagenverband 313 b. Volle Quantenlogik 318 7. Ein Rückblick 319 8. Kapitel: Rekonstruktion der abstrakten Quantentheorie 1. Methodisches 330 a. Der Begriff der Rekonstruktion 330 b. Abstrakte Quantentheorie 332 c. Vier Wege der Rekonstruktion 333 2. Erster Weg: Rekonstruktion über Wahrscheinlichkeiten und den Aussagenverband 334 A. Alternativen und Wahrscheinlichkeiten 334 B. Objekte 335 C. Letzte Aussagen über ein Objekt 336 D. Finitismus 337 E. Zusammensetzung von Alternativen und von Objekten 338 F. Die Wahrscheinlichkeitsfunktion 339 G. Objektivität 340 H. Indeterminismus 340 I. Skizze des Aufbaus der Quantentheorie 341 Historische Anmerkung 342 3. Zweiter Weg: Rekonstruktion über Wahrscheinlichkeiten direkt zum Vektorraum 343 a. Zwei methodische Vorbemerkungen 344 1. Definition der empirisch entscrieidbaren Alternative 344 2. Unschädliche Allgemeinheit 344 b. Drei Postulate über Alternativen 345 1. Trennbarkeit 345 2. Erweiterung 346 3. Kinematik 347 c. Drei Folgerungen 348 1. Zustandsraum 348 2. Symmetrie 348 3. Dynamik 350 d. Schlußbemerkung 4. Dritter Weg: Rekonstruktion über Amplituden zum Vektorraum. Abstrakte Quantentheorie. Entwurf, September 1974 5. Erläuterungen zum dritten Weg 9. Kapitel: Spezielle Relativitätstheorie 1. Konkrete Quantentheorie a. Raum b. Teilchen c. Wechselwirkung 2. Vierter Weg: Rekonstruktion der Quantentheorie über variable Alternativen , a. Variable Alternativen a. Drei Postulate 1. Fundierung der Möglichkeiten 2. Offener Finitismus 3. Aktuale Alternative ß. Drei Folgerungen 1. Determinismus der Möglichkeiten 2. Variable Alternativen 3. Wachstum der Möglichkeiten b. Uralternativen 1. Theorem der logischen Zerlegung der Alternativen 2. Theorem der mathematischen Zerlegung der Zustandsräume 3. Postulat der Wechselwirkung 4. Postulat der Ununterscheidbarkeit der Ure c. Der Tensorraum der Ure 3. Raum und Zeit a. Realistische Hypothese b. Der Einstein-Kosmos: ein Modell des Raums c. Trägheit d. Spezielle Relativitätstheorie im binären Tensorraum * e. Konforme spezielle Relativitätstheorie f. Relativität der Ure 352 352 354 369 379 379 384 384 385 385 385 385 386 387 388 388 389 389 390 390 391 392 3 93 393 396 396 399 400 402 404 409 10. Kapitel: Teilchen, Felder, Wechselwirkung 1. Offene Fragen a. Rekapitulation b. Programm 2. Darstellungen im Tensorraum a. Grundoperationen in Tn b. Grundoperationen in T c. Bose-Darstellungen d. Parabose-Darstellungen e. Mehrfache Quantelung in der Urtheorie 3. Wechselwirkung im Tensorraum a. Produkte von Darstellungen b. Wechselwirkung c. Energie 4. Quasiteilchen in starren Ortsräumen a. Einstein-Raum b. Globaler Minkowski-Raum c. Lokaler Minkowski-Raum 5. Modell der Quantenelektrodynamik a. Alter Entwurf, neues Programm b. Masseloses Lepton c. Relativistischeinvarianz d. Das Maxwell-Feld e. Elektromagnetische Wechselwirkung a. Die Gestalt der Gleichungen ß. Trennbarkeit y. Konstanten 6. Elementarteilchen a. Vorgeschichte: Atomismus oder einheitliche Feldtheorie b. Das Angebot der Urtheorie c. Systematik und Eichgruppen d. Ruhmassen 7. Allgemeine Relativitätstheorie a. Das Problem der Raumstruktur b. Klassisches metrisches Feld c. Quantentheorie der Gravitation d. Kosmologie 413 413 416 418 418 421 423 424 429 431 431 433 436 440 440 442 445 449 449 450 454 456 458 459 459 460 462 462 464 467 470 476 476 479 483 484 Dritter Teil: Zur Deutung der Physik 11. Kapitel: Das Deutungsproblem der Quantentheorie 1. Zur Geschichte der Deutung a. Die Aufgabe b. Vorgeschichte der Deutungsdebatte c. Schrödinger d. Born e. DeBroglie f. Heisenberg a) Quantenmechanik ß) Unbestimmtheitsrelation Y) Teilchenbild und Wellenbild g. Bohr h. Neumann i. Einstein 2. Die semantische Konsistenz der Quantentheorie a. Vier Stufen semantischer Konsistenz b. Messung als Iriformationsgewinn c. Meßtheorie, klassisch a) Die Idee einer Quantentheorie der Messung ß) Die Irreversibilität der Messung Y) Die Rolle des Beobachters in der Kopenhagener Deutung d. Meßtheorie, quantentheoretisch e. Quantentheorie des Subjekts 3. Paradoxien und Alternativen a. Vorbemerkung b. Schrödingers Katze: der Sinn der Wellenfunktion c. Wigners Freund: Einbeziehung des Bewußtseins d. Einstein-Podolsky-Rosen: verzögerte Wahl und Realitätsbegriff et) Das Gedankenexperiment ß) Ein älteres Gedankenexperiment mit verzögerter Wahl 489 489 490 493 495 498 498 498 500 503 506 511 512 514 514 515 519 519 523 526 531 535 538 538 541 543 544 544 547 e. f. g. h. Y) Semantische Konsistenz der Wahrscheinlichkeitsdeutung, anhand des EPR-Modells ö) Einsteins Realitätsbegriff e) Raum und Objekt . Verborgener Parameter Das quantentheoretische Mehrwissen Poppers Realismus Everetts Mehr-Welten-Theorie: Möglichkeit und Faktizität 550 552 557 560 561 563 563 12. Kapitel: Der Informationsstrom 1. Die Suche nach der Substanz 2. Der Informationsstrom in der Quantentheorie 3. Geist und Form 567 5 72 580 13. Kapitel: Jenseits der Quantentheorie 1. Grenzüberschreitung a. Physik jenseits der Quantentheorie b. Menschliches Wissen jenseits der Physik c. Sein jenseits menschlichen Wissens 2. Faktizität der Zukunft 3. Möglichkeit der Vergangenheit 4. Umfassende Gegenwart 5. Jenseits der Physik 588 589 591 593 595 603 612 617 14. Kapitel: In der Sprache der Philosophen 1. Exposition 2. Wissenschaftstheorie 3. Physik 4. Metaphysik 621 622 627 634 Personenregister Sachregister Literatur 643 647 656
