Gymnasium Marktbreit/Wissenschaftswoche 2024/11aMatheInfo/Arbeitsgruppe 1/Determinismus oder Chaos?

Chaostheorie und Chaosforschung

Die Chaostheorie und Chaosforschung stellen das Kausalitätsprinzip nicht infrage, sondern unterscheiden zwischen starker und schwacher Kausalität. Sie untersuchen die Bedingungen, unter denen ein System chaotisch wird, und die Gesetze, die dieses Verhalten beschreiben. Es wird erforscht, welche Faktoren den Übergang von geordneten zu chaotischen Zuständen beeinflussen.

In der Chaosforschung werden Systeme untersucht, in denen keine strikte Kausalität besteht. Diese Systeme zeigen, wie kleine Änderungen am Anfang erhebliche Auswirkungen auf das restliche Verhalten des Systems haben können ( Schmetterlingseffekt ).

Determinismus

- Ursachen bestimmen die Wirkungen (Determinismus)

- Alle Ereignisse, auch zukünftige, sind durch Vorbedingungen eindeutig festgelegt

- Gegentheorie: Indeterminismus

- Es gibt keinen einheitlichen Determinismusbegriff; es existieren verschiedene Varianten

Deterministisches Chaos

- Die Gültigkeit der schwachen Kausalität bleibt bestehen (deterministisch)

- Die starke Kausalität wird verletzt (Chaos)

- Das Verhalten von Systemen wird unvorhersehbar, obwohl es durch bekannte Bewegungsabläufe vorherbestimmt (deterministisch) ist

Kausalitätsprinzip

- „Gleiche Ursachen haben gleiche Wirkung“(Das Kausalitätsprinzip in der modernen Physik S.115)

- „Bei einem Würfelwurf (schwache Kausalität) kann die Ursache (der Wurf) eine Reihe möglicher Ergebnisse (die Zahlen 1 bis 6) zur Folge haben. Wenn ein Apfel vom Baum fällt (starke Kausalität), dann ist die Ursache (die Schwerkraft) immer verantwortlich für dieselbe Wirkung (der Apfel fällt zu Boden).“( Studysmarter Beispiel für starke und schwache Kausalität )

Starke Kausalität

- können nie Ursachen mit absoluter Genauigkeit herstellen

- Ähnliche Ursachen haben ähnliche Wirkungen

- Leicht veränderte Anfangsbedingungen verändern den Endzustand nur wenig

Schwache Kausalität

- bei veränderten Anfangsbedingungen kann man sehr unterschiedliche Wirkungen erhalten

- Wenn exakt gleiche Ursachen die stets gleiche Wirkung zur Folge haben

Quellen

https://www.leifiphysik.de/waermelehre/deterministisches-chaos/grundwissen/starke-und-schwache-kausalitaet

Physik 10. Klasse DUDEN Schulbuchverlag C.C. Buchner ( Das Kausalitätsprinzip der modernen Physik )

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Kausalit%C3%A4t#:~:text=Kausalit%C3%A4t%20(von%20lateinisch%20causa%2C%20%E2%80%9E,B%20von%20A%20erzeugt%20wird.

https://www.studysmarter.de/schule/physik/mechanik/kausalitaet/#:~:text=Zum%20Beispiel%3A,der%20Apfel%20f%C3%A4llt%20zu%20Boden).

Physik 10. Klasse DUDEN Schulbuchverlag C.C Buchner S.115/116