Statistische Physik komplexer Systeme

Physik und Determinismus


Newtons physikalischer Determinismus

Eine wissenschaftliche Theorie ist durch einen
strengen Determinismus geprägt,

d.h. aus der Kenntnis der
Anfangs- und Randbedingungen
und
einer geeigneten
mathematisch formulierten Theorie

läßt sich
die zukünftige Entwicklung
eines Systems als ein
wohldefiniertes Resultat
vorherbestimmen.


 
Grenzen der Philosophiae naturalis principia mathematica

Quantenmechanik
Die Quantenmechanik enthält eine intrinsische Unbestimmtheit, die durch den jeweils benutzten Meßprozeß vor allem bei der simultanen Bestimmung von Observablen zu Tage tritt. Diese Unbestimmtheit ist bereits bei nur einem Freiheitsgrad beobachtbar.

Chaostheorie
Selbst im Rahmen  der Newtonschen Mechanik muß der Determinismus neu bewertet werden. Ein wesentliches Element, die Interpolationshypothese, ist schon bei Systemen mit wenig Freiheitsgraden nicht mehr zu halten.

Statistische Physik
Die statistische Physik erlaubt Aussagen über die wahrscheinliche Entwicklung eines Systems mit sehr vielen Freiheitsgraden, wobei eine expizite Lösung der Bewegungsgleichungen und eine genaue Bestimmung der Anfangsbedingungen in den meisten Fällen zumindestens bei begrenztem Aufwand ausgeschlossen ist.


 


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