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Thursday, August 13, 2020

Physik und Technologie

Erforschen wie unsere Welt funktioniert

Warum Physik? Naturwissenschaft ist entweder Physik oder Briefmarken sammeln, das hat der große theoretische Physiker Wolfgang Pauli einmal gesagt. Nicht erst seitdem wirft man Physikern häufig eine gewisse Arroganz vor, wenn sie die Bedeutung ihres Fachgebiets erläutern. So weit wie Pauli würde ich persönlich nicht gehen, dennoch habe ich die Physik, präziser die Chaosphysik, nicht ohne Grund auch zu meinem eigenen Forschungsgebiet gemacht, denn Physik ist der Schlüssel und vor allem der einzige Schlüssel zum Verständnis von allem, was es je gab, gibt und geben wird. Alles andere, seien es die biochemischen Abläufe in unserem Gehirn, die Liebe, Freude, Trauer und Wut verursachen oder aber die Abläufe in meinem Laptop, während ich diese Zeilen schreibe, ergibt sich aus ihr. Ich finde, es gibt kaum eine befriedigendere Vorstellung als die, dass im Universum nichts einfach so passiert, sondern ausnahmslos alles kompromisslosen und unveränderlichen Gesetzen gehorcht, die wir Menschen nicht nur herausfinden, sondern sogar nutzen können – letzteres ist dann das, was wir Technologie nennen.

Definition Physik und Technologie

Die Physik ist die naturwissenschaftliche Erforschung der Grundgesetze der Natur wie etwa der Erscheinungs- und Zustandsformen unbelebter Materie sowie der Eigenschaften der Strahlungen und der Kraftfelder, vor allem durch experimentelle Forschung und messende Erfahrung. Da das Aufstellen allgemein gültiger Gesetze das primäre Ziel der Physik ist, findet sie bei sehr vielen unterschiedlichen Phänomenen Anwendung, von den kleinen Atomkernen bis zu den großen Galaxienhaufen. Die Technologie hingegen ist die Wissenschaft aller von Menschen gemachter Objekte, sowohl digitaler wie Roboter und Computer als auch manueller wie Transportmittel und Gebäude.

Meine besten Blogartikel rund um die Physik

Woraus besteht unser Universum?

  • Atome
  • Keine Ahnung

Ein Schwarzes Loch mit Erdmasse

2020-04-15 (3)

Damit aus der Erde ein Schwarzes Loch würde, müsste man sie auf 1,8 cm pressen. Unvorstellbar, aber einige Physiker meinen, dass beim Urknall solche Schwarze Mini-Löcher entstanden.

Jede hinreichend fortschrittliche Technologie ist von Magie nicht zu unterscheiden.
Arthur C. Clarke
Nur scheinbar hat ein Ding eine Farbe, nur scheinbar ist es süß oder bitter, in Wirklichkeit gibt es nur Atome im leeren Raum.
Demokrit von Abdera, ca. 400 v. Chr.

Wenn man Physiker nach der zentralen Erkenntnis der Physik fragt, dann antworten viele mit diesem Satz, des griechischen Naturforschers Demokrit aus dem Jahr 400 vor Christus. Er war der Meinung, dass alles, selbst Leben, nichts anderes ist als eine Anordnung lebloser, unteilbarerer Teilchen, der Atome. Demokrit sollte Recht behalten, doch unteilbar waren die Atome nicht: Der Bau der Atombombe wurde zum Symbol für die Gefahr der Physik, wenn sie gegen Menschen angewandt wird.

Erst haben die Menschen das Atom gespalten, jetzt spaltet das Atom die Menschen.
Gerhard Uhlenbruck

Könnten wir einem Steinzeitmenschen vorführen wie ein Mensch auf dem Mond herumhüpft, wie wir mit unseren Gedanken Maschinen steuern oder todkranke Menschen heilen, dann würde dieser uns zwangsläufig für Götter halten. Genauso wird es uns bald ergehen, wenn wir mit CRISPR Menschen nach Verlangen formen, Asteroiden von ihrem Kurs ablenken oder wie die Sonne mit Kernfusion Energie generieren – der einzige Unterschied ist, dass die Technologie sich derzeit rasant genug entwickelt, dass wir das alles miterleben werden.

Berühmte Astronomen, Raumfahrer und Astrophysiker

George Gamow

George Gamow wird den wenigsten von euch ein Begriff sein, dabei führte er wirklich ein bemerkenswertes und sehr aufregendes Leben und mach ...

Dieter Zeh

Dieter Zeh ist meiner Meinung nach der am meisten unterschätzte Physiker der Welt: Er war ein alter Mann und fischte allein in einem Boot im Mult ...

Wolfgang Pauli

Wolfgang Pauli ist einer dieser Personen, mit der ich mich in mancher Hinsicht gerne identifiziere. Namhafte Physiker wie ...

Niels Bohr

Den Namen Niels Bohr verbindet ihr vielleicht höchstens mit der ein oder anderen dunklen Stunde im Chemieunterricht – allerdings zu Unrech ...

Vera Rubin

Es gibt eine Kraft, die unser Universum im Innersten zusammenhält und ohne die es einfach auseinanderfallen würde. Und diese Kraft ist die Liebe. Nu ...

Jocelyn Bell Burnell

Die Wissenschaft sieht sich gerne als über der Gesellschaft stehend, als unabhängige Instanz, die sich unbeeindruckt von Ideologien und Meinungen be ...

Artikel zu Physik

Physik in der Schule

Physik ist in der Schule nur ein Nebenfach und zum Thema Schule und Technologie erübrigt sich wohl ein Kommentar. Trotz dessen möchte ich dich ermutigen, für Projektarbeiten ein technisch-physikalisches Thema zu wählen einen Beitrag zu leisten, dies populärer zu machen. Hier biete ich Deckblätter zu Physik und Technologie als PDF zum kostenlosen Download an.

Astronomie Zeitschriften und Bücher

Ich lese viel über Astronomie und Raumfahrt und sobald ich mehr zeit habe stelle ich bestimmt auch mal die Top 10 der Astronomie und Raumfahrtbücher zusammen. Bis dahin müssen euch diese kurzen Empfehlungen reichen, wenn ihr euch mit dem Thema näher beschäftigen möchten.

Astronomie Zeitschriften

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Astronomie Bücher

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Nachrichten aus der Astronomie und Raumfahrt

NASA-News

Raumfahrt-News

Astronomie-News

Die häufigsten Fragen rund ums Thema Physik

Was gehört alles zur Physik?

Viele, eigentlich fast alle Dinge gehören irgendwie zur Physik und es gibt auch keine allgemein gültige Einteilung. Häufig benennt man aber fünf Disziplinen der Physik:

  • Mechanik
  • Thermodynamik
  • Optik
  • Elektrik
  • Atomphysik
Abgesehen gehören zahlreiche interdisziplinäre Teilgebiete zur Physik, etwa die Astrophysik, die Biophysik und die Geophysik.

Wer hat die Physik erfunden?

Keine einzelne Person hat die Physik erfunden. Bereits Philosophen im antiken Griechenland stellten physikalische Hypothesen über die Natur auf, doch die Grundlagen der klassischen Physik definierte erstmals Isaac Newton. Die moderne Physik hingegen ist wesentlich geprägt von den Leistungen Albert Einsteins auf dem Gebiet der Relativitätstheorie und Max Plancks, Werner Heisenbergs und Niels Bohrs auf dem Gebiet der Quantenmechanik. Jeder Physiker baute stets auf den Leistungen seiner Vorfahren auf.

Wie arbeitet ein Physiker?

Ein Physiker arbeitet mit Methoden der theoretischen, experimentellen und angewandten Physik und versucht daraus auf allgemeinere Naturgesetze zu schließen, die mehrere Phänomene mit den gleichen Gesetzmäßigkeiten beschreiben. Um diese zu formulieren, arbeitet ein Physiker mit der Mathematik.

Was ist Physik einfach erklärt?

Physik ist einfach erklärt eine Naturwissenschaft, die verschiedenste natürliche Phänomene betrachtet und versucht, aus ihnen allgemein gültige Naturgesetze abzuleiten, die dann andere Phänomene in der Natur vorhersagen können.

Wo kann man am besten Physik studieren?

Physik kann man an zahlreichen deutschen Universitäten studieren, zum Beispiel in Heidelberg, München, Frankfurt, Köln und Göttingen. In Österreich ist ein Physikstudium in Wien, Linz, Graz, Salzburg und Innsbruck möglich, in der Schweiz in Zürich, Basel und Bern.

Wie entsteht Energie?

Gar nicht. Energie kann weder entstehen, noch verschwinden, nur in andere Formen von Energie umgewandelt werden. So wandeln wir etwa die in fossilen Brennstoffen enthaltene chemische Energie durch Kraftwerke in elektrische Energie um und diese dann - zum Beispiel, wenn wir eine Lampe anschalten - in Licht- und Wärmeenergie.

Wie lautet die Relativitätstheorie?

Die Relativitätstheorie besagt, dass elementare physikalische Begriffe wie Raum, Zeit und Masse nicht absolut, also immer gleich, sondern relativ, also vom Zustand des der Beobachterin oder des Beobachters abhängig sind. So ticken bewegte Uhren aus der Sicht einer oder eines Stillstehenden langsamer, bewegte Objekte wirken kürzer und bewegte Massen werden massereicher.

Was genau ist Quantenmechanik?

Die Quantenmechanik beschreibt die Gesetze, die auf extrem kleinen Skalen gelten. Dort passieren nämlich seltsame Dinge, so können gewisse Größen nicht jeden beliebigen Wert annehmen, sondern nur zwischen diskreten Werten springen und Teilchen haben keinen bestimmten Ort, sondern lediglich Aufenthaltswahrscheinlichkeiten.

Was ist der Unterschied zwischen Technologie und Technik?

Als Technik wirt einfach die Gesamtheit aller digitaler und manueller Objekte bezeichnet, die vom Menschen hergestellt werden und das für ihre Herstellung und Verwendung nötige Können und Wissen. Die Technologie hingegen ist die Wissenschaft von der Technik, sie beschäftigt sich also mit den materiellen Grundlagen der Technik und ihres Produktionsverfahrens. Dadurch, dass sowohl "Technik" als auch "Technologie" im Englischen meist "technology" genannt werden und das Wort "technics" kaum gebräuchlich ist, nutzen viele die Wörter auch in der deutschen Sprache synonym. Wenn man von einer "neuen Technologie" spricht, dann ist beispielsweise eigentlich ein neues technisches Objekt gemeint.

Was ist Technologisierung?

Von Technologisierung oder Technisierung spricht man, wenn in einem Prozess technische Hilfsmittel eingesetzt werden, der zuvor in Handarbeit absolviert wurde. Wird lediglich ein Werkzeug von einem Menschen genutzt, spricht man von Mechanisierung, steuert eine Maschine das Werkzeug, handelt es sich um Maschinisierung und findet der Prozess vollautomatisch ohne menschliche Hilfe statt, ist es sogar eine Automatisierung. Alle drei Stufen zählen zur Technologisierung. Beispiele für Technologisierung in der Realität sind die Kommunikation, die Industrie, aber leider auch die Kriegsführung.

Was versteht man unter dem Begriff Energie?

Energie ist in der Physik eine Größe, die den Zustand eines physikalischen Systems beschreibt. Sie kann durch das Verrichten von Arbeit übertragen werden, zudem können verschiedene Energieformen ineinander umgewandelt werden, beispielsweise kinetische, potentielle, elektrische und thermische Energie. Masse und Energie sind äquivalent und ebenfalls ineinander umwandelbar.