Klempt Explodierende Vielfalt

Wie Komplexität entsteht
1. Auflage 2019
ISBN: 978-3-662-58334-0
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 266 Seiten

Verstehen wir die Welt? Wie ist unsere Welt entstanden? Warum gibt es so viel Materie und so wenig Antimaterie? Wie bildeten sich die weiträumigen Strukturen in unserem Universum? Und wie entstanden aus der unbelebten Materie die ersten reproduktionsfähigen Lebewesen? Welcher Anpassungsdruck erzeugte die Artenvielfalt und letztlich die Hominiden? Wie entwickelten sich Bewusstsein, Kreativität, Religion? In dem vorliegenden Buch beantworten herausragende Wissenschaftler diese und viele weitere spannende Fragen und erklären, wie aus einfachen Anfängen und simplen Regeln immer wieder komplizierte Strukturen entstanden sind. Diese sogenannte Selbstorganisation wird an Beispielen aus den verschiedensten Disziplinen demonstriert - sei es bei der Geburt des Universums, auf der Ebene der Quarks und der Atome, bei der Entstehung des Lebens und bei seiner Ausdifferenzierung in die Vielzahl der Lebensformen bis hin zum Menschen selbst, mit seinen kulturell und wissenschaftlich immer höher entwickelten Gesellschaften. Interessierte Leser können mit Hilfe dieses Buches nachvollziehen, mit welchen Erkenntnissen und Thesen die Wissenschaft heute erklärt, wie die Natur mit einfachen Grundbausteinen und Gesetzen solch komplexe Gefüge geschaffen hat.  

Prof. Dr. Eberhard Klempt studierte Physik, Mathematik und Philosophie an der Universität Bonn. Nach seiner Promotion wechselte er an die Universität Mainz, wo er 1979 zum Professor für Physik ernannt wurde. Mehrjährige Forschungsaufenthalte führten ihn an das Europäische Labor für Hochenergiephysik (CERN) in Genf, wo er 10 Jahre als Sprecher einer internationalen Kollaboration tätig war. Nach seiner Berufung auf eine Professur in Bonn arbeitete er zunächst weiter an Experimenten im CERN, später baute er ein Experiment in Bonn am Elektronen­be­schleuniger ELSA auf. Nach seiner Pensionierung 2004 arbeitete er weiter als Projektleiter an einem Sonderforschungsbereich der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Seine heutige Forschungstätigkeit führt er in Kooperation mit der Universität Bonn, JLab (Virgina, USA) und Gatchina (St. Petersburg, Russland) durch. Er ist Mitglied der Particle Data Group und Sprecher der Baryon Gruppe. Seine Hauptarbeitsgebiete sind die Atomphysik, die Physik der Hadronen und Kerne, sowie die Mesonen- und Baryonenspektroskopie. 

Autoren/Hrsg.

Klempt, Eberhard

Inhaltsverzeichnis

1;Danksagung;5
2;Inhaltsverzeichnis;6
3;Autorenverzeichnis;9
4;Einleitung;23
5;Die Einheit der Physik;29
6;Was ist Raum, Zeit – und was Bewegung?;38
7;Würfelt Gott doch?;45
8;Strukturen im Kosmos;51
8.1;Das Standardmodell der Kosmologie;51
8.1.1;Kosmische Strukturen;51
8.1.2;Ein Modell für das Universum;52
8.1.3;Drei seltsame Aussagen;53
8.2;Zwei Befunde;54
8.2.1;Der Anfangszustand kosmischer Strukturen;54
8.2.2;Entwicklung vom Anfangs- zum Istzustand;55
8.3;Der Ursprung kosmischer Strukturen;56
8.3.1;Das Horizontproblem;57
8.3.2;Kosmische Inflation;57
8.3.3;Fluktuationen im Inflatonfeld;58
8.3.4;Kosmische Strukturen aus dem Inflatonfeld;60
8.4;Zu guter Letzt;61
9;Eine neue Sicht auf das alte Universum;63
9.1;lnflationäre Kosmologie: Beginn mit Singularität?;63
9.2;Das leere Universum;65
9.3;Das Lichtvakuum;67
9.4;Die Zeitabhängigkeit der Geometrie;68
9.5;Eine neue Sicht auf das Universum;69
9.6;Was war zu Beginn?;70
9.7;Dunkle Energie;70
10;Ein Rätsel der Kosmologie;73
10.1;Die Entwicklung des Universums und der Urknall;73
10.2;Antimaterie;76
10.3;Symmetrische Naturgesetze;76
10.4;Symmetriebrechung in der schwachen Kraft;78
10.5;Das expandierende asymmetrische Universum;78
10.6;Brechung der Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie durch die schwache Kraft;81
10.7;CP-Verletzung;81
10.8;Schlüsselexperimente zur direkten CP-Verletzung;82
10.9;Schlussbemerkung;83
11;Supernovae;84
11.1;Sternexplosionen;84
11.2;Was wird beobachtet?;86
11.3;Wie erklären Astrophysiker Supernovae?;86
11.3.1;Was ist die Quelle der Explosionsenergie?;87
11.3.2;Wie zündet eine Supernova-Explosion?;88
11.4;Wie läuft die Sternexplosion ab?;90
11.5;Welche Bedeutung haben Supernovae in der Astrophysik?;92
11.5.1;Die Entstehung von Elementen;92
11.5.2;Kosmologische Messungen;93
12;Die Entstehung der Elemente;95
12.1;Elementhäufigkeiten im Sonnensystem;95
12.2;Entstehung der leichtesten Elemente nach dem Urknall;97
12.3;Elemententstehung in Sternen – Synthese von 4He;99
12.3.1;Weitere stellare Brennphasen – Synthese der Elemente bis Eisen;100
12.3.2;Synthese der schweren Elemente;102
12.3.3;Die nukleare Landkarte und das periodische System der Elemente;104
13;Lebendige Sonne, Ursprung des Lebens;107
13.1;Die Geburt eines Sternes;107
13.2;Die Strahlung;109
13.3;Die Sonnenenergie;110
13.4;Die fehlenden Neutrinos;111
13.5;Sonnenflecken;113
13.6;Die Zukunft der Sonne;114
14;Unsere Erde;115
14.1;Entstehung der Erde;115
14.2;Erdgeschichte;116
14.3;Aufbau der Erde;119
14.3.1;Plattentektonik;122
15;Der Anfang des Lebens;126
16;Jede Zelle entsteht durch Teilung einer Zelle;134
16.1;Leben erzeugt Leben;135
16.2;Wie sich ein Einzelwesen entwickelt: Das Beispiel der Fruchtfliege;139
16.3;Wie geht es weiter?;142
17;Mechanismen der Evolution;144
18;Wie Tiere sich auseinanderleben;152
18.1;Das „Mysterium der Mysterien“;152
18.2;Explodierende Vielfalt;153
18.3;Darwins Dilemma;154
18.4;Urknall des Lebens?;155
18.5;Schaufenster des tierischen Urknalls;156
18.6;Neue Erkenntnisse durch die „Evo-Devo“;156
18.7;Gefangen im genetischen Netzwerk;157
18.8;Mikro- versus Makroevolution;159
18.9;Wenn Tiere sich auseinanderleben;160
18.10;Räumliche Sonderung oder ökologische Differenzierung;161
19;Vom Menschenaffen zum modernen Menschen;163
19.1;Ursprung der Homininen;163
19.2;Ursprung des aufrechten Gangs;164
19.3;Australopithecinen: Vormenschen mit panafrikanischer Verbreitung;164
19.4;Das Schicksal der Nussknackermenschen;167
19.5;Der Beginn der Kultur: Gattung Homo;168
19.6;Frühmenschen und erste Expansionen;169
19.7;Frühe Eurasier;170
19.8;Ursprung der modernen Menschen;172
20;Der moderne Homo sapiens;174
20.1;„Die Frage aller Fragen …“ im Lichte der Evolution;174
20.2;Standortbestimmung des Menschen;176
20.3;Wie wir wurden, was wir sind;177
20.4;Skizze der Evolutionstrends in der Menschwerdung;178
21;Macht Kunst den Menschen?;185
22;Vom Jäger und Sammler zum Bewohner von Städten;193
22.1;Die Mauern von Jericho;193
22.2;Die ersten Tempel;194
22.3;Die erste Göttin;198
22.4;Eridu – eine erste städtische Hochkultur;199
22.5;Metropole Uruk;200
23;Am Anfang war der Tod: Von den steinzeitlichen Frauenidolen zum Monotheismus;203
23.1;Evolvieren Religionen?;203
23.2;Die Frage nach dem „Wann“;205
23.3;Die weitere Entwicklung;207
23.4;Die Götter Mesopotamiens und der Levante;211
23.5;Fazit;213
24;Wie aus Zorn Liebe wird: die Evolution Gottes;215
24.1;Die Gesetze des menschlichen Glaubens;215
24.2;Entstehung des Monotheismus;219
24.3;Die erstaunliche Karriere des christlichen Gottes;223
25;Wachsende Vielfalt durch Konkurrenz und Effizienz;226
25.1;Das Phänomen;226
25.2;Die wachsende Vielfalt der Sozialstruktur;227
25.3;Die Folgen;230
25.4;Determinanten;230
25.5;Theorien;231
25.6;Strukturen;232
25.7;Die Modernisierungstheorie;233
25.8;Stimmt die Modernisierungstheorie?;235
25.9;Fazit;237
26;Komplexität und Bewusstsein;238
26.1;Die Evolution komplexer Systeme;238
26.2;Die Großhirnrinde, ein komplexes System;240
26.3;Metakognition und Bewusstsein;241
26.4;Metakognition als Fitnessfaktor;242
26.5;Die immateriellen Konnotationen von Bewusstsein;243
26.6;Ein naturalistischer Erklärungsversuch;244
26.7;Soziale Realitäten als Priors für die Selbstwahrnehmung;245
27;Literatur;249
28;Stichwortverzeichnis;262