Wenn es keine Zufälligkeit gibt, wie kommt es dann, dass das Universum keine perfekte Kugel mit vorhersagbarer Materieverteilung ist?

Ich gehe davon aus, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft ziemlich zustimmt, dass der Zufall nicht existiert und dass alles eine Ursache hat. Bitte korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege, ich habe von Quantenmechanik gehört, aber soweit ich weiß, sagt sie nur, dass es wegen der Unschärferelation unmöglich ist, die Position und Geschwindigkeit des Elektrons gleichzeitig zu kennen, aber Ich glaube nicht, dass sich das Elektron dadurch zufällig bewegt.

Betrachten wir nun den Urknall. Ein Punkt beginnt sich im Laufe der Zeit zu vergrößern. Wenn es keine Zufälligkeit gibt, ist es logisch zu schlussfolgern, dass Materie sich in einem vorhersagbaren Muster positionieren wird, nicht in chaotischen Formen, wie wir sie heute sehen. Also, ich frage Sie, wie entstand das Universum, wie es heute ist? Ist das ein Beweis dafür, dass der Zufall wirklich existiert? Verstößt Zufälligkeit gegen Gesetze der Logik und Physik?

"Ich gehe davon aus, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft ziemlich zustimmt, dass der Zufall nicht existiert." Warum würden Sie das vermuten?!?
Abgesehen von der falschen Vermutung, die die Frage beantwortet, ist dies eine legitime Verwirrung. Warum hat er abgelehnt? Dies ist ein Beweis dafür, dass echte Zufälligkeit existiert, oder so nah an einer, wie Sie wahrscheinlich kommen werden.
Das war auch mein Gedanke. Die Frage basiert auf einer falschen Prämisse, aber ansonsten ist es nicht so schlimm. Natürlich steht es den Leuten (meistens) frei, mit ihren Downvotes zu machen, was sie wollen ...
Ich schlage vor, diese Frage als Duplikat dieser Frage zu schließen: physical.stackexchange.com/questions/317/…
@Anixx Ich verstehe nicht, wie die beiden dieselbe Frage stellen. Sie scheinen sowohl im Fokus als auch im Verständnis der OPs unterschiedlich zu sein. Ich glaube, der Standardtest ist so etwas wie „wenn die Antworten auf eine vorherige Frage auch vollständige Antworten auf diese Frage darstellen würden“. Wenn ich, sagen wir, Joes Antwort auf diese Frage nehme und sie hier anwende, scheint sie diese Frage nicht zu beantworten oder auf einem angemessenen Niveau zu sein.
Ohne irgendwelche Ansprüche an die Downvoter zu stellen, würde ich sagen, dass diese Frage "keinen Forschungsaufwand zeigt" , so wie es der Downvote-Tooltip sagt. Ich meine, google nach "echter Zufälligkeit" oder ähnlichem und schau, was du bekommst.

Antworten (2)

Dies ist eine großartige Frage, weil sie den Kern einer der großen Debatten der Physik des 20. Jahrhunderts trifft – die nichtdeterministische Interpretation der Gesetze der Quantenmechanik (das heißt, das Universum ist wirklich zufällig) im Vergleich zur „ Interpretation verborgener Variablen “ . (das heißt, das Universum ist nicht zufällig, aber die zugrunde liegenden Variablen, die es steuern, können nicht gemessen werden).

Fast alle ernsthaften Wissenschaftler akzeptieren heutzutage den Nichtdeterminismus, gewöhnlich in Form der Kopenhagener Interpretation ; Ihre Vermutung, dass "die wissenschaftliche Gemeinschaft sich ziemlich einig ist, dass Zufälligkeit nicht existiert", ist also das genaue Gegenteil von wahr.

Sehr prägnant. Ich mag das. (Obwohl die Kopenhagener Interpretation nicht die einzige Alternative zu versteckten Variablen ist; vielleicht wäre es gut, etwas weniger spezifische Formulierungen zu verwenden.)
Du hast natürlich Recht. Aber ich wollte nicht, dass meine Antwort zu einer Liste von Optionen wird. Ich denke, das OP sollte den Punkt verstehen, wenn nicht von meiner Antwort oder der von Logan, dann von den zahlreichen Kommentaren, die auf den Fehler seiner / ihrer Annahme hinweisen.
OK, ich habe ein wenig umformuliert, während ich versuchte, nicht zu viel in Ihrem Beitrag zu ändern. (Wenn Sie zu irgendeinem Zeitpunkt der Meinung sind, dass die Originalversion besser war oder dass weitere Änderungen erforderlich sind, bearbeiten Sie sie entsprechend - es ist schließlich Ihre Antwort :-P)
Ich habe diese Antwort abgelehnt, weil 1) sie ohne Zweck eine wirklich schreckliche Frage lobt 2) sie das Niveau der Frage nicht erfüllt 3) sie falsch ist.
Das ist eine nette Antwort. Es spricht kurz und bündig den Kern der Frage an, obwohl meine Antwort auf einige Randthemen ausführlicher ist.
@ David, Warum akzeptieren heutzutage fast alle ernsthaften Wissenschaftler den Nichtdeterminismus? Gibt es dafür eine einfache Erklärung?
@ Pacerier, ich denke, es ist nicht ganz richtig zu sagen, dass ernsthafte Wissenschaftler den Nichtdeterminismus "akzeptieren". Die korrektere Version wäre zu sagen, dass seriöse Wissenschaftler keinen wissenschaftlich bedeutsamen Unterschied zwischen der Theorie der „verborgenen Variablen“ und der Theorie der „Zufälligkeit“ sehen.
Seit der Entdeckung der Quantenmechanik haben wir nach „verborgenen Variablen“ gesucht und sie sind nicht aufgetaucht. Angesichts unseres derzeitigen Wissensstandes scheint es, dass, wenn es irgendwelche "verborgenen Variablen" gibt, diese so gut "verborgen" sind, dass sie auf physikalisch sinnvolle Weise der Beobachtung entzogen sind. Wenn wir sie nicht beobachten können, können sie auch nicht wissenschaftlich untersucht werden. Das ist ziemlich dasselbe, wie Kosmologen im Allgemeinen "was jenseits des beobachtbaren Universums liegt" als eine Frage der Spekulation und nicht als eine Frage der Wissenschaft betrachten.

Deine Vermutung halte ich für völlig falsch. Die Quantenmechanik besagt, dass physikalisch beobachtbare Größen von Systemen durch Wahrscheinlichkeitsverteilungen gegeben sind, sodass in jedem quantenmechanischen System eine intrinsische Zufälligkeit vorhanden ist. Die Gesetze der Physik, wie wir sie heute kennen, sind in gewissem Sinne grundsätzlich zufällig.

Ihre Frage macht jedoch immer noch Sinn, wenn wir das ignorieren. Der Grad der Zufälligkeit sollte für große Systeme klein sein. Man kann fragen, warum es Anisotropien (Abweichungen von der Gleichmäßigkeit) in der Verteilung von Materie und Energie im Universum gibt. Die meisten Menschen, die dies untersuchen, tun dies im Zusammenhang mit kosmischer Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, dh beim Urknall emittierte Photonen. Es ist wahrscheinlich nicht möglich, es im Zusammenhang mit, sagen wir, gewöhnlicher Materie zu untersuchen, weil Gravitationseffekte dazu führen, dass Materieklumpen mit der Zeit größer werden und sehr dichte Regionen (Sterne, Galaxien) bilden, die von Regionen getrennt sind, die größtenteils leer sind. Die Schwerkraft vergrößert also tatsächlich Anisotropien im Laufe der Zeit. Denken Sie jedoch daran, dass Galaxien im Vergleich zur Größe des beobachtbaren Universums tatsächlich sehr klein sind, und daher sollten Anisotropien auf galaktischer Ebene nicht allzu überraschend sein.

Die Leute studieren CMB-Anisotropien, und es ist ein sehr aktives Forschungsgebiet. Tatsächlich sind diese Anisotropien tatsächlich sehr klein. Hier ist noch viel zu tun, aber die durchgeführten Präzisionsmessungen stimmen mit dem überein, was man von einer quantenmechanischen Behandlung thermischer Fluktuationen beim Urknall erwartet (d der Urknall).

Außerdem gibt es keinen Grund zu der Annahme, dass Materie beim Urknall in alle Richtungen gleichermaßen entstanden ist. Es ist durchaus möglich, Modelle zu entwickeln, die mit der allgemeinen Relativitätstheorie und dem Urknall übereinstimmen, die diese Eigenschaft nicht haben. Abschließend bezweifle ich Ihre Aussage, dass die Struktur im galaktischen Maßstab, die wir heute sehen, chaotisch ist. Es weist eine Vielzahl von Mustern auf und weist eine große Struktur und Gleichmäßigkeit auf.

Nebenbei bemerkt, zur Zufälligkeit gibt es eine interessantere Frage in die gleiche Richtung, die noch offen ist. Warum gibt es im Universum nur Materie und im Wesentlichen keine Antimaterie, obwohl sie beim Urknall in fast gleichen Mengen entstanden sind? Die hypothetische Antwort lautet CP-Verletzung , aber alle bekannten Quellen der CP-Verletzung sind nicht stark genug, um die von uns beobachtete Materiedichte zu erreichen.

Die quantenmechanische Behandlung von Schwankungen ist gleichbedeutend mit "reiner Zufälligkeit", also sagt OP genau das ohne Jargon.
Nirgendwo, was ich finden kann, sagte das OP, er wolle eine jargonfreie Antwort. Selbst wenn er es tat, ist es nützlich, ein gewisses Maß an Fachsprache zu kennen, und das meiste davon wurde klar erklärt. Ich habe eine Erklärung für den betreffenden Satz hinzugefügt.
Außerdem bin ich mir nicht sicher, was der Ausdruck "reine Zufälligkeit" bedeutet. Was macht eine bestimmte Verteilung nach Ihrer Definition rein zufällig?
Der Punkt ist, dass „Quantenfluktuationen“ und „reiner Zufall“ dasselbe sind. "Rein zufällig" bedeutet, dass einige Datenbits durch nichts bestimmt sind, aber Werte haben, die eine Art Wahrscheinlichkeitsverteilung haben. Dies wird am sinnvollsten in der unendlichen Grenze, es bedeutet, dass eine zählbare unendliche Folge solcher Bits eine nicht konstruierbare reelle Zahl ergibt, dass eine solche Zahl das Maß jeder Menge in [0,1] bestimmt, AC bricht usw. Vielleicht Sie akzeptieren die zählbare unendliche Grenze nicht, aber dann bedeutet reine Zufälligkeit, dass sie durch andere Bits nicht bestimmt wird, was keine Eigenschaft der Verteilung ist.
Ich verstehe nicht ganz, was du meinst, und ich mag definitiv AC (woher soll ich sonst wissen, dass meine Ringe maximale Ideale haben?). Persönlich bin ich der Meinung, dass Zufallszahlen/Folgen im Wesentlichen Sprachmissbrauch sind, aber wenn ich das, was Sie sagen, in meine Sprache übersetze, dann denke ich, dass das, was Sie „reine Zufälligkeit“ nennen, das ist, was ich einfach Zufälligkeit nennen würde, was in Mein Buch ist ein grundlegend physikalisches (dh nicht-mathematisches) Konzept. Aber ich denke jedenfalls, dass hier kein Diskussionsbedarf mehr besteht.
Ein paar Punkte: Es reicht für alle Ihre Zwecke (ich kann das sagen, ohne sie zu kennen!), dass alle zählbaren Ringe maximale Ideale haben. Jeder unzählbare Ring wird in jedem Modell eines Axiomensystems zählbar, und wenn er wirklich unzählbar ist, haben Sie keine Intuition. Der Punkt ist, dass AC mit Wahrscheinlichkeit nicht akzeptabel ist, da es eine konsistente Vorstellung einer "zufälligen Auswahl aus [0,1]" verbietet. Die Unterscheidung hier ist zwischen "rein zufällig" und "pseudozufällig", da durch sehr komplizierte Regeln bestimmt, die wir nicht kennen. Die Physik umfasst „rein zufällige“ Quantengrößen. Mathe definiert "zufällig" nicht.
Das Versagen von AC in der Mathematik, die Zufälligkeit definiert, ist sehr wichtig. Wenn Sie das nicht wissen, denken Sie darüber nach: Ich werfe eine Münze unendlich oft und schreibe eine zufällige Bitfolge 0,0110011 auf. Dies definiert eine gleichmäßig zufällige Auswahl aus dem Intervall [0,1]. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass diese Zahl in einem Vitali-Set landet? Dies ist ein Paradoxon. Dieses Paradoxon wird beseitigt, indem entweder die Rede von zufälligen Auswahlen aus Räumen mit unabzählbar vielen Elementen verboten wird (die übliche Konvention in der Mathematik, die nie wirklich durchgesetzt wird) oder indem das ZF-Modell im Solovay-Stil verwendet wird, bei dem jede Teilmenge von [0,1] ein Lebesgue-Maß hat.
Es ist definitiv nicht wahr, dass jeder Ring, an dem ich interessiert bin, zählbar ist; nimm zum Beispiel C n mit dem Direktprodukt. Die meisten expliziten Beispiele, die mich interessieren, könnten durch zählbare Auswahl behandelt werden, aber sowohl aus kategorischen als auch aus praktischen Gründen ist es viel einfacher, sich einfach mit allen Ringen zu befassen.
Zurück zur Wahrscheinlichkeit, ich denke nicht, dass es eine konsistente Vorstellung von einer "zufälligen Auswahl aus [0,1]" geben sollte, wie Sie es behaupten. So etwas ist ein Sprachmissbrauch, ebenso zufällige Bitfolgen. Ein Vitali-Set ist kein Ereignis, also gibt es keinen Grund zu der Annahme, dass es eine Wahrscheinlichkeit hat. Darin sehe ich kein Paradoxon. Es stimmt, dass dieser Begriff der Wahrscheinlichkeit etwas anders ist als der physikalische, aber ich sehe darin kein Problem. Wenn Sie diese Diskussion fortsetzen möchten, verschieben wir sie in den Chat, da sie für das Thema der Frage völlig irrelevant geworden ist.
Wenn Sie eine Zufallszahl in [0,1] auswählen, wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie in einem Vitali-Set landet? Dies ist eine vollkommen vernünftige Frage, und der Prozess des zufälligen Auswählens wird durch zufälliges Erzwingen formalisiert, sodass ich die zufällig ausgewählte Zahl in das bereits vorhandene Modell der Mengenlehre einfüge. Ich weiß, dass dies abseits der Hauptlinie liegt, aber es ärgert mich, dass Mathematiker die lächerlichsten Entscheidungen treffen, selbst nachdem sie geduldig korrigiert wurden.
Wenn es keine Zufälligkeit gibt, wie kommt es dann, dass das Universum keine perfekte Kugel mit vorhersagbarer Materieverteilung ist?
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