Sonnenuntergang in Kassel (Lara Bendig)

Mittwoch, 21. August 2019

Was ist eigentlich eine Ladung? Eine kleine Einführung in die Philosophie der Eigenschaften, Teil 1

Irgendwann, wenn man sich länger mit Physik beschäftigt, hat man sich daran gewohnt, dass es Ladungen gibt und kann mit ihnen rechnen.

Ich zitiere mal Wikipedia:
Die elektrische Ladung (Elektrizitätsmenge) ist eine physikalische Größe, die mit der Materie verbunden ist, wie z. B. auch die Masse. Sie bestimmt die elektromagnetische Wechselwirkung, wie also Materie auf elektrische und magnetische Felder reagiert und diese hervorruft. Ihr Formelzeichen oder ist vom lateinischen Wort ‚quantum‘ abgeleitet. Im Internationalen Einheitensystem wird die Ladung in der abgeleiteten Einheit Coulomb (= Amperesekunde) angegeben. 

Übersetzen wir mal: Eine (elektrische) Ladung ist etwas, das mit der Materie verbunden ist und eine (elektrische) Wechselwirkung bestimmt.

Wir sprechen also immer davon, dass ein Objekt die Eigenschaft "geladen" besitzt, wenn es eine bestimmte (elektrische) Wirkung zeigt.

Eine elektrische Ladung ist also eine bestimmte Eigenschaft eines Objektes, die wir nur an seiner Wirkung erkennen.

Was eine Ladung aber "wirklich", "real" ist, kann niemand sagen. Wir können immer nur Eigenschaten auf Grund von Wirkungen feststellen.

Denken wir also mal über ein Elektron nach. Auch an diesen Begriff gewöhnt man sich, gesehen hat es noch niemand...wir wissen aber, wo Wirkungen auftauchen, die wir Elektronen zuordnen können:

Chemiker reden bei chemischen Reaktionen manchmal vom Elektronentausch, Techniker vom elektrischen Strom als Elektronenstrom.

Ein Elektron hat aber noch andere Eigenschaften als elektrisch geladen zu sein:

- Ein Elektron reagiert so als hätte es einen bestimmten Drehimpuls, man ordnet ihm die Eigenschaft Spin zu. Aber wir wissen nicht, ob es sich wirklich dreht. Vermutlich hat es sogar keine Ausdehnung...und ohne Ausdehnung zu haben ist Drehen wirklich schwierig.....

- Ein Elektron reagiert träge, man ordnet ihm die Eigenschaft Masse zu haben zu. Massen üben auch Kräfte auf andere Massen  aus, so wie elektrische Ladungen auf andere elektrische Ladungen. Trotzdem sprechen wir aus historischen Gründen nicht von "Masseladung".

- Ein Elektron zeigt auch bestimmte Wechselwirkungen bei Radioaktivität. Das beschreibt man durch die Eigenschaft "linkshändig", die von einer "schwachen Ladung" (das hat nichts mit elektrischer Ladung zu tun) herkommt. Linkshändig heißt: wenn es sich längs des Daumens der linken Hand bewegt, dann dreht es sich so wie die gekrümmten Finger der linken Hand zeigen.

- Ein Elektron hat keine sog."starke Ladung", deshalb ist es kein Bestandteil der Atomkerne sondern kann nur in der Hülle vorkommen.

- Ein Elektron hat auch eine Eigenschaft, an der man es als Elektron erkennt. Diese Eigenschaft kann z.B. an ein nahezu masseloses Teilchen, das Neutrino übergehen, das es auch wieder an ein anderes Objekt zurückgeben kann und dieses dann zum Elektron machen kann. Ein Elektron hat also auch eine "Elektroneneigenschaft". Diese macht es aber nicht zum Elektron, denn auch Neutrinos können Elektroneneigenschaften haben und sind definitiv keine Elektronen (sie sind z.B. ungeladen).

Ein Elektron hat also ein Bündel von Eigenschaften und genau ein solches Eigenschaftsbündelk bezeichnen wir als Elektron. Und genau das nennt man ein Objekt. In der sog. Tropenontologie betrachtet man Bündel von Eigenschaften als Grundelemente des Seins, nicht die Teilchen...die es eigentlich gar nicht gibt.

(Hinweis: Trope ist der philosophische Begriff, der recht gut den umgangssprachlichen Begriff Eigenschaft annähert. Ontologie ist ein Gebiet der Philosophie, die Lehre des Seins, die nach dem fragt, was hinter den Erscheinungen und Wahrnehmungen steht).

Wenn zum Beispiel sich ein Müon in ein Elektron umwandelt, werden einfach Eigenschaftsbündel neu zusammengesetzt.

Immer wenn ich eine Elementarteilchenreaktion versuche zu verstehen, sehe ich zwei Strohbündel (Eigenschaftsbündel) aufeinender zu fliegen, sich öffnen und neu zusammensetzen.

Das ist eigentlich ganz geschickt gemacht von den Philosophen...Die Welt besteht aus Bündel von Eigenschaften und wir geben diesen Namen wie Elektronen, Müonen, Tisch, Proton, Stuhl, Seele, Gedanke, Gehirn...

Wir brechen hier ab...denn die Übertragung auf große Dinge wie Stühle und Gehirne oder gar nicht materielle "Dinge" wie Gedanken, Gefühle und Seele..erfordert viel Diskussion und sprengt den Post.

Das ist ein Astronomie-Blog...was hat das nun mit Astronomie zu tun?

Im nächsten Post werden wir sehen, dass im Kosmos alle (?) Eigenschaften erhalten bleiben, keine dazu kommt, sich eigentlich nichts ändert. Nur durch Umordnen der Eigenschaftsbündel können wir Veränderungen der Welt erkennen.

Ein Haufen Legosteine besteht immer aus den gleichen Steinen, egal zu was man sie zusammensetzt...damit kann man Häuser, Windmühlen und anderes bauen und neue makroskopische Eigenschaften erzeugen ohne die mikroskopischen Eigenschaften der Legosteine zu ändern.

Genau so kann man mit den im Kosmos vorhandenen Eigenschaften alles mögliche zusammensetzen: Sterne, Protonen, Menschen, Galaxien...

Wird fortgesetzt...

PS: Zu den Posts bin ich durch eine Diskussion in meinem Physik LK über Ladungen angeregt worden.

Bild: Leifiphysik





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