Explodierende Vielfalt (eBook)

Wie Komplexität entsteht

Eberhard Klempt (Herausgeber)

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2019 | 1. Aufl. 2019
XXIV, 255 Seiten
Springer Berlin Heidelberg (Verlag)
978-3-662-58334-0 (ISBN)

Infos

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. 

Inhalt

Danksagung 5
Inhaltsverzeichnis 6
Autorenverzeichnis 9
Einleitung 23
Die Einheit der Physik 29
Was ist Raum, Zeit – und was Bewegung? 38
Würfelt Gott doch? 45
Strukturen im Kosmos 51
Das Standardmodell der Kosmologie 51
Kosmische Strukturen 51
Ein Modell für das Universum 52
Drei seltsame Aussagen 53
Zwei Befunde 54
Der Anfangszustand kosmischer Strukturen 54
Entwicklung vom Anfangs- zum Istzustand 55
Der Ursprung kosmischer Strukturen 56
Das Horizontproblem 57
Kosmische Inflation 57
Fluktuationen im Inflatonfeld 58
Kosmische Strukturen aus dem Inflatonfeld 60
Zu guter Letzt 61
Eine neue Sicht auf das alte Universum 63
lnflationäre Kosmologie: Beginn mit Singularität? 63
Das leere Universum 65
Das Lichtvakuum 67
Die Zeitabhängigkeit der Geometrie 68
Eine neue Sicht auf das Universum 69
Was war zu Beginn? 70
Dunkle Energie 70
Ein Rätsel der Kosmologie 73
Die Entwicklung des Universums und der Urknall 73
Antimaterie 76
Symmetrische Naturgesetze 76
Symmetriebrechung in der schwachen Kraft 78
Das expandierende asymmetrische Universum 78
Brechung der Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie durch die schwache Kraft 81
CP-Verletzung 81
Schlüsselexperimente zur direkten CP-Verletzung 82
Schlussbemerkung 83
Supernovae 84
Sternexplosionen 84
Was wird beobachtet? 86
Wie erklären Astrophysiker Supernovae? 86
Was ist die Quelle der Explosionsenergie? 87
Wie zündet eine Supernova-Explosion? 88
Wie läuft die Sternexplosion ab? 90
Welche Bedeutung haben Supernovae in der Astrophysik? 92
Die Entstehung von Elementen 92
Kosmologische Messungen 93
Die Entstehung der Elemente 95
Elementhäufigkeiten im Sonnensystem 95
Entstehung der leichtesten Elemente nach dem Urknall 97
Elemententstehung in Sternen – Synthese von 4He 99
Weitere stellare Brennphasen – Synthese der Elemente bis Eisen 100
Synthese der schweren Elemente 102
Die nukleare Landkarte und das periodische System der Elemente 104
Lebendige Sonne, Ursprung des Lebens 107
Die Geburt eines Sternes 107
Die Strahlung 109
Die Sonnenenergie 110
Die fehlenden Neutrinos 111
Sonnenflecken 113
Die Zukunft der Sonne 114
Unsere Erde 115
Entstehung der Erde 115
Erdgeschichte 116
Aufbau der Erde 119
Plattentektonik 122
Der Anfang des Lebens 126
Jede Zelle entsteht durch Teilung einer Zelle 134
Leben erzeugt Leben 135
Wie sich ein Einzelwesen entwickelt: Das Beispiel der Fruchtfliege 139
Wie geht es weiter? 142
Mechanismen der Evolution 144
Wie Tiere sich auseinanderleben 152
Das „Mysterium der Mysterien“ 152
Explodierende Vielfalt 153
Darwins Dilemma 154
Urknall des Lebens? 155
Schaufenster des tierischen Urknalls 156
Neue Erkenntnisse durch die „Evo-Devo“ 156
Gefangen im genetischen Netzwerk 157
Mikro- versus Makroevolution 159
Wenn Tiere sich auseinanderleben 160
Räumliche Sonderung oder ökologische Differenzierung 161
Vom Menschenaffen zum modernen Menschen 163
Ursprung der Homininen 163
Ursprung des aufrechten Gangs 164
Australopithecinen: Vormenschen mit panafrikanischer Verbreitung 164
Das Schicksal der Nussknackermenschen 167
Der Beginn der Kultur: Gattung Homo 168
Frühmenschen und erste Expansionen 169
Frühe Eurasier 170
Ursprung der modernen Menschen 172
Der moderne Homo sapiens 174
„Die Frage aller Fragen …“ im Lichte der Evolution 174
Standortbestimmung des Menschen 176
Wie wir wurden, was wir sind 177
Skizze der Evolutionstrends in der Menschwerdung 178
Macht Kunst den Menschen? 185
Vom Jäger und Sammler zum Bewohner von Städten 193
Die Mauern von Jericho 193
Die ersten Tempel 194
Die erste Göttin 198
Eridu – eine erste städtische Hochkultur 199
Metropole Uruk 200
Am Anfang war der Tod: Von den steinzeitlichen Frauenidolen zum Monotheismus 203
Evolvieren Religionen? 203
Die Frage nach dem „Wann“ 205
Die weitere Entwicklung 207
Die Götter Mesopotamiens und der Levante 211
Fazit 213
Wie aus Zorn Liebe wird: die Evolution Gottes 215
Die Gesetze des menschlichen Glaubens 215
Entstehung des Monotheismus 219
Die erstaunliche Karriere des christlichen Gottes 223
Wachsende Vielfalt durch Konkurrenz und Effizienz 226
Das Phänomen 226
Die wachsende Vielfalt der Sozialstruktur 227
Die Folgen 230
Determinanten 230
Theorien 231
Strukturen 232
Die Modernisierungstheorie 233
Stimmt die Modernisierungstheorie? 235
Fazit 237
Komplexität und Bewusstsein 238
Die Evolution komplexer Systeme 238
Die Großhirnrinde, ein komplexes System 240
Metakognition und Bewusstsein 241
Metakognition als Fitnessfaktor 242
Die immateriellen Konnotationen von Bewusstsein 243
Ein naturalistischer Erklärungsversuch 244
Soziale Realitäten als Priors für die Selbstwahrnehmung 245
Literatur 249
Stichwortverzeichnis 262

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 27.9.2019
• Zusatzinfo: XXIV, 255 S. 50 Abb., 47 Abb. in Farbe.
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Sachbuch/Ratgeber ► Natur / Technik ► Naturwissenschaft
• Themenwelt: Geisteswissenschaften ► Geschichte
• Themenwelt: Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Allgemeines / Lexika
• Themenwelt: Sozialwissenschaften ► Politik / Verwaltung
• Schlagworte: Einfachheit • Entstehung der Elemente • Entwicklung • Evolution • Evolutionäre Entwicklungsbiologie • Komplexität • Modernisierungstheorie • Naturgesetze • Selbstorganisation • Systeme • Zufall und Determinismus
• ISBN-10: 3-662-58334-8 / 3662583348
• ISBN-13: 978-3-662-58334-0 / 9783662583340