Research Blogging - Philosophy - German

Und ich sah (k)eine neue Erde

2011-02-18T13:50:30Z

Typischerweise vergehen durchaus ein paar Monate bis ein eingereichter Artikel bei Nature den Peer Review Prozess durchlaufen hat und angenommen ist – und bis er dann wirklich gedruckt ist, dauert es meist auch noch mal ein viertel Jahr. Da ist … Weiterlesen →...

Lissauer JJ, Fabrycky DC, Ford EB, Borucki WJ, Fressin F, Marcy GW, Orosz JA, Rowe JF, Torres G, Welsh WF.... (2011) A closely packed system of low-mass, low-density planets transiting Kepler-11. Nature, 470(7332), 53-8. PMID: 21293371

Editorial. (2011) Earth 2.0. Nature, 470(7332), 5. PMID: 21293328

Reich ES. (2011) Astronomy: Beyond the stars. Nature, 470(7332), 24-6. PMID: 21293349

Billings L. (2011) Astronomy: Exoplanets on the cheap. Nature, 470(7332), 27-9. PMID: 21293350

Kultivierte Pinguine

2011-02-04T06:07:48Z

Seit Jahrzehnten markieren Naturforscher Tiere in der freien Wildbahn, um sie wiedererkennen und somit über lange Zeit beobachten zu können. Sie glauben, indem sie markierte Tiere beobachten, finden sie etwas über die Natur heraus, aber sie erfahren natürlich nur etwas … Weiterlesen →...

Saraux C, Le Bohec C, Durant JM, Viblanc VA, Gauthier-Clerc M, Beaune D, Park YH, Yoccoz NG, Stenseth NC, & Le Maho Y. (2011) Reliability of flipper-banded penguins as indicators of climate change. Nature, 469(7329), 203-6. PMID: 21228875

Trennung und Gen-Fluss: Ein paläogenetisches Modell

2011-02-02T01:22:26Z

Mit den technischen Fortschritten der Gen-Sequenzierung wachsen die Möglichkeiten ihrer Anwendung rasant. Völlig neue wissenschaftliche Disziplinen entstehen – so z.B. die Paläogenetik. Von Jahrtausende alten Knochenfunden werden Gensequenzen produziert, und diese werden untereinander und mit den Gendatensätzen lebender Menschen verglichen. … Weiterlesen →...

Reich D, Green RE, Kircher M, Krause J, Patterson N, Durand EY, Viola B, Briggs AW, Stenzel U, Johnson PL.... (2010) Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia. Nature, 468(7327), 1053-60. PMID: 21179161

Das neue “Intelligent Design”

2010-12-28T11:32:20Z

Vor Galilei und Newton war der Gegenstand der Physik das, was in der Natur vorgefunden wurde, seitdem wurde ihr Untersuchungsobjekt immer mehr das, was der Forscher im Labor selbst geschaffen hat. Vorher beschrieb die Physik das was ist, danach begann … Weiterlesen →...

Elowitz M, & Lim WA. (2010) Build life to understand it. Nature, 468(7326), 889-90. PMID: 21164460

Dunkle Energie als theoretische Entität

2010-12-24T05:30:36Z

Dunkle Materie und dunkle Energie sind ganz typische Beispiele für das, was in der Wissenschaftstheorie “theoretische Entität” genannt wird: Elemente von Theorien, deren Existenz hypothetisch angenommen wird und deren angenommene Eigenschaften und Verhaltensweisen zur Erklärung der beobachteten Phänomene herangezogen werden. … Weiterlesen →...

Marinoni C, & Buzzi A. (2010) A geometric measure of dark energy with pairs of galaxies. Nature, 468(7323), 539-41. PMID: 21107424

Vereinheitlichung: Die Metaphysik der Physik

2010-11-16T13:30:22Z

Eine der großen metaphysischen Ideen der theoretischen Physik ist die Überzeugung, dass sich die Kräfte, die zwischen den Dingen wirken, irgendwie einheitlich beschreiben lassen müssen. Aber ausgerechnet die Kraft, die wir im Alltag und ganz ohne Verwendung von Messgeräten oder … Weiterlesen →...

David J. Toms. (2010) Quantum gravitational contributions to quantum electrodynamics. Nature 468:56-59,2010. arXiv: 1010.0793v1

Amelino-Camelia G. (2010) Fundamental physics: Gravity's weight on unification. Nature, 468(7320), 40-1. PMID: 21048752

Phosphor im frühen Ozean

2010-11-10T15:16:12Z

In der naturevom 28.10.2010 berichten amerikanische Forscher (Planavsky NJ, Rouxel OJ, Bekker A, Lalonde SV, Konhauser KO, Reinhard CT, & Lyons TW (2010). The evolution of the marine phosphate reservoir. Nature, 467 (7319), 1088-90 PMID: 20981096) über die Entwicklung der … Weiterlesen →...

Planavsky NJ, Rouxel OJ, Bekker A, Lalonde SV, Konhauser KO, Reinhard CT, & Lyons TW. (2010) The evolution of the marine phosphate reservoir. Nature, 467(7319), 1088-90. PMID: 20981096

Die EPR-Geschichte. War alles umsonst? (Teil 4 und Schluss)

2010-07-23T07:27:02Z

In den ersten Teilen dieser Serie habe ich die Geschichte eines 75 Jahre alten Gedankenexperimentes nachgezeichnet, das zeigen sollte, dass mit der Quantenmechanik, wie sie von Bohr, Heisenberg und anderen formuliert worden war irgend etwas nicht stimmen konnte. Es musste nach diesem Gedankenexperiment "Elemente der Realität" geben, die die Quantenmechanik nicht beschrieb, obwohl sie Vorhersagen machte, die aus diesen „Elementen" folgten.Zur Wiederholung: Beim Gedankenexperiment von Einstein, Podolsky und Rosen ging es um zwei Teilchen, die miteinander quantenmechanisch verschränkt sind. Trennt man diese soweit voneinander, dass sie nicht mehr miteinander wechselwirken können, und misst dann eine Eigenschaft bei dem einen Teilchen, von dem die Quantenmechanik eigentlich sagt, dass sie unbestimmt ist und erst durch die Messung festgelegt wird, so weiß man damit genau, wie die entsprechende Eigenschaft beim anderen Teilchen ist. Es ist, als ob man zwei Würfel auf zauberhafte Weise miteinander verbindet: Wirft man bei dem einen eine „Sechs" dann weiß man damit, dass auch der andere beim Würfeln eine „Sechs" zeigen wird. Jedem ist klar: Entweder die Würfel sind miteinander verbunden und der eine sendet das Ergebnis des Wurfes an den anderen, oder das Ergebnis ist schon vorher festgelegt, ist im Würfel in einer verborgenen Eigenschaft schon gespeichert und der Wurf ist gar kein Zufall. So argumentierten auch Einstein, Podolsky und Rosen. Bohm, der das Paradoxon umformulierte, damit man es besser testen konnte, und Bell, der sich den Test ausdachte, der durch seine Ungleichung definiert wurde, waren eigentlich auf der Seite der drei. So kann man sagen, dass die drei Zweifler schließlich von Aspect, der Bells Test nach Bohms Idee endlich ausführte, widerlegt worden sind, und dass Bohm und Bell sich selbst sozusagen des Irrtums überführt haben. So könnte die Geschichte von den Kopenhagenern erzählt werden: Letztlich war alles umsonst, es war richtig, sich um das EPR-Papier nicht zu kümmern, wir haben es schon immer gewusst, nicht der Rede wert. Aber die Geschichte so enden zu lassen, und unsere fünf Helden als tragisch-komische Figuren am Rande der Quantenmechanik erscheinen zu lassen, wäre falsch, und das aus zwei Gründen. Der eine ist ganz einfach: Ohne das EPR-Paradoxon hätte Bell seine Ungleichung nicht aufgestellt, und Aspect hätte ohne Bell und Bohm seine Experimente nicht gemacht. Das Besondere an dem, was in der Quantenmechanik Zufall genannt wird und was anders ist als bei allem Anderen was wir Zufall nennen, wäre vielleicht bis heute nicht ans Licht gekommen. Diese neue, ganz andere Art von Zufall - auch wenn sie noch nicht verstanden ist - findet gerade in unseren Tagen erste technische Anwendungen: Beim Entwerfen und Testen von Verschlüsselungs-Algorithmen, die den Zufall ja benötigen, weil ein geheimer, privater Schlüssel auf gute Zufallszahlen angewiesen ist [1]. Wenn wir also in nicht allzu ferner Zukunft sichere Verschlüsselungsverfahren im Internet benutzen können, haben wir das letztlich den Zweiflern der Quantenmechanik zu verdanken. Wie gesagt: Wir können diesen Zufall zwar bald technisch nutzen, verstanden ist er aber bis heute nicht. Es gibt jedoch Versuche, auch diesem Zufall auf die Schliche zu kommen, und der erste Versuch dieser Art kam von Bohm (eigentlich schon von deBroglie, der die gleiche Idee schon 20 Jahre vor Bohm hatte, der aber in der eindrucksvoll-lauten Debatte zwischen Einstein und Bohr nicht wahrgenommen wurde - aber das wäre eine neue Geschichte). Und das ist der zweite Grund, warum der Zweifel Einsteins und seiner Freunde nicht vergeblich war: Das EPR-Paradox ist der Stachel im Fleisch der Kopenhagener Version der Quantenmechanik und darüber hinaus jeder Physik, die damit zufrieden ist, über eine Mathematik zu verfügen, mit der Messergebnisse richtig vorhergesagt werden können. Einstein, Podolsky und Rosen verlangten mehr von einer Theorie, deshalb brachten sie das Wort „Realität" ins Spiel. Sie verlangten, dass eine Theorie nicht nur Messungen vorhersagen soll, sondern dass sie diese erklären soll, indem sie sie auf Naturgesetze zurückführt, die verstanden sind. Erst dann ist eine Theorie vollständig. Warum ist das eigentlich so wichtig, warum machen sich einige Physiker Sorgen um den Realismus? Ich denke, das hat zwei Gründe: Zum einen ist es auch das Ziel der Physiker, den Laien die Phänomene zu erklären, gerade dann, wenn die Ergebnisse der Physik technisch genutzt werden. Ein bisschen erinnern die Kopenhagener ja an jene Schüler, die in den Mathematik- und Physikarbeiten zwar immer die Ergebnisse richtig ausrechnen können, aber das Prinzip, das dahintersteckt, nicht verstanden haben. man weiß: so was kann auch schief gehen: Sieht die Aufgabe mal ein bisschen anders aus oder kommt man beim Rechnen irgendwo durcheinander, dann wird das Ergebnis falsch und man merkt es vielleicht erst, wenn die rote Sechs unter der Klausur steht. Da ist das Vertrauen, neuen Herausforderungen gewachsen zu sein, dann nicht besonders groß. Der andere Grund ist, dass man, wenn man nur noch auf die Mathematik vertraut, irgendwann den Überblick verliert: Hier noch eine Konstante dazu, dort noch einen Term in die Gleichung eingebaut - Hauptsache, die Rechenergebnisse stimmen mit den experimentellen Daten überein. Da darf man sich dann nicht wundern, wenn das Proton plötzlich kleiner ist als bisher gedacht und wenn das Weltall schneller expandiert, als es nach der Theorie eigentlich „dürfte". Wer kann da noch sicher sein, ob es sich um Messfehler oder Rechenfehler handelt oder ob man einfach noch eine Gleichung mehr oder weniger geschickt anpassen muss? Das sind, meine ich, die Gründe, warum Physiker sich wieder an Einstein, Podolsky und Rosen erinnern, die vor 75 Jahren die Frage stellten „Kann die Quantenmechanik als vollständig angesehen werden?" Auch wenn die drei sich im Konkreten irrten, so waren sie wohl doch im recht, als sie diese Frage mit „Nein" beantworteten. [1] Pironio S, Acín A, Massar S, de la Giroday AB, Matsukevich DN, Maunz P, Olmschenk S, Hayes D, Luo L, Manning TA, & Monroe C (2010). Random numbers certified by Bell's theorem. Nature, 464 (7291), 1021-4 PMID: 20393558 Spiele das Spiel Deines Ablebens:...

Pironio S, Acín A, Massar S, de la Giroday AB, Matsukevich DN, Maunz P, Olmschenk S, Hayes D, Luo L, Manning TA.... (2010) Random numbers certified by Bell's theorem. Nature, 464(7291), 1021-4. PMID: 20393558

Dunkle Energie oder dunkles Mysterium?

2010-07-21T05:26:26Z

Es begann mit einem ganz gewöhnlichen Letter in der nature vom 11. März diesen Jahres [1] - soweit man bei einem Letter in der führenden Publikation der weltweiten naturwissenschaftlichen Forschung überhaupt von "gewöhnlich" sprechen kann. Die Autoren um Reinabelle Reyes berichten darin davon, dass es ihnen gelungen ist, die Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie für große räumliche Maßstäbe (groß bedeutet hier: ab einigen 10 Megaparsec, d.h., eine Strecke, für die Licht mehr als 100.000 Jahre braucht) zu bestätigen. Bestätigen heißt in diesem Fall: die gemessenen (und aus Messwerten berechneten) Werte liegen in einem Bereich, den die Allgemeine Relativitätstheorie vorhersagt, allerdings mit einem Fehlerbereich von +-15%, was dazu führt, dass eine der Alternativtheorien ausgeschlossen werden kann, andere Alternativen aber ebenso als betätigt angesehen werden können. In der "News & Views"-Rubrik der gleichen Nummer der nature hat J. A. Tyson die Arbeit des Teams um Reyes vorgestellt und besprochen. Tyson weist darauf hin, dass die Allgemeine Relativitätstheorie zur Erklärung der Beobachtungen die Annahme braucht, dass es "dunkle Materie" und "dunkle Energie" gibt (Florian Freistetter hat das kürzlich erklärt). Dann kommt der entscheidende Satz: Although there are suggestions from particle physics about the nature of dark matter, that of dark energy remains a mystery. [Auch wenn es Vorschläge aus der Teilchenphysik zur Natur der dunklen Materie gibt, bleibt die der dunklen Energie ein Mysterium.] An diesem Satz entzündet sich nun eine Diskussion, die in der aktuellen Nummer der nature in die nächste Runde geht [3]. Für Bianchi und Rovelli ist die dunkle Energie alles andere als ein Mysterium, sie ist erklärbar, indem die Allgemeine Relativitätstheorie um eine neue kosmologische Konstante erweitert wird. Durch diese kosmologische Konstante wird die Vakuum-Energie erklärt, die dazu führt, dass das Universum deutlich stärker expandiert, als es das ohne die kosmologische Konstante tun würde. "Kosmologische Modelle müssen in Naturgesetzen begründet sein, die wir verstehen" Rocky KolbDem hält Rocky Kolb entgegen, dass die Einführung einer kosmologischen Konstante genau keine Erklärung für irgendetwas ist. Er bestreitet nicht, dass die Theorie, welche die dunkle Energie enthält, aktuell das erfolgreichste Modell ist, welches die Beobachtungen am besten beschreibt. Im Gegensatz zu Bianchi und Rovelli hält er die Kosmologische Konstante nicht für die Erklärung, sondern sie ist gerade das Mysterium. Denn ein Mysterium ist für ihn alles, das nicht verstanden ist oder jenseits des Verstehens liegt. Kolb fordert von der Kosmologie mehr als das Anhäufen von Komponenten und Konstanten in einem Modell, das zu den Beobachtungsdaten passt. Das ist für ihn das Gleiche wie das Hinzufügen von Epizyklen zum Ptolemäischen Weltbild. Und er schließt mit einer Warnung des Astrophysikers Tommy Gold: "Für jedes komplizierte physikalische Phänomen gibt es eine einfache, falsche Erklärung" [1] Reinabelle Reyes, Rachel Mandelbaum, Uros Seljak, Tobias Baldauf, James E. Gunn, Lucas Lombriser, & Robert E. Smith (2010). Confirmation of general relativity on large scales from weak lensing and galaxy velocities Reyes, R. et al. 2010, Nature, 464, 256-258. arXiv: 1003.2185v1 [2] Tyson JA (2010). Cosmology: Gravity tested on cosmic scales. Nature, 464 (7286), 172-3 PMID: 20220832 [3] Bianchi E, Rovelli C, & Kolb R (2010). Cosmology forum: Is dark energy really a mystery? Nature, 466 (7304), 321-2 PMID: 20631785 Spiele das Spiel Deines Ablebens:...

Reinabelle Reyes, Rachel Mandelbaum, Uros Seljak, Tobias Baldauf, James E. Gunn, Lucas Lombriser, & Robert E. Smith. (2010) Confirmation of general relativity on large scales from weak lensing and galaxy velocities. Reyes, R. et al. 2010, Nature, 464, 256-258. arXiv: 1003.2185v1

Tyson JA. (2010) Cosmology: Gravity tested on cosmic scales. Nature, 464(7286), 172-3. PMID: 20220832

Bianchi E, Rovelli C, & Kolb R. (2010) Cosmology forum: Is dark energy really a mystery?. Nature, 466(7304), 321-2. PMID: 20631785

Biomedizin ist männlich

2010-07-06T12:20:54Z

Es gibt ungefähr genauso viele Frauen wie Männer, und die Gesundheit von Mädchen und Frauen ist natürlich genauso wichtig wie die von Jungen und Männern. Das ist trivial. genauso sicher ist, dass der weibliche Organismus auf Gifte und medizinische Wirkstoffe anders reagiert als der männliche. Völlig selbstverständlich für die biomedizinische Forschung sollte also sein, dass Versuchsgruppen, ob beim Tierversuch oder bei der klinischen Forschung, gleichermaßen aus weiblichen und männlichen Probanden bestehen sollten. Aber das ist, nach Jahrzehnten der offiziellen Gleichstellungsreden, noch lange nicht der Fall. Drei Artikel in der nature vom 10.06.2010 schrecken auf. So zeigte z.B. eine Auswertung von Studien in neun einflussreichen Zeitschriften von 2004, dass nur rund 37% der Teilnehmer Frauen waren. Nach geschlechtsspezifischen Unterschieden wurde nur in 13% der Studen gesucht - obwohl bekannt ist, dass es signifikante Unterschiede in den Erfahrungen mit Krankheiten zwischen Männern und Frauen gibt. Krankheiten äußern sich bei Männern und Frauen unterschiedlich, Arzneien werden unterschiedlich aufgenommen und wirken auch auf verschiedene Weise. Selbst bei Tierversuchen dominieren die Männchen: in den Neurowissenschaften kommt auf 5,5 männliche Versuchstiere 1 Weibchen, in der Pharmakologie ist der Faktor 5, in der Physiologie 3,7. Woran liegt das? Der Grund der zuerst genannt wird, klingt ganz sachlich und lässt sich in dem Satz zusammenfassen: Männer sind halt nicht so kompliziert. Die Variabilität ist geringer, es gibt keine zyklischen Hormonschwankungen. Das war schon vor 100 Jahren das Standard-Argument - und deshalb müssen noch heute Frauen die Medizin schlucken, die Männer für Männer entwickelt haben. Man spricht heute gern von den Chancen der personalisierten Medizin. Aber was, so fragt auch das nature-Editorial zum Thema, ist personalisierter als das Geschlecht? Wer kann ernsthaft behaupten, dass bald für jeden Menschen ganz persönlich die richtige Medizin gebraut werden kann, wenn noch nicht einmal zwischen Männern und Frauen unterschieden wird und den Frauen einfach das verordnet wird, was den Männern hilft? Vielleicht sollten die Forscher, bevor sie sich an die großen Visionen machen, erst mal die kleinen, naheliegenden Herausforderungen in Angriff nehmen. Kim, A., Tingen, C., & Woodruff, T. (2010). Sex bias in trials and treatment must end Nature, 465 (7299), 688-689 DOI: 10.1038/465688a Baylis F (2010). Pregnant women deserve better. Nature, 465 (7299), 689-90 PMID: 20535185 Zucker, I., & Beery, A. (2010). Males still dominate animal studies Nature, 465 (7299), 690-690 DOI: 10.1038/465690a...

Kim, A., Tingen, C., & Woodruff, T. (2010) Sex bias in trials and treatment must end. Nature, 465(7299), 688-689. DOI: 10.1038/465688a

Baylis F. (2010) Pregnant women deserve better. Nature, 465(7299), 689-90. PMID: 20535185

Zucker, I., & Beery, A. (2010) Males still dominate animal studies. Nature, 465(7299), 690-690. DOI: 10.1038/465690a