Ein Würfel zeigt eine 6. Beim nächsten Wurf vielleicht eine 1. Man kann es nicht vorhersagen. Aber ist das wirklich Zufall? Was bedeutet Zufall in der Physik?
Von Zufall spricht man, wenn ein einzelnes Ereignis nicht vorhersagbar ist. In der Physik unterscheidet man dabei zwei Arten: subjektiven Zufall und objektiven Zufall.
Der Unterschied ist wichtig: Manchmal kennen wir die Ursachen nur nicht genau genug. Manchmal gibt es aber grundsätzlich keine Ursache.
Wikipedia: Zufall | Determinismus | Wahrscheinlichkeit | Quantenmechanik | Radioaktiver Zerfall
Begriffe: Zufall, Ursache, Wirkung, Determinismus, Wahrscheinlichkeit, Quantenphysik, subjektiver Zufall, objektiver Zufall
Hintergrund
Lange Zeit dachte man: Wenn man alle Ursachen kennt, kann man auch alle Ereignisse vorhersagen. Diese Idee nennt man Determinismus. Albert Einstein fasste das mit dem Satz zusammen: „Gott würfelt nicht.“
In vielen Alltagssituationen scheint das zu stimmen. Wirft man einen Würfel, könnte man sich vorstellen, dass das Ergebnis berechenbar wäre, wenn man alle Details genau kennt: Bewegung der Hand, Luftwiderstand, Untergrund.
In der Praxis ist das unmöglich. Darum erscheint das Ergebnis zufällig. Man spricht hier von subjektivem Zufall. Der Zufall entsteht, weil uns Informationen fehlen.
Anders ist es in der Quantenphysik. Dort gibt es Ereignisse, die selbst dann nicht vorhersagbar sind, wenn man alles über das System weiß.
Ein Beispiel ist der radioaktive Zerfall. Man weiß, dass ein Atom irgendwann zerfällt und mit welcher Wahrscheinlichkeit. Aber niemand kann sagen, wann genau das einzelne Atom zerfällt.
Die Physik sagt: Für den Zeitpunkt des einzelnen Zerfalls gibt es keinen Grund. Das nennt man objektiven Zufall.
Wichtig ist: Auch objektiver Zufall ist nicht regellos. Die Wahrscheinlichkeiten folgen festen Gesetzen. Nur das einzelne Ereignis bleibt unvorhersagbar.
Fragen
- Was ist der Unterschied zwischen subjektivem und objektivem Zufall?
- Warum erscheint ein Würfelwurf zufällig?
- Warum ist radioaktiver Zerfall echter Zufall?
- Was kann man trotz Zufall berechnen?
- Warum widerspricht Zufall nicht den Naturgesetzen?
Immer noch interessiert?
- Zufall und Wahrscheinlichkeit in der Quantenphysik
- Radioaktiver Zerfall und Halbwertszeit
Wichtige Wörter: Zufall, vorhersagen, berechnen, Ursache, Wirkung,
wahrscheinlich, deterministisch, zufällig, grundlos
Was muss ich mir merken? Zufall bedeutet nicht Unordnung. Subjektiver Zufall entsteht durch fehlende Information. Objektiver Zufall ist grundlegend in der Quantenphysik. Wahrscheinlichkeiten sind berechenbar. Einzelne Ereignisse bleiben unvorhersagbar.