Die Welt ist klein!

Am ersten Pecha Kucha Abend zum Start des Ticketverkaufs für die Webcon 2013 habe ich einen Vortrag zum soziologischen Phänomen des sogenannten “Small World Problems” nach dem Experiment des amerikanischen Experimentalpsychologen Stanley Milgram gehalten. Die Folien dazu findet ihr hier:



Die Grafiken der Slides sind wie die Formeln in meinem Quantenmechanikpostings von Hand (das sieht man) mit Paper von FiftyThree (sieht man vielleicht nicht) erstellt.

Cicero: Den Politikern ins Gebetbuch geschrieben

Cicero, Definition eines Staates, aus “De Re Publica”, Buch 1, Kapitel 39:

“Est enim, inquit Africanus, res publica res populi,
populus autem non omnis hominum coetus quoquo modo congregatus,
sed coetus multitudinis iuris consensu et utilitatis communione sociatus.”

Es ist nämlich, sagte Africanus (Scipio der Jüngere, genannt Africanus wegen seiner Erfolge in Afrika), der Staat eine Sache des Volkes, das Volk jedoch nicht einfach so eine irgendwie zusammen gewürfelte Ansammlung von Menschen, sondern ein Zusammenschluß vieler mit gleichem Rechtsverständnis und Gemeinsinn.

Ist ein CMS ohne Datenbank kein CMS?

Vor einiger Zeit entspann sich eine kurze Diskussion zwischen Christian Aust und mir auf Twitter, die in einer Aussage von mir gipfelte, daß ich Content Management Systeme ohne Datenbank für nicht gut halte. Nun hat er ein Posting dazu geschrieben. Das möchte ich kurz beantworten.

  • Keine Datenbank, somit keine Migration: Das ist so nicht richtig. Migrationen entstehen, wenn sich das Datenmodell ändert. Auch Content auf der Platte in Textdateien hat ein inhärentes Datenmodell. Wenn sich das ändert, muß man alle Dateien einzeln durchgehen und umbauen. Das halte ich für schwieriger. Zudem existieren für alle CMSse, die ich kenne, Updater, die sowas im Hintergrund für mich erledigen.
  • Das Produktivsystem ist nicht dynamisch schreibbar: verstehe ich nicht ganz. Ist das Verzeichnis mit dem Content-Baum read-only? Wenn ich einen Hacker auf dem Rechner habe (durch eine OS Sicherheitslücke), dann ist das völlig egal. Wenn es sich um eine CMS Sicherheitslücke handelt, ist es auch egal, weil das Markdown der Contentdateien ja noch dynamisch durch das Ruby CMS müssen. Vielleicht verstehe ich das Argument auch einfach noch nicht.
  • Dateiverwaltung geschieht über Dateitools und Versionsmanagement: WordPress ist ein denkbar schlechtes Beispiel für gute Softwarearchitektur bzw. es ist ein brilliantes Beispiel dafür, was man alles nicht machen soll. Wie z.B. URLs oder Pfade der Installation in die Datenbank schreiben. Und das auch noch in serialisierten PHP Arrays. Ansonsten ist die bitemporale Datenhaltung in SQL Datenbanken ein seit langem gelöstes Problem.
  • Workflow-Management über git sign off et al.: Was daran jetzt leichter sein soll als den Workflow eines ausgewachsenen CMS zu nutzen weiß ich nicht. Gute CMSse bieten dieses Feature von Hause aus an.

Nesta CMS verwaltet seinen Content, wie ich auf der Webseite gelesen habe, in Markdown Dateien in einem separaten Verzeichnisbaum. Dieser Baum bildet dann nachher die URL-Pfade online ab. Ich werde wohl nie verstehen, warum man eine Markup-Sprache (HTML) durch eine andere (Markdown) ersetzt. Im Zweifelsfall stehen mir diese Dinger im Weg. Das Argument, daß ja nur ein bestimmtes erlaubtes Subset von HTML aus der anderen Markupsprache in HTML übersetzt wird und damit für mehr Sicherheit gesorgt wird ist ja auch nur ein gewisses Scheinargument. Das steht und fällt mit der Güte des Parsers.

Für größere Unternehmen eigent sich so ein filebasiertes CMS eher nicht, weil man hier z.T. zeitgleiche Schreibzugriffe auf einzelne Dateien hat. Das funktioniert eher schlecht. Beim Lesen des Contents gehe ich mal davon aus, daß hier der Filesystem Cache Kollisionen verhindert bzw. Zugriffe beschleunigt.
Es gibt ja auch noch CMSse, die allen Content in einer Datei speichern. Die sind dann auch noch beim Lesezugriff langsam.
Mein Fazit: Nicht jedes CMS ist für alles und jeden geeignet. Da spielen faktische Rahmenparameter genau so eine Rolle wie der persönliche Gusto des Benutzers. An einer Evaluation verschiedener Kandidaten führt wohl kein Weg vorbei.

New in: Logitech Solar Keyboard Folio for iPad

Ich bin ja schon lange auf der Suche nach einer passenden Tastatur-Case-Kombi für mein iPad 3 aka “new iPad”. Dabie habe ich verschiedene Modelle von Belkin und Logitech in den üblichen Webshops gefunden. Aber keines davon fand ich so richtig passend. Dann startete ich eine kleine Umfrage auf Twitter und Tobias Kaufmann von white whale communication wies mich auf das Solar Keyboard Folio von Logitech hin. Und das gibt es im Herstellershop in diversen Farben. Wer mein anderes Blog Auch in Pink kennt, kann sich denken welche Farbe ich genommen habe. Aber dazu später mehr.
Gesehen, gelesen, bestellt, 2 Tage später klingelt UPS und da ist das gute Stück:
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Hier noch ein paar Unboxing Bilder der zugegeben witzig designten Packung, die man aufklappen kann:
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Ausgepackt und aufgeklappt sieht das Case so aus:
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In den Rahmen links kommt das iPad, rechts ist die Tastatur zu sehen. Auf dieser befindet sich in der obersten Reihe links außen (wo bei PC Tastaturen die ESC Taste ist) eine Home-Taste, die exakt das macht, was der Home-Button des Ipad tut. Sehr praktisch!
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Auf der Außenseite befindet sich ein Solar-Fenster, welches den Akku der Tastatur auflädt. Jetzt ist auch die Katze aus dem Sack, welche Farbe ich gekauft habe: pink natürlich! smile
So sieht man das Case, wenn man davor sitzt und damit arbeitet:
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Das Case hat 2 Arbeitspositionen, nämlich die eine, in der man die Tastatur benutzen kann und das Display relativ senkrecht steht:
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Und eine, in der das Display zur leichteren Touchscreen-Nutzung schräger steht, dabei aber di Tastatur teilweise überdeckt:
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Hier noch ein paar Infos:
Link zum Shop von Logitech
Preis: 129,99 €, Versand kostenlos
Geeignet für alle iPad mit “flachem Gehäuse”: 2, 3 (aka new), 4
Farben: Carbon Black, Urban Grey, Ice Blue und Coral Pink

Update:
Noch ein paar Worte zu Qualität und Usability wären vielleicht angebracht. Die Tastatur hat ein leicht anderes Layout als die iPad Screentastatur und auch die Apple Bluetooth Tastatur. Der Tastenhub ist etwas höher als bei der Apple Bluetooth Tastatur. Wer also ein authentisches Apple-Tippgefühl erwartet, wird evtl. etwas enttäuscht sein. Ich selbst finde die Tastatur sehr brauchbar, brauche aber wohl noch ein wenig Zeit zur Eingewöhnung, um schneller tippen zu können.
Die Tastatur hat eine Reihe Spezialtasten für Cut, Copy & Paste und einen Block Cursortasten. Die Nutzung des iPad ohne Cursortasten ist für mich extrem unangenehm. Shift-Cursortasten führen übrigens zu iPad typischen Selection-Markierungen.

Alle meine Hüte

Einleitung

“I solve problems and I manage. I know how to wear a suit and I like the smell of virtual machine oil. I hold a Ph.D. in chemistry.”

Ein Freund und Kollege von mir hatte immer so einen schönen Spruch: “Ich habe viele Hüte auf”. Was er damit meinte war, daß er im Prinzip viele Berufe gleichzeitig ausübt bzw. Aufgaben wahrnimmt. Das paßt prima zu einer Blogparade, die Wibke Ladwig gerade angezettelt hat. Und da ich mit Berufsbezeichnungen auch so meine Erfahrungen habe, dachte ich: da mach ich mal mit.
Ich hatte nämlich mal einen Termin bei einer PR Beraterin. Die Dame saß mir gegenüber, spitzte ihren Stift und fragte: “Dann erzählen Sie mal, was machen Sie denn so?” Als ich nur wenige Stunden später fertig erzählt hatte, waren mehrere Din A4 Blätter beidseitig beschrieben. Macht euch also auf was gefaßt …

Studium und so

Fangen wir historisch an: ich habe Chemie studiert. Genauer gesagt habe ich mein Diplom in theoretischer Chemie gemacht zum Thema “Simulation von 1H-Kernresonanzspektren von Molekülen mit hoher Protonenzahl”. Danach habe ich an einem anderen Lehrstuhl promoviert zum Thema “Kernresonanz an porösen Medien”.
Als Chemiker im eigentlichen Sinne habe ich nie gearbeitet, ich bin direkt in der IT gelandet. Ich habe aber immer die UNIX Server der Institute verwaltet, in denen ich tätig war. Als ich Jahre später meinen Doktor-Vater noch mal bei einer anderen Promotionsfeier traf, hatten wir ein erhellendes Gespräch:
Er: “Und? Wat machen’se so?”
Ich: “Ich arbeite in der IT.”
Er: “Det hätt’ ick Ihnen jleich sagen können!”
Da war er wohl weitsichtiger als ich …

Berufsweg und Engagements

Ich bin seit vielen Jahren selbstständig als Softwareentwickler (Python, PHP, C, C++, Fortran, Java, Ada, Pascal …) und Projektleiter. Mit den Details der diversen Projekte möchte ich hier niemanden langweilen. Als mir ein langjähriger Kunde einen Posten als Projektleiter für webbasierte Applikationen anbot, konnte ich nicht widerstehen.
Ich arbeite also hauptberuflich als Projektleiter bei einem mittelständischen Unternehmen und freiberuflich als Consultant/Berater für alle möglichen Softwareprojekte. Und als wäre das nicht genug, engagiere ich mich auf Konferenzen wie der International PHP Conference, der iX Konferenz “Bessere Software” und BarCamps (Köln, Berlin …). Und auch das reichte noch nicht, deshalb bin ich Mitgründer und -organisator von Aachens erster und einziger Konferenz zu Internet- und Technikthemen, der Webcon. Und um noch eins drauf zu setzen, gehe ich gerade mit dem Gedanken schwanger, ein ScienceCamp zu organisieren, also ein BarCamp für und mit Naturwissenschaftlern, Studenten und anderen Interessenten.

Lieblingsthemen

Neben all dem habe ich aber auch noch eine Reihe von Themen, die mich besonders interessieren. Zum einen ist das der Bereich Technologyscouting und Innovationsforschung. Hier kann ich meinen technischen Spieltrieb für unkonventionelle Lösungen ausleben. Daher kommt ja auch der Name dieses Blogs.
Dann wäre da mein Zweitblog Auch in Pink, auf dem es um Mode geht. Ja ich weiß, das paßt gar nicht zu den anderen Dingen. Ist aber so. Und da ich ein waschechter Akademiker bin, interessieren mich Soziologie und Semiotik der Mode. Dazu hab ich auch letztes Jahr einen wahnsinnig überfrachteten Talk auf dem Pecha-Kucha-Abend der Webcon gehalten.
Ein weiteres Lieblingsthema, das ich aus dem Studium sozusagen herüber gerettet habe ist die Quantenmechanik. Hierzu gibts auf diesem Blog eine kleine (bisher unvollendete) Serie von Postings.

Quantenmechanik – Unschärfe, Ende des ersten Teils

Hallo zusammen,
beim letzten Mal haben wir ja den sogenannten Welle-Teilchen-Dualismus kennen gelernt. Um den Übergang von der klassischen Physik zur Quantenmechanik abzuschließen, kommen wir heute zu einer der letzten fehlenden Grundlagen.
Ich möchte das auch gerne mit einem kleinen Schuß Philosophie würzen, da es das Thema erstens interessanter macht und ich außerdem glaube, daß man Quantenmechanik nicht ohne ein bisschen Philosophie betreiben kann.
Ausgangspunkt dieses Kapitels ist die Frage: Was ist z.B. ein Elektron denn jetzt? Eine Welle oder ein Teilchen? Die Antwort: beides. Das hängt nämlich davon ab, wie man das Elektron vermißt. Macht man ein Doppelspaltexperiment, erhält man das Beugungsmuster einer Welle. Untersucht man den photoelektrischen Effekt, arbeitet man mit Teilchen, die auf Materie aufschlagen und dabei Elektronen heraus lösen.
Die physikalische Wahrheit, wenn man so will, liegt in der Mitte bzw. in der Summe beider Sichtweisen. Eine solche “Sichtweise” auf die Welt oder Teile davon nennt man auch ein Paradigma. Die Untersuchung von Paradigmen und wie Menschen überhaupt Erkenntnisse gewinnen ist die Aufgabe der Erkenntnistheorie oder Epistemologie. Thomas S. Kuhn hat ein sehr spannendes Buch namens “Die Struktur wissenschaftlicher Revolutionen” darüber geschrieben, wie das Ansammeln von neuen Fakten zu einem Paradigmenwechsel führen kann. Im Falle des Welle-Teilchen-Dualismus haben wir das 2 Paradigmen gleichzeitig vorliegen. Sie sind das, was Kuhn “inkommensurabel”, also nicht gleichzeitig meßbar, nennt. Mit unserem Versuchsaufbau bestimmen wir, in welcher der beiden Welten wir und das Elektron uns bewegen. Wenn ihr mitgedacht habt, könntet ihr jetzt die Frage stellen, was denn wäre, wenn jemand ein Experiment findet, das gleichzeitig Wellen- und Teilchencharakter des Elektrons anspricht. Da wird höchstwahrscheinlich nie passieren, weil beide Modelle eben das sind: Modelle. Sie sind nicht Teil der Wirklichkeit, sie bilden nur Teile oder Aspekte davon ab. Wir versuchen also, uns der Wirklichkeit anzunähern. Beide Modelle sind aber unzulänglich. Hätten wir gute bzw. absolut wahre Modelle des Elektrons, würde es nur ein solches Modell geben, weil dieses könnte alle Aspekte der Wirklichkeit abbilden. Aber Vorsicht: nicht jedes singuläre Paradigma ist absolut wahr, wie wir ja schon an der klassischen Physik gesehen haben.
Wir haben also gesehen, daß eine Messung auf quantenmechanischer Ebene praktisch immer das zu beobachtende Objekt beeinflußt. Ich formuliere so vorsichtig “praktisch immer”, weil vor kurzem eine britische Forschergruppe ein Experiment publiziert hat, welches nach eigener Aussage fast keine Wechselwirkung mit dem beobachteten Objekt beinhaltet.
Noch einmal zurück zu unserem Elektron. Heisenberg schloß aus dem Welle-Teilchen-Dualismus, daß man den Ort eines Teilchens nie ganz genau bestimmen kann, weil Wellen keinen genauen Aufenthaltsort haben. Das Ergebnis seiner etwas länglichen Ableitung ist das berühmte (und berüchtigte) Heisenberg’sche Unschärfeprinzip:

Man kann niemals Ort und Impuls eines Teilchens gleichzeitig und genau wissen.

Für die drei Dimensionen eines karthesischen Koordinatensystems bedeutet das:
Heisenbergsche_Unschaerfe_2
Hier sind Δx, Δy und Δz die Ungenauigkeiten des Ortes in den drei Dimensionen und Δpx, Δpy, Δpz die des Impulses des Teilchens.
h-quer
Das sogenannte “h-quer” ist das durch 2 π geteilte Planck’sche Wirkungsquantum h. Dabei handelt es sich sozusagen um eine elementare Menge (Quantum) an Energie. 2π ist der Umfang des Einheitskreises. Damit ist h-quer quasi das auf das Einheitsbogenmaß normierte Energiequantum.
Das Heisenberg’sche Unschärfeprinzip ist also eine direkte Konsequenz des Wellencharakters der Materie!
Der Zustand eines Teilchens wird in der Quantenmechanik durch die de Broglie-Wellenfunktion ψ(r,t) in Abhängigkeit von Ort (r) und Zeit (t) beschrieben. Diese Funktion definiert die Amplitude der Welle, nicht ihre Intensität. Um die Intensität zu erhalten muß man den Betrag der Wellenfunktion quadrieren:
Wahrscheinlichkeitsquadrat_2
Dieses Quadrat gibt also die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Teilchens an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit an.
Das soll für heute mal genug sein. Beim nächsten Mal steigen wir in die Heisenberg’sche Matrixdarstellung der Quantenmechanik ein!

Singer-Songwriter Developer

Ich muß gestehen, mit den meisten Singer-Songwritern habe ich ein Problem. Diese “ich brauche nur mich und meine Gitaharre!” Einstellung führt meines Erachtens oft zu dürftigen Resultaten. In einer sehr hitzigen Diskussion gestern fiel mir auf, daß es eine ähnliche Einstellung bei Entwicklern gibt. Gestern führte meine Nachfrage nach MacOS TextEdit auf Twitter innerhalb 2 Sätzen zur Unterstellung mittelschweren Trolltums.

Wenn ich einen Schritt zurück trete und finde ich persönlich 3 historische Phasen:

  • Ganz früher nutzte man die Tool Chain, die das jeweilige System bot.
  • Dann kam die Zeit, als es cool wurde, möglichst komplexe Tools zu verwenden, quasi ein digitales Gear Acquisition Syndrome. Die großen IDEs stammen fast alle aus dieser Epoche.
  • Momentan beobachte ich einen Trend, daß man auf möglichst primitive, meist im Lieferumfang der jeweils benutzten Plattform enthaltene Tools setzt, um relativ komplexe Aufgaben zu lösen.

Während so an und für sich gegen keinen der Trends etwas zu sagen ist (soll doch jeder die Tools nutzen, mit denen er produktiv ist), geht die eigene Einstellung bei IT technisch vorbelasteten Zeitgenossen oft mit einer sehr speziellen Form des Egozentrismus einher, der postuliert, daß der eigene Weg der einzig wahre ist. Man suhlt sich quasi in der Freude über die eigene Askese.

Ein Gutes hatte das Gespräch gestern: ich schreibe ein Posting drüber und denke noch mal drüber nach … nur in der anderen Reihenfolge. Ich plädiere hiermit für mehr Selbstreflexion!

Quantenmechanik – die frühen Jahre

Schönen guten Abend,
jetzt hat es etwas länger gedauert als geplant, aber heute möchte ich mit den ersten eigentlichen Teil meiner Einführung in die Quantenmechanik (QM) starten. Wie angekündigt möchte ich das Thema mit euch von der historischen Seite her aufrollen, also so, wie die Entdecker der QM das auch getan haben.
Vor der QM gab es ja nur das, was man heute als klassische Pysik bezeichnet. Ab dem Ende des 19. Jahrhunderts machten die Physiker aber vermehrt Experimente, die sich mit der klassischen Newtonschen Physik nurschwer erklären oder berechnen lassen bzw. zum Teil sogar im Widerspruch dazu stehen.

Geheimnisvolle Schwarzkörper

Eines der liebsten Steckenpferde der Physiker gegen Ende des 19. Jahrhunderts war das Problem der sogenannten Schwarzkörperstrahlung. Ein Schwarzkörper sollte ein Gegenstand beliebiger Form sein, der alles Licht (und andere Strahlung), welches auf ihn trifft absorbiert, der aber selbst Strahlung abgibt, die einzig und alleine von seiner Temperatur abhängt. So ein Ding ist eigentlich ein komplett theoretischer Vogel, aber man behalf sich, indem man eine Kavität mit Loch herstellte, wie sie das unten stehende Bild zeigt.
schwarzkoerper-versuch
Jede Strahlung, die durch die Öffnung in den Hohlraum hinein fällt, wird hin und her reflektiert, wird immer schwächer, kommt aber (im Wesentlichen) nicht mehr raus. Wenn man diese “Konservendose mit Loch” aber erhitzt und vor die Öffnung einen Strahlungssensor stellt, kann man die durch das Erhitzen entstehende austretende Strahlung messen. Das hat man dann auch getan und zwar hat man das Spektrum der austretenden Strahlung gemessen, also wieviel Strahlungsintensität bei welcher Frequenz. Das kann man dann gegeneinander auftragen und erhält Grafiken wie die folgende:
schwarzkoerper-diagramm
Nach links ist die Frequenz aufgetragen, nach oben die Strahlungsintensität. Die unteren beiden Kurven zeigen die Strahlung bei 2 verschiedenen Temperaturen, die mittlere bei einer niedrigeren Temperatur und die untere bei einer höheren. Was man vielleicht sehen kann: die Kurven werden mit zunehmender Temperatur flacher und das Maximum verschiebt sich nach rechts zu immer höheren Frequenzen. Ja ich weiß, ich bin kein besonders guter Zeichner …
Dann hat man versucht, diese Kurven durch eine Formel zu berechnen, also irgend etwas in der Form mit der Intensität auf der Ergebnisseite und der Temperatur und der Frequenz auf der Variablenseite. Der erste Versuch dazu machte 1889 Wilhelm Wien mit der nach ihm benannten Wien’schen Geichung:
wien-gesetz
Die beiden Konstanten A und ß sind feste Werte, die sich aus der Versuchsanordnung ergeben. Die Wien’sche Gleichung ist in der oberen Kurve auf der rechten Seite dargestellt, kann also das Spektrum bei relativ hohen Frequenzen recht gut beschreiben. Bei niedrigen Frequenzen neigt sie dazu, gegen unendliche Intensität zu gehen … Kunststück, ist halt eine e-Funktion.
Gegen 1900 zogen die Gelehrten (namentlich John William Strutt, 3. Baron Rayleigh und James Jeans) dann das Raleigh-Jeans-Gesetz aus dem Hut, welches so aussieht:
raleigh-jeans-gesetz
k ist die Boltzmannkonstante (ca. 1,3807*10^-23 J/K) und c die Lichtgeschwindigkeit. Wie man sieht, hängt hier die Intensität quadratisch von der Frequenz ab und es gibt keinen Dämpfungsfaktor für hohe Frequenzen. Das Ding schießt also für hohe Frequenzen nach oben hinaus. Das nannte man damals melodramatisch die “Ultraviolettkatastrophe”.
Max Planck, bemüht, eine Lösung zu finden, kam auf einem heute nicht mehr genau bekannten Weg zu der Annahme, daß die Energie des Oszillators, der die Strahlung aussendet, nicht kontinuierlich wachsen oder fallen kann, sondern nur in Stufen von hν, wobei h das berühmte Planck’sche Wirkungsquantum (6,626*10^-34 Js) ist, also E=nhν mit n=1,2,3…
Das führt dazu, daß man in der Herleitung des Raleigh-Jeans Gesetzes die verwendeten Integrale durch finite Summen über eine unendliche Zahl n von Termen ersetzen kann. Dann kommt man zur Planck’schen Gleichung für die Schwarzkörperstrahlung, die die gemessenen Kurven exakt wiedergeben kann:
planck-gesetz
Damit war der Grundstein der Quantenmechanik gelegt!

Jeder Welle ihr Teilchen!

Um 1905 untersuchte Albert Einstein den photoelektrischen Effekt: wenn man Licht (oder andere Strahlung) auf eine bestimmte Art von Metalloberflächen fallen läßt, werden einzelne Elektronen aus dem Metall “geschlagen” und erzeugen so einen elektrischen Strom. Er konnte zeigen, daß man auch Licht als Teilchen sehen konnte, die durch einen elastischen Stoß die Elektronen aus dem Metall lösen. Wenn das Licht aber durch Teilchen, sogenannte Photonen, interpretiert werden kann, bedeutet das nichts weniger, als daß auch das Licht in Quanten, also einzelnen Energiequanten vorkommt.
Um 1923 konnte Louis de Broglie in seiner Doktorarbeit mathematisch nachweisen, daß man alle Arten von Teilchen wie Photonen sehen kann, so daß man allen Teilchen Welleneigenschaften nachsagen könnte. Das mußte die damalige Nerdcommunity natürlich sofort überprüfen und man erfand ein Experiment, bei dem man einen Elektronenstrahl, also einen kontinuierlichen Strom aus Teilchen, auf einen Spalt treffen läßt. Dahinter bildet sich eine Intensitätskurve in Form einer Glocke: direkt hinter dem Spalt ist die Stärke am größten, nach außen flacht die Kurve dann einfach ab. Jetzt kann man noch so einen Spalt daneben machen, der hat dann auch so eine Glockenkurve. Wenn beide Spalte offen sind, sollten reine Teilchen halt 2 Glockenkurven hinter dem jeweiligen Spalt erzeugen, das heißt, die Intensitäten sollten sich einfach addieren: I=I1+I2. Dieses Eperiment nennt man, kaum zu glauben, den Doppelspalt. Was man aber fand, sah so aus:
welle-teilchen-doppelspalt
Sprich, es gab zwischen den beiden Spaltmaxima weitere Maxima, die man nur mit Interferenz erklären kann, also der Überlagerung von Wellenformen. Als Gleichung sieht das so aus:
interferenz
Die Funktionen ψ sind die sogenannten Wellenfunktionen. Ihr Betragsquadrat ist dann wieder die schon bekannte Intensität. Damit war nachgewiesen, daß Elektronen, die ja nun eindeutig Teilchen sind, sich am Doppelspalt wie Wellen verhalten und wir können uns für heute mit diesem Ergebnis zufrieden geben. Bis zum nächsten Mal!

Quantenmechanik – eine Einführung zur Einführung

Hallo und einen schönen guten Abend,
irgendwann vor einigen Wochen kam ich mir der verrückte Gedanke, daß ich immer schon mal eine wirklich verständliche Einführung in die Quantenmechanik schreiben wollte. Warum? Erstens, weil ich so etwas ähnliches mal studiert habe (genauer: Theoretische Chemie). Zweitens, weil ich Erklärbär aus Leidenschaft bin. Ja und dann hab ich auf Twitter rum gesponnen, daß so etwas ja wohl niemanden interessieren würde. Da gabs dann doch ein paar Leute, die sich für dieses Thema zu interessieren schienen. Also: here we go!
atom
Als nächstes war dann die Frage interessant, wie ich die Formeln und Bilder in den Text einbaue. Die erste Idee war, ein Plugin zu schreiben, welches LaTeX Formeln on the fly in Bilder setzen kann. So etwas gibts als fertiges Plugin für WordPress, da hätte man sich was für ExpressionEngine abschauen können. Aber ehrlich gesagt, gibt es nichts schöneres, als eine Formel mit der Hand auf Papier zu kritzeln. Und für das iPad gibt es eine sehr coole Software namens Paper von 53 Inc. Dieser Artikel hier dient also erstens der Einführung in die Einführung und zweitens dazu, mal zu schauen, ob das mit den Formeln so geht:
emc
An meine Leser stelle ich nach Möglichkeit keine allzu großen Vorbedingungen bzw. Anforderungen. Man sollte ein gesundes Schulwissen in klassischer Physik mitbringen und mittelmäßige Mathematikkenntnisse. Namentlich Integralrechnung und E-Funktionen sollten nicht unbekannt sein. Und man sollte keine Angst vor griechischen Buchstaben haben. Sollten wir bis zur Heisenberg’schen Mechanik kommen, werde ich noch einmal kurz die Matrizenrechnung erklären. Schau’n wir mal …

Überblick

Wer die Quantenmechanik (ich kürze das jetzt mal mit QM ab) einem Leserkreis erklären möchte, der bisher nicht damit in Berührung gekommen ist, hat ein nicht unbeträchtliches Problem: die QM ist quasi ein hermetisches Arbeitsgebiet, das heißt, wenn man versucht, ein Thema zu erklären, benutzt man dazu andere Begriffe und Konzepte aus diesem Gebiet, die der Leser aber noch nicht kennt. Als Leser muß man also hier und da akzeptieren, daß man nicht alle benutzten Begriffe auf Anhieb versteht. Erst mit einem gewissen Überblick erschließt sich die Eleganz und fast schon Schönheit der Konzepte.
Die verdaulichste Art der Einführung besteht darin, die historische Herleitung der QM zu nutzen, um Schritt für Schritt die Konzepte so einzuführen, wie sie Anfang des 20. Jahrhunderts gefunden wurden. Die QM ist übrigens auch ein schönes Beispiel für die von Thomas S: Kuhn postulierte Struktur wissenschaftlicher Revolutionen: es bewegt sich in der Wissenschaft relativ wenig, bis die Experimentalwissenschaftler immer mehr Versuche finden, die im Widerspruch zur bisher geltenden Theorie auf einem Gebiet stehen. Irgendwann müssen die Fachleute dann zugeben, daß ihre alte Theorie nicht alles erklären kann. Man fängt an, an manchen Formeln Korrekturfaktoren und Erweiterungen einzubasteln. Das geht noch eine Zeit gut, aber irgendwann reicht auch das nicht mehr. Bis dahin hat sich dann eine Art Faktenwelle angesammelt, die zu einem revolutionsartigen Umbruch und einer komplett neuen Theorie führt. So ist es damals bei der QM gewesen. Diesen Weg von den historischen Experimenten zu den modernen Theorien möchte ich mit euch gehen. Viel Spaß!

Kleiner persönlicher Rückblick der re:publica 2012

Auch wenn schon alle 3999 Teilnehmer der re:publica ihren Senf zur Veranstaltung gegeben haben, wollte ich (besser spät als nie) auch noch etwas dazu schreiben.
Zuerst mal zur Location: ja, auch ich finde die Station deutlich passender, um das angereiste Webvolk gedrängefrei unterzubringen. Letztes Jahr fand die re:publica ja noch im Friedrichstadtpalast in Mitte statt. Zusätzlich hatte man die Kalkscheune hinter dem Musicalpalast gebucht. Die drangvolle Enge erwies sich als massiver Hemmschuh für den Zustrom der Besucher.
Der Ansicht, daß die Hallen der Station schön seien kann ich mich leider nicht anschließen. Das halte ich in diesem Fall aber auch für absolut zweitrangig. Die Lage ist der einzige wirkliche Kritikpunkt, weil die Station zum einen aus allen Richtungen nur per “Schienenersatzverkehr” zu erreichen ist und zum anderen in einem Stadtteil (westlicher Teil von Friedrichshain) liegt, der absolut wirklich und rein gar nichts an Infrastruktur zu bieten hat (Bars, Cafés, Restaurants). Relativ unschön war auch der Open Space im ersten Stock, weil dort laufende Vorträge eine so grauenvolle Akustik hatten, daß man bei mehr als 10m Abstand zum Sprecher nichts mehr verstehen konnte.
Wett gemacht wurde das ernährungstechnische Manko vollständig vom Catering: selten habe ich auf einer Veranstaltung so aufmerksame, höfliche Mitarbeiter erlebt. Selten bzw. nie auch so günstige Preise gepaart mit einer für ein Großcatering unglaublich hohen Qualität. Lob auf ganzer Linie! Und die Cappuchinos der Baristas an der Cafétheke gehörten zu den besten, die ich in ganz Berlin bisher getrunken habe.
Nähern wir uns jetzt den Kernpunkten, nämlich den Talks und Besuchern. Ich habe nicht so schrecklich viele Vorträge und Diskussionen gehört und möchte auf diese ach nicht im Einzelnen eingehen. Ich möchte nur die Sprecher künftiger re:publicen dazu anhalten, ein wenig an ihrer Rethorik und Präsentation zu feilen. Die meisten Talks waren inhaltlich OK, aber rein handwerklich msierabel, was sowohl die Slides angeht als auch die Sprecher an sich. Ich erwarte von Fachleuten keine Multimediashow (obwohl mein Maßstab da durchaus hoch ist), aber ich erwarte, daß Sätze mehr sinnvolle Worte als “äh” und “erm” enthalten und wenn man nicht gut Englisch spricht, dann soll man es halt um Gottes Willen sein lassen.

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Trotzdem fanden sich gerade wenn man es am wenigsten erwartet einige interessante Anregungen wie das nebenstehende.
Das absolute Highlight für mich waren die Besucher. Ich kann gar nicht aufzählen, wieviele nette neue Menschen und alte Bekannte ich wieder getroffen habe. Und ja, entgegen meinen Vorannahmen waren auch längere tiefgreifende Gespräche möglich. Danke dafür an alle meine Gesprächspartner! Hinzu kommen die üblichen Selbstdarsteller und Pausenclowns des Web, ohne die mir auf einer re:publica etwas fehlen würde. Der eine oder andere wird mich sicher auch zu dieser Gruppe zählen … finde ich OK.
Alles in allem war die re:publica wieder eine runde Sache und Berlin war wie immer von einer besonderen herben Schönheit für Landeier wie meiner einen. Ich bin übrigens dieses Jahr nicht alleine angereist sondern habe mir Verstärkung von Nicole Dornseif, meiner Kollegin Rebekka Badenheuer und Klaudia Nellen, der reizendsten und kompetentesten Buchhändlerin von Aachen mitgebracht. Einen kleinen bebilderten Reisebericht abseits der re:publica selbst wird es bald auf meinem anderen Blog geben.

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