Lesermeinung - Spektrum der Wissenschaft

Ihre Beiträge sind uns willkommen! Schreiben Sie uns Ihre Fragen und Anregungen, Ihre Kritik oder Zustimmung. Wir veröffentlichen hier laufend Ihre aktuellen Zuschriften.
  • Neutralleiter oder Steuerleitung?

    13.10.2010, David Rickers, Hamburg
    Sehr geehrter Herr Schlichting, mit großem Interesse lese ich regelmäßig Ihre Artikel im Spektrum der Wissenschaft. In Ihrem Beitrag "Hoch hinaus" schreiben Sie, es handele sich bei der zentralen, auf der Mastspitze platzierten Leitung um den Neutralleiter. Dies nahm auch ich noch bis vor kurzem an, musste mich jedoch durch einen Mitarbeiter der E.ON belehren lassen, dass es sich bei diesen um Steuerleitungen zur Signalübertragung handelt. Wahlweise sind diese aus Metall oder neuerdings auch als Lichtwellenleitern ausgeführt. Die von Ihnen beschriebenen Effekte und Schlussfolgerungen bleiben dadurch natürlich unangetastet.
    Antwort der Redaktion:
    Danke für Ihre Anmerkung. In der Tat sind in unterschiedlichen Quellen diesbezüglich unterschiedliche Informationen zu finden. Aber wie Sie schon zutreffend bemerken: Im Endeffekt ist für das in Herrn Prof. Schlichtings Artikel dargestellte Phänomen nur entscheidend, dass der Leiter nicht stromführend ist.
  • Zeit entsteht durch den Akt des Beobachtens

    12.10.2010, Gerhard Fischer, Neubau (Österreich)
    Sowohl die Physik von Newton und Einstein als auch die Schrödinger-Gleichung der Quantenmechanik sind streng deterministisch. Das bedeutet, dass alle Zeitpunkte gleichwertig sind, Systemzustände sind untereinander abbildbar und daher nicht wesentlich verschieden. In diesen Theorien besitzt ein System (auch das Universum) keine inhärente Vergangenheit, Gegenwart oder Zukunft, es existiert einfach in der Form, die durch zeitfreie Anfangs- und Randbedingungen vorgegeben ist.

    Im Rahmen der Quantenmechanik kommt noch der wichtige Aspekt hinzu, dass ein unbeobachtetes System sich in keinem eindeutigen, bestimmten Zustand befindet. Alle auf Grund der Randbedingungen möglichen Zustände sind quasi gleichzeitig vorhanden, sie sind einander überlagert.

    Wie kommt also die Zeit in die unsere Welt?

    In der Quantenmechanik ist ein weiterer Effekt bekannt, der allerdings mit Mitteln der Schrödinger-Gleichung nicht beschreibbar ist und der bisher völlig rätselhaft und gesetzlos erscheint: In dem Augenblick, in dem ein System beobachtet wird, nimmt ein zunächst unbestimmter Zustand plötzlich einen bestimmten Zustand an (dies wird auch Kollaps der schrödingerschen Wellenfunktion genannt). Durch den Vorgang der Beobachtung entsteht ein Vorher und ein Nachher, das System ist nach der Beobachtung wesentlich verschieden von jenem vor der Beobachtung: Das Ergebnis der Beobachtung ist aus dem vorhergehenden System nicht ableitbar und die im Zuge der Beobachtung gewonnenen Fakten übernehmen die Rolle von zusätzlichen Randbedingungen. Dieser Effekt ist für einzelne Photonen und Elementarteilchen sehr ausgeprägt, für einen Vorgang des menschlichen Alltags, in dem Myriaden von Photonen und Atomen im Spiel sind, ist der Gesamteffekt dieser Kollapse einzelner Teilchen winzig, auf Grund statistischer Effekte erscheinen neue makroskopische physikalische Gesetze. Dies ändert jedoch nichts am Prinzip der permanent stattfindenden mikroskopischen nichtdeterministischen Vorgänge.

    Auch ist zu bedenken, dass sich menschliches Beobachten in Zuständen des Neuronennetzes des Gehirns repräsentiert. Die permanent stattfindenden Kollapse von unbestimmten Zuständen eines beobachteten Systems zu bestimmten Zuständen spiegeln sich also wider in permanenten nichtdeterministischen Zustandswechseln des Gehirns. Da das Gehirn diese Zustandswechsel selbst erkennen kann, entsteht die Wahrnehmung der Zeit.

    Die Schlussfolgerung lautet: Menschlich wahrgenommene Zeit entsteht durch den Akt des Beobachtens, sie ist keine inhärente Eigenschaft des beobachteten Systems.
  • Appetit auf mehr

    12.10.2010, Klaus Herrmann, Hürth
    Nach Nina G. Jablonski war der Selektionsdruck, der zur nackten Haut führt und zur Fähigkeit, außergewöhnlich stark schwitzen zu können, folgender (S. 64): „Mit ihren langen Beinen vermochten sie [unsere Vorfahren] in der weiten Landschaft rasch und ausdauernd zu gehen oder zu laufen und bei Bedarf auch gut zu rennen, ob sie nun Beutetiere verfolgten oder selbst vor Raubtieren oder Feinden flüchten mussten. Solches Verhalten steigert natürlich stark die Hitzschlaggefahr. ... Mit einem Fell und ohne zusätzliche ekkrine Schweißdrüsen hätte die starke, andauernde Muskelaktivität ihren Körper zu sehr aufgeheizt.“ Die Jagd auf zwei Beinen war also nach N.G. Jablonski der Selektionsdruck, der zu der nackten Haut führte und zu der Fähigkeit, so außergewöhnlich stark schwitzen zu können,

    Wir erfahren von N.G. Jablonski jedoch nichts darüber, warum diese Primaten zum aufrechten Gang mit langen Gliedmaßen übergingen. Die Umstellung von der vierbeinigen zur zweibeinigen Fortbewegung hat sehr umfangreiche anatomische Veränderungen erfordert: an den Fußgelenken, den Knie-, und Hüftgelenken, am Becken, an der Wirbelsäule und auch am Schädel. Das hat sehr lange gedauert, und in dieser Phase konnten sich die Primaten nur langsam und sehr schwerfällig fortbewegen. Sie konnten kein Großwild in der Savanne jagen. Jeder vierbeinig laufende Konkurrent war ihnen haushoch überlegen. Sie waren eine leichte Beute. Der aufrechte Gang machte sie weithin sichtbar.

    Warum haben unsere Vorfahren dennoch überlebt? Was war der Selektionsdruck, der diesen Übergang förderte? Folgt man N.G. Jablonski, dann war während der Phase der langsamen Bewegung eine nackte Haut und Schwitzen als Kühlung nicht erforderlich. War es danach für die Jagd und das Sammeln von Nahrung wirklich erforderlich? Löwen und Steppenpaviane kommen in sehr heißer Umgebung zurecht. Sie schwitzen nicht, und sie haben ein Fell.

    Die Thesen von Nina G. Jablonski waren zur Zeit ihrer ersten Publikation (in den 1980er Jahren) aktuell und für die Diskussion sehr hilfreich. Heute jedoch gibt es viele neue Erkenntnisse, die zu einer Revision zwingen. Ihr Artikel liest sich wie eine interessante Vorspeise, lecker zubereitet macht sie Appetit auf mehr, aber richtig satt wird man nicht.

    Um den Hunger zu stillen, empfiehlt sich als Hauptgericht Stefan Berking (Zoologe aus Köln) "Vom aufrechten Gang und vom Ackerbau" (2010, ISBN 978-38391-3254-8). Er bewertet alle aktuellen Theorien zur Entstehung des aufrechten Ganges, zeigt ihre Schwachstellen, kombiniert sie und würzt sie mit neuen Ideen.
    Ich wünsche guten Appetit und viel Spaß beim Lesen.
  • Das wusste schon Freud

    12.10.2010, Herrmann Cropp
    

Ich finde es sehr unbefriedigend in Ihren Artikel häufig zu lesen, wie umwerfend neu die jeweiligen Erkenntnisse seien, dabei genügt etwas Allgemeinbildung, um zu erkennen, dass damit nur der Artikeln wichtig gemacht werden soll - also wie ein Verkaufsargument.

 Eigentlich hätten Sie sowas gar nicht nötig, denn die vorgestellten Untersuchungen sind ohnehin interessant genug. Da die Autorin Piaget erwähnt, dürfte ihr auch bekannt sein, was Freud zu dem Thema schreibt, dass Kinder nämlich schon im frühesten Stadium als Forscher anzusehen seien, die viel mehr von der Welt verstehen, als Erwachsene wahrhaben wollen.

 Künftig würde ich mich also freuen, wenn die wissenschaftsgeschichtliche Einleitung weniger spektakulär und dafür korrekt wäre.

  • Viel Worte und wenig Ordnung

    11.10.2010, Dr. med. Claus-Dieter Kopetzky, Grossrosseln
    Callenders Artikel betrifft ein oft verdrängtes und bislang unbefriedigt gelöstes Grundproblem vor allem der Naturwissenschaften. Es geht ihm und den zitierten Wissenschaftlern um die Frage, ob die Zeit, die wir ständig erfolgreich messen, wirklich ist oder ob sie eine Illusion ist, wie er im Titel seiner Veröffentlichung hinterfragt. Callender verzichtet nicht nur darauf, darzustellen, was wir denn im Alltag messen, er vermeidet jede wissenschaftstheoretische Analyse dessen was wir heute als "Zeit" verstehen. Die kantschen apriorischen Kategorien, die eine erkenntnistheoretisch profunde Ausgangsbasis böten: Fehlanzeige. Ich weiss, auch Einstein hat Kant widersprochen. Hat er, aber mit welchem Erfolg?

    So fabuliert Callender frei weg ohne einen deklarierten Zeitbegriff. Im ersten Satz meint er offensichtlich eine "subjektive" Zeit, späterhin die Zeit schlechthin, zum Schluss eine "objektive", dann auch eine "Erfahrungszeit" und schließlich gar eine "physikalische Zeit", was immer er darunter versteht. Was soll ich denn dann mit dem Hinweis anfangen, dass es Naturwissenschaftler gäbe, die die Existenz der Zeit leugnen. Die Existenz welcher Zeit? "Auch die Zeit könnte eine emergente Eigenschaft der grundlegenden Bestandteile dieser Welt sein."

    Ohne auf die problematische Begrifflichkeit der Emergenz eingehen zu wollen, ist ihre Feststellung oder Vermutung immer einem bewertenden Vergleich zeitlich unterschiedlicher Beobachtungen und Beobachtungsebenen geschuldet. Die Feststellung einer Emergenz kann der falsifizierbaren Erklärung der Entstehung eines neuen Phänomens dienen, für den Beweis dessen Existenz/Nichtexistenz ist sie untauglich. Die Existenz einer wirkenden, also realen Zeit wäre mit hinreichender Sicherheit nachzuweisen, bevor ich mir Gedanken über ihre Entstehung machen könnte. Die "Entdeckung" der Emergenz einer (noch) nicht bewiesenen, subjektiven?, objektiven?, physikalischen? Zeit den Leistungen von Einstein gleichzusetzen, spricht für die Begeisterungsfähigkeit von C. Callender.

    Zum Schluss nochmals Kant: "Die Zeit ist also lediglich eine subjektive Bedingung unserer (menschlichen) Anschauung, (welche jederzeit sinnlich ist, d.i. so fern wir von Gegenständen affiziert werden,) und an sich, außer dem Subjekte, nichts." (Kant. I.: Kritik der reinen Vernunft, B51). Solange diese Aussage (mit ihren Begründungen) nicht widerlegt ist, können wir kaum von der emergente Eigenschaft einer subjektiven und objektiven Zeit sprechen. Was bleibt, wäre die "physikalische Zeit". Unterstellt, sie existiert, müsste sie sich in ihren Wechselwirkungen zeigen, offen in welchen. Eher unwahrscheinlich ist aber, dass sie die Eigenschaften der uns bekannten Zeit besitzt.

    Ich vermag nicht zu beurteilen, ob es gelingen könnte, diese auf mathematischen Metaebenen darzustellen. Wenn wir allerdings die Ergebnisse dieser Gleichungen in unserer Erfahrungsebene deuten wollten, wären wir wieder auf die subjektiven zeitlichen, räumlichen und kausalen Kategorien unseres Verstandes angewiesen. Das ist so, als wollten wir den Eimer hochheben, in dem wir stehen. Nun soll der Artikel sicher nicht der wissenschaftlichen Diskussion dienen, eher der Unterhaltung der "naturwissenschaftlich interessierten Laien". Aber auch Laien verdienen den Respekt der Sorgfalt und methodischen Ordnung. Es verwundert schon, wie sorglos, wenn nicht fahrlässig der Philosoph Callender sprachkritische Grundregeln ausser Acht lässt, indem er immer wieder undeklariert die subjektive Beschreibung an die Stelle des beschriebenen Objektes setzt. Als Titelgeschichte des Spektrum der Wissenschaft, dessen Leser und Abonnent ich vom ersten Heft an bin, ist die Story aus meiner Sicht leider pathognomisch. Dies gilt zwar weniger für die Entwicklung der Zeitschrift im letzten Jahrzehnt (das aber auch) als für die Entwicklung der Naturwissenschaften.

    Die von Callender geschilderten Zweifel und Unsicherheiten sind damit ausdrücklich nicht gemeint, vielmehr die mangelnde Disziplin von Naturwissenschaftlern mit ihnen methodisch, sprachlich und inhaltlich umzugehen. Dass der existentielle Zwang möglichst viel, in möglichst kurzer Zeit zu veröffentlichen, zu Lasten der gebotenen Sorgfalt und Ruhe geht, wer vermag das nicht zu sehen. Den Naturwissenschaften ist "die Zeit" zwar nicht gänzlich abhandengekommen, was könnten sie denn noch ohne sie messen, wohl aber die Solidität ihrer wissenschaftstheoretischen Basis.

    Dem interessierten Laien offenbart sich ein einziger Kuddelmuddel, weshalb auch ich mich zur Nachsicht mahne: Die subjektive Beschreibung eines Objektes kann nur schwerlich geordneter sein, als die Ordnung des beschriebenen Objektes. Abschließend gestehe ich, dass auch ich eine "Zeitlosigkeit" kenne. Z.B. gerade jetzt. Ich habe keine Zeit mehr: Meine Frau hat mich zum zweiten Mal zum Essen gerufen. Und das muss ich ernst nehmen, Zeit hin oder Zeit her.
  • Warum fast alle Männer nackt sind

    11.10.2010, Klaus Teutenberg, Lindlar
    Die Autorin meint, bezüglich stärker behaarter Männer könne jeder seine eigene Vermutung anstellen. Meine sieht so aus: Frau Ergaster sagte zu ihrer heiratswilligen Freundin: "Mein Gott" - oder besser: "Potz Blitz, willst du etwa den Typ heiraten? Der sieht ja aus wie ein Affe!" (OH könnte das sicher schön verdeutlichen.) Die Folge ist bekannt.
  • Zeit ist keine Einzeldimension

    11.10.2010, Josef Wieser
    zum im Betreff genannten Artikel möchte ich gerne folgendes anmerken:
    • Die Zeit kann einzeln für sich nicht verstanden werden, sondern macht nur Sinn im Verbund der (mindestens) vierdimensionalen Raumzeit, die zu jeder definierten Koordinate nur ein reales Abbild hat. Es macht also keinen Sinn, die Zeit als Einzeldimension mit Sondereigenschaften (im Unterschied zu den drei Raumdimensionen, die als umkehrbar verstanden werden können) zu begreifen.
    • Der Autor verwendet jeweils das Wort "Zeit" für so unterschiedliche Bedeutungen wie "Zeitpunkt" oder Zeitfluss. Obwohl schon Albert Einstein dies z. B. in seinen Abhandlungen "Zur Elektordynamik bewegter Körper" auch so handhabt, ist es einer Beschreibung eines Szenarios nicht zuträglich und nicht eindeutig verstehbar.
    • Bei der Abbildung auf S. 35 oben soll vermutlich die Sonderform der Zeit als besondere Dimension in der vierdimensionalen Raumzeit herausgestellt werden. Dies Bedarf meiner Ansicht nach keiner Darstellung, denn eine Ungleichheit der drei Raumdimensionen mit der Zeit als vierter Dimension ist in unserem Erfahrungssystem (einschließlich einer Kugel, die - durch eine zeitlichen Ortsveränderung - an einer räumlichen Wand abprallt) trivial. Außerdem ist durch die Definition einer rein räumlichen Wand bereits eine Sonderstellung der Zeitdimension im Beispielansatz festgelegt.
    • Wäre Zeit nur eine Illusion, dann auch die Veränderung, da sie per Definition einen Vergleich zwischen einem Vorher und einem Nachher erfodert, der nur durch mit einem Vorhandensein von Zeit existieren kann. Da aber Veränderungen physikalisch messbar stattfinden, so kann auch die Zeit keine Illusion sein. Selbst das Vorhandensein einer sich verändernden Illusion setzt das Vorhandensein von Zeit - zumindest in einer emergenten Form - voraus. Ein Umkehrschluss ergäbe, dass es kein Leben gäbe. Es sei denn der Zeitfluss wird als statisch begriffen und die Veränderung an sich als stationär. In diesem Fall ist es notwendig, sich vor der weiteren Diskussion auf gemeinsame Definitionen von Begriffen wie Dynamik und Veränderung zu einigen. Jede "Weltformel" muss auch die Erfahrungswelt richtig beschreiben.
    • Auch Albert Einstein formuliert die Lichtgeschwindigkeit als Grundgröße - hieraus ist die Zeit ableitbar und nicht mehr als Grundkonstannte notwendig. Mathematisch wie physikalisch ist aber durch Formelumformung genauso die Zeit als Grundgröße definierbar - auch hierbei bleibt die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum konstannt. (Außerdem gibt es alternative Definitionen zur Gleichzeitigkeit von Ereignissen - die der Autor der Zeit abspricht - die mit der Albert Einsteins konkurrieren, wodurch natürlich die Aussagen der Relativitätstheorie nicht in Frage gestellt werden.)
    Ausdrücklich möchte ich abschließend noch die Arbeiten Craig Callenders sowie die Qualität Ihrer Zeitschrift würdigen.

  • Beobachten besser als vermuten

    11.10.2010, Julian Dindas, Lauter
    mit großem Interesse habe ich Ihren Artikel über die mögliche Illusion der Zeit gelesen und mich doch sehr gewundert. Obwohl ich als Student eher in der Molekularbiologie und Biochemie zu Hause bin, habe ich seit Jahren ein großes Interesse an theoretischer Physik, insbesondere an Astro- und Quantenphysik. Doch in letzter Zeit nahm mein Staunen und Wundern über Bücher und Artikel in SdW stark zu. Ich persönlich halte es mit Karl Popper, dass eine wissenschaftliche Vermutung durch Beobachtung bewiesen werden muss. Und zeigt nun ihr Artikel nicht par excellence wo man eine Grenze ziehen müsste, um Naturwissenschaft von reinen theoretischen Gedankenspielen abzugrenzen?

    Sicherlich: Zeit ist etwas kaum fassbares, zu sehr unterschieden und unterscheiden sich die Wahrnehmung und die sprachliche Manifestierung dieser in den Sprachen und Kulturen der Menschen. Ihre Artikelreihe zur Zeit machte dies deutlich: Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft sind wohl eher moderne Begriffe und repräsentieren nur eine Ordnung der Zeit unter den vielen die Menschen wahrnehmen und beschreiben können. Und was uns heute im Alltag als wohl geordnete Aneinanderreihung Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft erscheint, wurde durch Einstein aufgelöst. Zeit kann gestaucht und gestreckt werden, mal vergeht sie schneller, mal langsamer. Gleichzeitigkeit existiert nicht mehr. Alles ist relativ.

    Aber Einsteins Relativitätstheorien sind beobachtbar, ihre Effekte sind messbar. Sie sind nicht die ganze Wahrheit, ihr Versagen auf Quantenebene legt davon Zeugnis ab. Und aus dieser Kluft zwischen Quanten- und Relativitätstheorie erwachsen nun die vielfältigsten Theorien, um beide zu vereinen, lang schon sind sie so kompliziert das sie Laien nicht mehr zu vermitteln sind, das ist aber auch nicht der Anspruch. Ansprüche sind vielmehr die mathematische Exaktheit, die Logik der Schlussfolgerungen und letztlich die Möglichkeit zur Beobachtung in der realen Natur. Ich bin der festen Überzeugung, dass die Mathematik etwas der Natur immanentes ist, etwas was vor dem Menschen da war, etwas wofür wir nur die Sprache aus Symbolen und Formalismen geschaffen haben, um sie im Wortsinn zu begreifen. Ob damit aber ein Anspruch auf Realität erwächst, so dass alles, was sich streng mathematisch ergibt, auch so sein muss, ist zu bezweifeln. Nur weil sich das Formelzeichen t, für die Zeit, sich aus Gleichungen herauskürzt, heißt dies doch noch nicht, dass Zeit nicht existiert. Ich weiß nicht, wie es ist, ich meine nur, die Zeit ist etwas so grundlegend Charakteristisches für unser Universum, dass in diesen Fragen der Beweis durch Beobachtung, wie kompliziert sie auch sein mögen, unbedingt erbracht werden muss. Ich halte es für leichtfertig, immer komplexere Theorien aufzustellen, die unser Universum (wenn nicht mehr) erklären wollen, und sich dabei wiederum auf Vermutungen zu stützen, die vielleicht gar nicht beweisbar sind. So wie in der Biologie der Beginn des Lebens nicht beweisbar ist, da chemische Reaktionen keine Fossilien hinterlassen und Überreste von ersten Protozellen längst der Plattentektonik zum Opfer gefallen sind.

    Insgesamt glaube ich: Warum sollte unser Universum so über die Maßen kompliziert sein? Vermutlich ist es viel einfacher.
  • Veränderung, nicht Zeit, ist der grundlegende Begriff

    11.10.2010, Harald Kirsch, Düsseldorf
    "Ohne Zeit stünde die Welt still", so beschreibt Prof. Callender das Zeitverständnis der meisten Zeitgenossen. "Wenn die Welt still steht, dann auch die Zeit" ist aber vielleicht ein besserer Ansatz zu einem intuitiven Verständnis der Zeit.

    Wären wir in der Lage, in einem von seiner Umwelt isolierten Raumgebiet die Veränderung oder Fortentwicklung von Materie und Feldern "einzufrieren", läuft dort dann weiterhin Zeit ab? Wenn keine Wechselwirkungen mehr stattfinden, wenn selbst eine Atomuhr aufhört zu "ticken", wenn jeder Veränderungsprozess der zum Messen von Zeit herangezogen werden könnte eingefroren ist, läuft dann noch Zeit ab? Ich denke, nein.

    Meiner Meinung nach ist Zeit lediglich ein Weg zum Messen und Vergleichen der durch die Grundkräfte der Physik getriebenen Fortentwicklung von Materie und Feldern. Jede Uhr beruht auf dem Mitzählen einer regelmäßigen Veränderung und dient damit als Maßstab für alle anderen in uns und um uns ablaufenden Veränderungen. Würde die Welt, und mit ihr unsere Uhren, "langsamer ticken", wir hätten keine Möglichkeit dies zu bemerken. So wie für ein Schachspiel nur die Zugfolge wichtig ist, egal ob sie durch Schnellschach oder Briefschach zu Stande kommt, so ist in der Welt die Veränderung der grundlegendere Begriff. Zeit zu messen ist analog zum Zählen der Züge im Schach.

    Tatsächlich passt diese Sicht der Zeit hervorragend zur speziellen Relativitätstheorie, in der die Veränderungsgeschwindigkeit vom Beobachter abhängt. Und die unterschiedlichen Veränderungsgeschwindigkeiten implizieren unterschiedliche, beobachterabhängige Zeitmessungen.

  • Ja, Zeit ist eine Illusion

    11.10.2010, Hans Pröpper, 41352 Korschenbroich
    Ist die Zeit eine Illusion? - Ja und Nein!
    Der große Königsberger Philosoph Immanuel Kant hatte sich schon 1781 im Zusammenhang seiner"Kritik der reinen Vernunft" zwangsläufig mit diesem Thema befasst. (Der transzendentalen Ästhetik Zweiter Teil, Von der Zeit.)
    Das Ergebnis in Kurzfassung:
    JA: Zeit existiert als konstitutives Element "Anschauungsform"(ebenso wie Raum) menschlichen Erkennens und nur für dieses! Alles was wir erkennen, bzw. wie wir es erkennen, "das Ding in der Erscheinung", erscheint uns zeitlich (und räumlich) geordnet.
    Nein: Zeit existiert nicht, denn das "Ding an sich", alles was dahinter steht, also frei ist von den konstitutiven Bedingungen unseres Erkennens, ist davon frei!
  • Sprechen wir hier von Leistung oder von Spannung?

    11.10.2010, Hans Rudolf Zeller, Birr, Schweiz
    Die Beobachtung, dass sich Vögel bei Hochspannungsleitungen nur auf dem Neutralleiter oder auf den geerdeten Teilen der Masten aufhalten, habe ich schon oft gemacht. Irritiert hat mich dagegen im Artikel von Prof. Schlichting die Behauptung, dass sich "Vögel oberhalb einer durch die Kabel übertragenen Maximalleistung von 60 kW nicht mehr auf Leitungsseilen aufhalten. Experimente mit Tieren in Gefangenschaft zeigten zwar, dass sie je nach Art auch höhere Spannungen akzeptieren ..." Sprechen wir hier von Leistung oder von Spannung? Was die Vögel möglicherweise fühlen sind entweder elektrische oder magnetische Felder, sicher aber nicht die elektrische Leistung (Watt).

    Es gibt jedoch gute Gründe für die Annahme, dass es etwas ganz anderes ist, was die Vögel abschreckt. Jeder, der bei Regenwetter oder Raureif unter einer Hochspannungsleitung gestanden hat, kennt das typische Knistern. Dieses stammt von winzigen Koronaentladungen, die durch elektrische Feldüberhöhungen an Protrusionen am Leiter - Eiskristalle, Regentropfen etc. - hervorgerufen werden.

    Rein elektrisch gesehen ist auch ein Vogel, insbesondere sein Schnabel, eine Protrusion, die zu Feldüberhöhungen führt. Die durch eine Koronaentladung hervorgerufenen Ströme sind zwar winzig, aber viel größer als die im Artikel genannten Depolarisationsströme (die mit Antennen nichts zu tun haben). Die fließende Ladung pro 50-Hz-Zyklus ist zwar von ähnlicher Größenordnung wie die Depolarisationsladung, fließt aber innerhalb Mikrosekunden, was zu sehr viel höheren momentanen Strömen führt. Zudem treten chemische Reaktionen auf. Es bilden sich unter anderem Stickoxyde. Vermutlich sind es entweder die Korona-Ströme oder deren chemische Reaktionsprodukte, die die Vögel abschrecken. Die Kilowatt sind es sicher nicht.
    Antwort der Redaktion:
    Sie machen mit Recht auf einen Flüchtigkeitsfehler aufmerksam, den ich in meinem Beitrag übersehen habe. Es kommt natürlich auf die Spannung an und der Satz muss korrekt lauten: „…Vögel oberhalb einer Maximalspannung von 60 kV nicht mehr auf Leistungsseilen aufhalten…“. Auch Ihre zusätzliche Annahme erscheint mir sehr plausibel und damit eine schöne Ergänzung zu dem im Artikel Gesagten.



    Viele Grüße JS
  • Mehr als ein technisches Problem

    11.10.2010, Iko Tönjes
    Der Artikel enthält viele interessante Erkenntnisse, aber Einiges ist auch zu hinterfragen. Deswegen einige Ergänzungen:

    Der Satz "In Deutschland .. hat fast jeder, der alt genug dafür ist, einen Führerschein und ein eigenes Auto." stimmt so nicht. Die große Studie "Mobilität in Deutschland 2008" hat ermittelt, dass immerhin 20 Prozent der deutschen Haushalte kein Auto besitzen, in Großstädten sogar fast 30 Prozent. Und der Trend bei jungen Großstadtbewohnern zum Führerschein und Auto ist schon leicht rückläufig.

    Ob ein Auto das "komplexeste" Konsumprodukt ist, ist zweifelhaft. Ob es technisch komplexer ist als ein Computer, darüber mag man streiten; wenn man nur auf das Produkt und nicht auf die Produktion schaut, ist schon eine simple Topfpflanze bzw. jede einzelne ihrer Zellen wohl um ein Vielfaches komplexer. Das ist ein Punkt, den Ingenieure meist vergessen.

    Dass die Reduzierung der Schadstoffe eine "Erfolgsgeschichte" ist und dass die Abgase manchmal sauberer sind als die Umgebungsluft, ist zumindest für Stickoxide und Partikel sicher nicht zutreffend. Viele europäische Großstädte haben Probleme, die gültigen EU-Grenzwerte für Partikel (PM10) und NO2 einzuhalten, und das gerade an Hauptstraßen.

    Als vor ca. 10 Jahren einige Vorzeige-Sparmodelle (VW Lupo, Audi A2) zu kaufen waren, waren die Preise so hoch angesetzt und wurde in den Autohäusern aktiv vom Kauf abgeraten, dass es kein Wunder war, dass die Modelle kein Erfolg wurden. Es lag wohl nicht in erster Linie an den Kunden.

    Es ist nicht die Technik, die die Probleme des Autoverkehrs lösen kann, sondern die gesellschaftliche Organisation:

    - Solange das Geschäftsmodell und die Kalkulation der Autoindustrie davon ausgeht, dass der größte Gewinn mit dem Verkauf der größten Autos gemacht wird, solange werden sparsame Autos eher PR-Objekte als Massenprodukt sein. Und verbrauchsunabhängige Kosten für die Dienstwagennutzung unterstützen das.

    - Solange das Konzept der privaten
    Allzweck-Reise-und-Transport-Renn-Limousine mit Insassenschutz bis 200 km/h die Regel ist, solange werden Autos weiterhin zu schwer sein und fast nur herumstehen, und dann werden sich technische Innovationen auch nur mit großer Verzögerung verbreiten.

    Ohne moderne Konzepte von CarSharing (s. Car2go in Ulm und Mu von Peugeot), bei denen man sich für jeden Nutzungszweck das passende Fahrzeug mietet, und einen intelligenten Verkehrsmittelmix inklusive (E-)Fahrrad und Bahn wird sich weder das Elektroauto durchsetzen noch wird der Autoverkehr global überleben können.

    "Wir behalten unsere bisherigen Autos und bauen nur einen neuen Motor ein", das wird nicht die Zukunft sein.
  • Fraglicher Eindruck

    10.10.2010, Peter Maier, Wien
    Der Artikel macht einen in einigen Punkten fraglichen Eindruck.

    1. Wie ist der 60-Kilowatt (60kW) Grenze bei Freileitungen zu verstehen? Wie bekannt ist, definiert sich elektr. Leistung aus dem Produkt Spannung mal Strom. Fliesst kein Strom durch die Leitung, aber liegt die (Hoch)spannung an, beträgt die übertragene Leistung nahezu 0 Watt. Trotzdem nehmen Vögel nicht auf Freileitung mit Hochspannung wie Leitungen mit 220kV oder 380kV "Platz".

    Im Mittelspannungsnetzen, welche je nach Region mit 10 bis 30kV betrieben werden, nehmen Vögel hingegen sehr gerne Platz. Das ist bei Freileitungen im Bereich der Isolatoren sogar ein Problem, wie im Artikel bei den Störchen erwähnt. Bei Mittelspannungsnetzen beträgt die durchschnittliche Leistung einige Megawatt bis zu einigen 10 Megawatt die übertragen werden. Wie passt diese Leistungen also zu dieser postulieren 60-Kilowatt-Grenze?

    (Wurde da etwa Kilowatt mit Kilovolt verwechselt? - das ist dann schon ein recht arger Schnitzer der im Review auffallen sollte und ich daher nicht glauben will.)

    2. In Hochspannungsnetzen dient die Erde, das Erdseil (an der Mastspitze bei Metallmasten, tlw. auch als Blitzschutzseil bezeichnet) nicht als Retourleiter zum Kraftwerk. Offensichtlich liegen hier völlig falsche Vorstellung vor, wie Dreiphasensysteme wie das Mittelspannungsnetz oder auch die Hochspannungsebene mit 110kV/220kV/400kV realisiert sind. Auch ist der "Neutralleiter" auf Niederspannungsnetz im Haushaltsbereich üblich, kommt aber in Hochspannungsnetzen in dieser Form gar nicht vor. (Es gibt im Hochspannungsbereich bei Leistungstransformatoren einen so genannten Sternpunkt und unterschiedliche Behandlungen wie dieser Sternpunkt geerdet werden kann oder ob er "schwebend" ist. Im Niederspannungsnetz mit 230V/400V ist dieser Sternpunkt geerdet und mit dem Neutralleiter verbunden)

    Erdschlussfehler treten bei Freileitungen öfter auf, z.B. Baum der in eine Freileitung hinein wächst. Dazu gibt es die Erdschlusskompensation welche bei einpoligen Erdschluss einen Zeit lang den Weiterbetrieb erlaubt. Würde die Erde als "Retourleiter" verwendet werden, wäre das ein Kurzschluss und keine Ersdschlusskompensation möglich. Details finden sich in einschlägigen Lehrbüchern wie "Rene Flosdorff, Elektrische Energieverteilung" ISBN 3-519-26424-2.

    3. Vögel nehmen nicht auf den Leiterseilen von Hochspannungsleitungen (110kV, 220kV und 440kV) Platz, weil die im Artikel korrekt erwähnte elektrische Feldstärke über den Leiterseilen sehr hoch ist und an der Durchbruchsgrenze (Ionisierungsgrenze) von Luft liegt. Was fehlt ist die Erwähnung von den einsetztenden Koronaentladungen ("Sprühentladungen") welche an spitzen Kanten ausgeht. Wie es eben auch Vogel auf so einer Leitung darstellen. Diese Entladungen führen zu nervlichen Reizen und sind entsprechend unangenehm. Das ist aber nur durch die hohe Spannung gegen Erdpotential bedingt, hat nichts mit Übertragungsleistungen zu tun.

    Die Koronaentladungen treten auch direkt auf der Oberfläche von dem Leiterseil auf, weil es "dünn" im Querschnitt ist. Deswegen werden Hochspannungsleitungen welche mit 400kV betrieben werden, auch als Bündelleiter mit mehreren Metallseilen in engen Abstand ausgeführt, quasi wie holes "Rohr". Um so die "scharfe Krümmung" und die damit verbundene hohe elektrische Randfeldstärke über den Leiterseilen zu reduzieren und so Koronaentladungen (sind Verluste) zu minimieren.

    Diese Koronaentladungen sind übrigends auch der Grund, neben Effekten an den Isolatoren, warum es unter einer 400kV-Freileitung so "knistert und prasselt". Mit entsprechenden Koronakameras und im Dunkeln (Nacht) kann man diese kleinen Entladungen entlang des Leiterseils von 400kV-Hochspannungsfreileitungen auch optisch beobachten. Und das ist auch der Grund, warum Hochspannungsteile in Uni-Hochspannungslabors mit so grossen Runden Metallblechen ausgekleidet werden, Stichwort Hochspannungsringe. Auch das findet sich alles in einschlägigen Lehrbüchern der Hochspannungstechnik.

    In den USA werden arbeiten wie das Austauschen von Abstandshaltern bei diesen Bündelleitern auch in Betrieb befindlichen Höchstspannungsleitungen (um 500kV) von Hubschraubern aus getätigt. Weil dort so wenig Reserveleitungen vorhanden sind. Die Arbeiter haben dazu einen leitfähigen Schutzanzug an, um durch die Koronaentladungen (das "beisst" ziemlich) nicht zu stark beeinträchtigt zu werden wenn sie auf der Hochspannungsleitung "sitzen". Genau das ist der Grund warum auch Vögel, die klarerweise keinen solchen Schutzanzug tragen, nicht auf diesen Hochspannungsleitungen sitzen.

    In der Hoffnung, dass die Qualität der SdW bei solch fast schon alltäglichen Dingen nicht zu sehr nach unten abrutscht ...
    Antwort der Redaktion:
    Die Verwechslung von Kilowatt und Kilovolt war ein Versehen des Autors, das dem Redakteur hätte auffallen müssen; wir bitten um Entschuldigung. Das Thema der Koronaentladungen war uns bekannt; zu deren Auswirkungen auf Lebewesen haben wir indessen keine wissenschaftlichen Veröffentlichungen gefunden, sodass dieser Aspekt im Text außen vor blieb.
  • Vielen Dank

    09.10.2010, Jürgen Knödlseder, Toulouse
    Trotz all der berechtigten Kritik: Danke für die Rezension, sie hat mir ein paar gute Stunden mit einem Buch eingebracht, das zum Nachdenken anregt. Über die Sachfehler hier und da kann man da gerne wegsehen.
  • Watt ihr V(V)ol(l)t?

    09.10.2010, Gerald Winzer, München
    Den Artikel fand ich sehr interessant, weil ja die allgemeine Meinung vorherrscht, Vögel könnten sich beliebig auf Hochspannungsleitungen setzten, das elektrische Feld vergisst man dabei schnell.

    Jedoch würde ich von einem wissenschaftlichen Magazin erwarten, dass Leistung und Spannung nicht durcheinander gewürfelt werden, denn nachdem klar beschrieben ist, dass nicht das Magnetfeld die Vögel stört, sondern das elektrische, ist auch klar, dass es sich um ein Spannungs- und nicht Leistungsphänomen (das wäre es bei gleichbleibender spannung wenn der Strom und damit das Magnetfeld variieren würde) handelt. Also müßte es richtigerweise wohl 60 Kilovolt und nicht 60 Kilowatt heißen.
    Antwort der Redaktion:
    Der Autor hat auf eine ähnliche Anmerkung geantwortet, siehe Leserbrief "Sprechen wir hier von Leistung oder von Spannung?"