Die Heimsche Strukturtheorie - Wahn oder Realität?
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JANm



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BeitragVerfasst am: 25.10.2008, 17:28    Titel: Soll ich doch tensor-rechnung machen Antworten mit Zitat

Ah was Ich von diese sache gelernt habe ist:

Coordinat-systeme sind nicht gleich an bezugssysteme

und tensoren: Drei dimensionale matrixen, oder kan es noch schwieriger sein? sollte ich anfassen mussen um Heim besser zu verstehen.

Gruss
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zeitgenosse



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BeitragVerfasst am: 25.10.2008, 18:31    Titel: Re: Soll ich doch tensor-rechnung machen Antworten mit Zitat

JANm hat Folgendes geschrieben:
Ah was Ich von diese sache gelernt habe ist:

Coordinat-systeme sind nicht gleich an bezugssysteme

und tensoren: Drei dimensionale matrixen, oder kan es noch schwieriger sein?


Ohne Lerneffekt kein Erfolg. Smile

Zu Punkt 2:

Obwohl Matrizen bezüglich ihres formalen Aufbaus (m,n) eine grosse Aehnlichkeit mit Tensoren 2. Stufe besitzen, ist nicht jede Matrix auch ein Tensor!

Per definitionem gilt:

Das "dyadische Produkt" zweier Vektoren ergibt einen Tensor 2. Stufe:

c_ij = a_i b_j

Ein Tensor 2. Stufe ist somit eine lineare Abbildung, die einem Vektor u eindeutig einen Vektor w zuordnet:

w = Tu

Tensoren 2. Stufe lassen sich im euklidischen Raum wiederum als 3 x 3 Matrizen darstellen. Die Eigenschaften eines solchen Tensors, dass er unter Koordinatentransformation seine Komponenten verändert, selbst aber bestehen bleibt, ist nicht von beliebigen Matrizen erfüllbar!

Somit besitzen wir in praxi ein Unterscheidungsmerkmal.

In der Physik ist ein Tensor stets ein unverwechselbares Objekt:

- Spannungstensor
- Dehnungstensor
- Trägheitstensor
- Dielektrizitätstensor
- Polarisationstensor
- Elektromagnetischer Feldtensor
- Energie-Impuls-Tensor
usw.

Um auf die Anwendung zu sprechen zu kommen:

Ein Vektor (Tensor 1. Stufe) ist im Kontext nicht nur ein Tripel von Zahlen, sondern eine gerichtete Grösse mit Betrag. Adäquates gilt für einen Tensor 2. Stufe, z.B. in der Elastomechanik in Gestalt des Spannungstensors:

Für die Beschreibung des (mechanischen) Spannungszustandes in einem würfelförmigen Ausschnitt eines anisotropen Festkörpers ist der allgemeine Spannungszustand durch die Angabe von 9 Zahlen vollständig festgelegt. Der erste Index bei den Komponenten steht für die Fläche, der zweite für die Kraftrichtung. Die Diagonalelemente beschreiben den Druck bzw. Zug, die Nebenelemente die Scherung. Auf dieser Basis lässt sich das Hooksche Gesetz auch in Tensornotation formulieren.

Ungeachtet des Einschubs über Tensoren:

Elementare Matrizen sind nach wie vor äusserst nützlich - für Physiker wie auch Ingeneiure -, z.B. völlig profan zum Lösen linearer Gleichungssysteme oder als Rotationsmatrizen für Computerspiele unter Delphi. Insbesondere in der moderen Physik spielt die Matrizen-Mechanik eines Herrn Heisenberg eine dominante Rolle. Es sei auch an Pauli- und Dirac-Matrizen erinnert. Niemand spricht in diesem Zusammenhang von Tensoren.

Ja, ich weiss, es ist die Unterscheidung nicht immer einfach! Auch Heisenberg (1925) hatte seine Probleme damit:

Ich rechnete es mühsam aus und es stimmte...

Ebenso Schrödinger (1925):

Mich plagt eine neue Atomtheorie. Wenn ich nur mehr Mathematik könnte...

Doch immerhin erkannte Born, um was es dabei ging. Und schliesslich löste sich alles in lauter Wohlgefallen auf (Dreimännerarbeit, 1926).

Gr. zg
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pauli



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BeitragVerfasst am: 25.10.2008, 19:05    Titel: Re: Soll ich doch tensor-rechnung machen Antworten mit Zitat

zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:

Das "dyadische Produkt" ...

huch, das gibts ja wirklich Shocked

Zitat:

Ebenso Schrödinger (1925):

Mich plagt eine neue Atomtheorie. Wenn ich nur mehr Mathematik könnte...

Den Gedanken habe ich mehrmals am Tag (nur ohne neue Atomtheorie), schön zu sehen, dass Profis auch so ihre Schwierigkeiten haben
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zeitgenosse



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BeitragVerfasst am: 26.10.2008, 11:15    Titel: Antworten mit Zitat

pauli hat Folgendes geschrieben:
huch, das gibts ja


Du siehst das völlig richtig.

So ist das Podukt zweier Matrizen C=A*B (siehe Falk'sches Schema) gleich der Summe der Faktoren zwischen den jeweiligen Zeilenelementen von A und den Spaltenelementen von B.

Oder etwas verständlicher ausgedrückt:

Das Element c_ik ist das Skalarprodukt des i-ten Zeilenvektors der Matrix A mit dem k-ten Spaltenvektor der Matrix B.

Anders beim dyadischen Produkt A⊗B:

Hier werden sämtliche Komponenten miteinander multipliziert. Als Resultat entsteht ein Tensor.

Gr. zg
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Barney



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BeitragVerfasst am: 26.10.2008, 17:53    Titel: Antworten mit Zitat

wie definiert Heim eigentlich Linienelemente? Wenn ich mal ganz trivial g_mu_nu = diag(+1,+1,+1,-1,-1,-1) annehme, wären unterschiedliche Werte in Entelechie oder Äon rein messtechnisch identisch mit Zeitdifferenzen. So gesehen müsste es unterschiedliche Definitionen der Zeit geben. Das erscheint mir irgendwie eigenartig.
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Barney



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BeitragVerfasst am: 03.11.2008, 21:21    Titel: Antworten mit Zitat

die einzige Lösung, die ich zu dem beschriebenen Widerspruch sehe, ist eine quaternionen- oder zumindest komplexwertige Metrik. Damit wäre dann eventuell auch die ART als echter mathematischer Grenzwert enthalten.
Gruß

Barney
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JANm



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BeitragVerfasst am: 04.11.2008, 02:40    Titel: Quaternions Antworten mit Zitat

Dear Barney,
You mentioned quaternions and I would like to explain the mathematical row of numbers.
N<Z<rationals<R<C<Q<O.
N is a group of the positive whole numbers. including 1 = identity for multiplication.
Z is a Ring of whole numbers, including 0 = identity for addition.
Rationals\0 form a Field and addition, substraction, multiplication, devision are complete.
R is a Field of all algebraic (solutions of polynomal equations as f.i. SQRT(2)) and trancendentals (as e and pi). R is the greatest ordened field and one could think of it as a line.
C the complex numbers form a non-ordened field. It forms a plane: a+ib. A partional ordening is distance to 0. d(a+ib,0)=sqrt(a^2+b^2), partial because all points on a circle around zero are considered nor greater and neither smaller than the other.
Q are the quaternions, they have three complex coordinates.
Q is not commutative, what gave the greatest problem for W.R. Hamilton and a little for Frobenius to introduce them. ab<>ba, all of a sudden numbers with 4*7=28<>7*4 that was to hard in 1843...
O are the oktonians and the algebraic property lost there could be associativity: (ab)c=a(bc).

It was Reichenbach with set-theory who fully explains that the less constraints the bigger the set of possible solutions.

Non commutativity of quaternions I always explain with operator activities. Put bread on a plate and put on jam is different from putting jam on a plate and sticking bread on it. First is far more convenient...

Oktonians I am not familiar with, but could have to do with Heims dimensions. And what I want to say about the quaternions:
Hamilton sought for three dimensional algebra, the Descartian metric. For instance Gibbs did not know what to do with the four dimensions and took t=constant, but also made the three other dimensions real. From this came threedimensional vectorcalculation and later the linear algebra.

At moments where the dimensions of space(length) and time come especially into discussion: "Arrow of time" by Hawking for instance. I think one should not forget that space is unordened (so imaginary) and time is ordened (so real).

Hope I don't confuse you with this...

Greetings
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Barney



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BeitragVerfasst am: 04.11.2008, 06:20    Titel: Re: Quaternions Antworten mit Zitat

JANm hat Folgendes geschrieben:

Hope I don't confuse you with this...


Hi JANm,

your mathematical review on the algebraic properties of the different numbers is pretty well known to me 8). Nevertheless, thank you for clarification and the nice historic topics .

In order to develop a language, which combines main stream physics and Heims ideas, I start with the Minkowski metric, which is used in elementary particle physics as $g_{\mu\nu}$ = diag(1,-1,-1,-1). Therefore we have a 4x4-matrix with four nonvanishing diagonal elements. The nonvanishing elements are real numbers from the set (+1, -1).

The physical meaning of the metric (the 4x4-matrix with real numbers) is given by the line element: $ds^2 = c^2 dt^2 - dx^2 - dy^2 - dz^2 = g_{\mu\nu} dx^{\mu} dx^{\nu}$ (Summation over four indices as defined by einsteins summation convention). $ds = c d\tau$, where $d\tau$ is an infinitesimal step of a clock, which is fixed with an observer, which is part of the minkowskian space. The observer may move through space or may be at rest. An essential idea of special relativity is now the difference between the measurement of spacelike distances and timelike distances. If the observer wants to measure spacelike distances, dt may be zero and we have $ds^2 < 0$. With this definition we get a consistent world with causality, clear distriction of space and time, light cone and so on.

Now, lets combine special relativity with Heims 5th and 6th dimension. In order to keep the interpretations of special relativity, I suggest a line element like $ds^2 = c^2 dt^2 - dx^2 - dy^2 - dz^2 - i de^2 - i da^2$. i is sqrt(-1) and therefore we have a comlex-valued metric. de shall be an infinitesimal part of Heims fifth dimension (entelechie) and da an infinitesimal part of Heims sixth dimension (aon). Now we have again timelike distances by $ds^2 > 0$ and spacelike distances by $ds^2 < 0$. With respect to Heims idea we have also complex distances in the fifth and sixth dimension. If we want to distinguish additionally distances in entelechie and aon, we need a more complicated quaternionic-valued metric like $ds^2 = c^2 dt^2 - dx^2 - dy^2 - dz^2 - i de^2 - j da^2$.

What do you think of such spaces? E.g. one could study properties of physical laws in this spaces. By the way: How did you hear from Burkhard Heim? Did you read his books "Elementarstrukturen der Materie" or maybe some parts of it?
Greetings


Zuletzt bearbeitet von Barney am 07.11.2008, 01:00, insgesamt 4-mal bearbeitet
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zeitgenosse



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BeitragVerfasst am: 04.11.2008, 11:23    Titel: Antworten mit Zitat

Barney hat Folgendes geschrieben:
die einzige Lösung, die ich zu dem beschriebenen Widerspruch sehe, ist eine quaternionen- oder zumindest komplexwertige Metrik.


Die Signatur des Heimschen Welttensoriums (+++---) verlangt nach einer komplexen Schreibweise.

Selbst habe ich ebenfalls Quaternionen in Betracht gezogen (bereits Maxwell hat sie in seiner Treatise verwendet):

q = a + ib + jc + kd ; ijk = -1

Damit liessen sich die imaginären Koordinaten (x4, x5, x6) genial erfassen. Es fragt sich allerdings, was mit dem Skalar a anzufangen ist. Soll man ihn kurzerhand ignorieren oder könnte man ihn als das Wegelement des reellen Raumes (x1, x2, x3) verstehen?

Eine zeitstrukturierte Entwicklung sähe dann bspw. so aus:

http://home.datacomm.ch/chs/Container/Heim/aeon_1.jpg

Damit liesse sich ein Aeon auf natürliche Weise veranschaulichen. Diese Darstellung korrespondiert gut mit dem folgenden Bild:

http://home.datacomm.ch/chs/Container/Heim/aeon_0.jpg

Die zweite Frage von grundsätzlicher Bedeutung ist, welchen Raum man aus mathematischer Sicht für das 6-dimensionale Welttensorium ansetzen soll. Ist es ein Banachraum oder noch allgemeiner ein Fréchetraum? Um Funktionentheorie in höheren Dimensionen kommt man m.E. in keinem Fall herum.

Gr. zg
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JANm



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BeitragVerfasst am: 04.11.2008, 18:18    Titel: Time real or imaginary Antworten mit Zitat

In: A. Einstein; Die Grundlage der allgemeinen Relativitatstheorie, 1916, pg 15:
(1) ds^2=-dx_1^2-dx_2^2-dx_3^2+dx_4^2,

In: Albert Einstein; Grundzuge der relativitatstheorie, 1956,
(22b) delx_1^2+delx_2^2+delx_3^2-(del)l^2=0,
x_4=il=ict

Both of the definitions are referenced as Minkowski by Einstein.

So Barney, we agree that Einstein was right in 1916 and wrong in 1956 by defining one imaginary, with three real coordinates.

The second case I call for myself the Gibbs influence.

Greetings Jan
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Barney



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BeitragVerfasst am: 04.11.2008, 21:16    Titel: Antworten mit Zitat

zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:

Die Signatur des Heimschen Welttensoriums (+++---) verlangt nach einer komplexen Schreibweise.

Selbst habe ich ebenfalls Quaternionen in Betracht gezogen (bereits Maxwell hat sie in seiner Treatise verwendet):

q = a + ib + jc + kd ; ijk = -1

Damit liessen sich die imaginären Koordinaten (x4, x5, x6) genial erfassen. Es fragt sich allerdings, was mit dem Skalar a anzufangen ist. Soll man ihn kurzerhand ignorieren oder könnte man ihn als das Wegelement des reellen Raumes (x1, x2, x3) verstehen?


in a würde ich auch das Wegelement des reellen Raumes sehen. Der Summand + ib ist leider problematisch, da er das Relativitätsprinzip der SRT verletzt. Die Metrik diag(1,1,1,i) ist nicht lorentzinvariant und scheidet damit für mein Verständnis aus.

Die Metrik diag(1,1,1,-1,i,j) ist weiterhin mein Favorit. Man könnte zudem aus den Elementen i und j eventuell eine spezielle Algebra bauen, die dann dafür sorgt, dass die sechsdimensionalen einsteinschen Feldgleichungen im Fall von statischen Werten in der 5. und 6. Dimension in die üblichen vierdimensionalen einsteinschen Feldgleichungen übergehen. Diesen Grenzwert halte ich für unumgänglich, um nicht bekannten Meßergebnissen zu widersprechen.
Gruß

Barney
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Barney



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BeitragVerfasst am: 05.11.2008, 00:37    Titel: Antworten mit Zitat

zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:

Eine zeitstrukturierte Entwicklung sähe dann bspw. so aus:

http://home.datacomm.ch/chs/Container/Heim/aeon_1.jpg


Wie ist denn dieses Bild entstanden Surprised Shocked ??
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pauli



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BeitragVerfasst am: 05.11.2008, 01:57    Titel: Antworten mit Zitat

hm, erinnert an den Attraktor eines gewissen R.
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zeitgenosse



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BeitragVerfasst am: 05.11.2008, 04:00    Titel: Antworten mit Zitat

Barney hat Folgendes geschrieben:
Der Summand + ib ist leider problematisch, da er das Relativitätsprinzip der SRT verletzt. Die Metrik diag(1,1,1,i) ist nicht lorentzinvariant und scheidet damit für mein Verständnis aus.


Ich ersuche dich, deine Aussage näher zu erläutern.

Gr. zg
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zeitgenosse



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BeitragVerfasst am: 05.11.2008, 04:37    Titel: Antworten mit Zitat

Barney hat Folgendes geschrieben:
Wie ist denn dieses Bild entstanden


Es handelt sich um quaternionische Fraktale (Juliamengen im hyperkomplexen Raum).

Für gewöhnlich hält man einen Parameter als Konstante fest und vollzieht einen 3-dimensionalen Schnitt durch die Menge.

Erzeugung z.B. mit ChaosPro (Freeware) oder Pov-Ray.

Gr. zg
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