Was sind eigentlich 100% ?

 
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ralfkannenberg



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BeitragVerfasst am: 20.08.2009, 11:45    Titel: Was sind eigentlich 100% ? Antworten mit Zitat

Hallo zusammen,

da ich immer wieder lese, dass 100%-Wahrscheinlichkeiten zu Irritierungen führen, möchte ich in diesem Thread die banal anmutende Frage aufwerfen, was denn eigentlich 100% sind.

Ich will dies an 3 Beispielen tun.

Beispiel 1:
Wir wissen, dass sich die Luftmoleküle zufällig bewegen; es ist also grundsätzlich möglich, dass sich eine Person in einem Raum aufhält und plötzlich so viele Luftmoleküle zufällig in eine der oberen Ecken wandern, dass die Person im Raum jämmerlich ersticken muss. Man kann die Wahrscheinlichkeit für so ein Ereignis sehr genau berechnen und stellt dann fest, dass die Dauer einer Eintrittswahrscheinlichkeit von 50% um Zehnerpotenzen von Zehnerpotenzen grösser ist als das Alter unseres Universums.

Dennoch ist die Sicherheit, dass sowas während unseres Lebens nicht passiert, echt kleiner als 100 %.

Nehmen wir nun den Fall an, besorgte Eltern beantragen, dass Ihre Kinder wegen dieser Gefahr des Erstickens in der Schule stets eine vom Staat finanzierte Sauerstoffmaske bei sich tragen müssen. Nun wird eine Sicherheitsanalyse erstellt, welche die gemäss voriger Beschreibung berechnete Zahl erhält.

Was soll man nun den besorgten Eltern sagen ?

Wenn man den Eltern die mathematisch korrekte Aussage, dass keine 100%iger Sicherheit gewährleistet werden kann, dass ihr Kind während der Schulzeit im Schulzimmer ersticken könnte, mitteilt - kommt das der "Wahrheit" wirklich näher als wenn man ihnen sagt, dass mit 100%iger Wahrscheinlichkeit ihr Kind nicht in der Schule wegen der zufälligen Bewegung der Luftmoleküle ersticken wird und deswegen die Investition in ein Sauerstoffgerät nicht erforderlich ist ?

Fazit: 100% in der Physik sind also nicht unbedingt 100% in der Mathematik


Beispiel 2:
Stellen wir uns vor, wir haben vor uns eine Lostrommel, in der sich alle natürlichen Zahlen befinden und nichts anderes.

Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit, dass man aus dieser Lostrommel eine natürliche Zahl zieht ?

Nun, diese Wahrsheinlichkeit ist 100%. Kann man nur aus dieser 100%igen Sicherheit schliessen, dass das Ziehen einer natürlichen Zahl aus dieser Lostrommel sicher ist ?

Man würde denken, "ja natürlich", aber wie das 3.Beispiel zeigt ist dem nicht so:


Beispiel 3:
Stellen wir uns vor, wir haben vor uns eine Lostrommel, in der sich alle natürlichen Zahlen befinden und nichts anderes.

Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit, dass man aus dieser Lostrommel eine natürliche Zahl zieht, welche echt grösser als 5 ist ?

Nun, auch die ist ... - 100 % !!

Dennoch besteht die grundsätzliche Möglichkeit, dass man z.B. die Zahl 2 oder die Zahl 3 zieht und diese sind bekanntlich nicht echt grösser als 5 !


Was ich sagen will: Vorsicht mit diesen 100 % !


Freundliche Grüsse, Ralf
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zeitgenosse



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BeitragVerfasst am: 20.08.2009, 13:39    Titel: Re: Was sind eigentlich 100% ? Antworten mit Zitat

ralfkannenberg hat Folgendes geschrieben:
Wir wissen, dass sich die Luftmoleküle zufällig bewegen; es ist also grundsätzlich möglich, dass sich eine Person in einem Raum aufhält und plötzlich so viele Luftmoleküle zufällig in eine der oberen Ecken wandern, dass die Person im Raum jämmerlich ersticken muss.


Gasteilchen in einem abgeschlossenen Volumen stossen nach der Maxwell-Boltzmann-Verteilung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten mit anderen Teilchen zusammen, was zu einer ungeordneten Bewegung bzw. einem sog. 'Random Walk' führt. Ohne äussere Einflüsse ist die Wahrscheinlichkeit einer Bewegungsänderung in beliebige Richtung gleich gross. Daher resultiert bei genügender Beobachtungszeit als Summe der Richtungsänderung Null.

Im Kern handelt es sich bei diesem als "Brownsche Bewegung" bekannten Phänomen um einen Wiener-Prozess, zu dessen Gesetzmässigkeiten Einstein 1905 in einem elementaren Beitrag (Über die von der molekulaebikonsoischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen) wichtige Erkenntnisse beisteuerte. Norbert Wiener vollendete später - unter Zuhilfenahme der Masstheorie - die theoretische Grundlagen.

Eine Gleichbewegung aller Partikel in eine bevorzugte Richtung über einen längeren Zeitraum ist schon deswegen undenkbar, weil in realer Umgebung das Gas andauernd durch äussere Grössen (Temperaturschwankungen, Verwirbelungen, Dichtewellen, offene Fenster und Türen) in unterschiedlichster Weise beeinflusst wird.

Zitat:
Man kann die Wahrscheinlichkeit für so ein Ereignis sehr genau berechnen...


Konkret für den geschilderten Fall bitte an einem realen Beispiel.

Gr. zg
_________________
Make everything as simple as possible, but not simpler!
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ralfkannenberg



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Beiträge: 4788

BeitragVerfasst am: 20.08.2009, 13:58    Titel: Re: Was sind eigentlich 100% ? Antworten mit Zitat

zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Man kann die Wahrscheinlichkeit für so ein Ereignis sehr genau berechnen...


Konkret für den geschilderten Fall bitte an einem realen Beispiel.


Hallo zeitgenosse,

ich kann hier nur auf ein Buch verweisen, George Gamow, "Eins, zwei, drei, … Unendlichkeit". Wobei die Rechnung auf sehr allgemeinen Annahmen fusste; es ging ja auch nicht darum, allerlei äussere Grössen zu berücksichtigen. Ich vermute, dass die Berechnung für einen "idealen" konstant temperierten Raum konstanten Druckes usw. - eventuell sogar unendlicher Grösse durchgeführt wurde.


Freundliche Grüsse, Ralf
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