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/ AUS DEM INHALT: / / / Vorwort 19 TEIL I DAS EINFACHE UND DAS KOMPLEXE 1 Prolog: Eine Begegnung im Dschungel 35 2 Früher Erkenntnisdrang 45 Ein neugieriges Kind 46 Komplexe adaptive Systeme 52 3 Information und "grobe" Komplexität 60 Unbestimmtheit in der Quantenmechanik und in chaotischen Systemen 61 Verschiedene Arten von Komplexität 66 Grobkörnigkeit 68 Die Länge einer Beschreibung 70 Kontextabhängigkeit 72 Prägnanz und "grobe" Komplexität 74 Algorithmischer Informationsgehalt (algorithmic information content, AIC) 75 Definition des Begriffs "Information" 78 Komprimierung und Zufallsfolgen 79 Die Nichtberechenbarkeit des AIC 80 4 Zufälligkeit 84 Die Bedeutungen von "Zufall" 85 Zufallszahlen und die Monte-Carlo-Methode 86 Zufällig oder pseudozufällig ? 88 Deterministisches Chaos in Finanzmärkten 90 William Shakespeare und die sprichwörtlichen Affen 91 Effektive Komplexität 93 5 Ein Kind, das eine Sprache erlernt 95 Eine Grammatik als partielles Schema 98 Komplexe adaptive Systeme und effektive Komplexität 99 Der Unterschied zwischen Regelmäßigkeit und Zufälligkeit 102 Die Identifikation bestimmter Klassen von Regelmäßigkeiten 103 Die Segmentierung des Datenstroms - übereinstimmende Informationen 105 Große effektive Komplexität und mittlerer AIC 105 Lernen mit den Genen und Lernen mit dem Gehirn 108 6 Bakterien, die eine Antibiotikaresistenz entwickeln 110 Die Entwicklung der Antibiotikaresistenz bei Bakterien 113 Die Evolution als komplexes adaptives System 118 Direkte Adaptation 120 Direkte Adaptation, Expertensysteme und komplexe adaptive Systeme 122 7 Die wissenschaftliche Erforschung der Welt 126 Falsifizierbarkeit und Ungewißheit 130 Selektionsdrücke, denen die Wissenschaft unterliegt 132 Vereinheitlichende und zusammenfassende Theorien 134 Die Einfachhheit Großer Vereinheitlichter Theorien 138 Universelle Gravitation - Newton und Einstein 139 8 Die Macht von Theorien 144 "Bloß theoretisch" 146 Eine Theorie über Ortsnamen 146 Empirische Theorien - Das Zipfsche Gesetz 149 Skalenunabhängigkeit 154 Tiefe und Kryptizität 159 Ein hypothetisches Beispiel 161 Tiefe, genauer betrachtet 162 Tiefe und AIC 164 Kryptizität und Theorien 165 9 Was heißt "fundamental" 168 Die Sonderstellung der Mathematik 169 Chemie und Physik des Elektrons 171 Die Chemie auf ihrer eigenen Ebene 173 "Treppen" (oder "Brücken") und Reduktion 174 Die für die Reduktion der Biologie erforderliche Information 176 Biochemie - effektive Komplexität und Tiefe 178 Leben: hohe effektive Komplexität - zwischen Ordnung und Unordnung 179 Psychologie und Neurobiologie - Bewußtsein und Gehirn 180 Konzentration auf Mechanismen oder Erklärungen - "Reduktionismus" 183 Einfachheit und Komplexität vom Quark bis zum Jaguar 185 TEIL II DAS QUANTENUNIVERSUM 10 Einfachheit und Zufall in der Quantenwelt 189 Das Standardmodell 191 Sogenannte Große Vereinheitlichte Theorien 192 Einsteins Traum 193 Wird der Traum Wirklichkeit? - Die Superstring-Theorie 195 Keine allumfassende Theorie 197 Der Anfangszustand und der (die) Zeitpfeil(e) 197 Wie der Anfangszustand ausgesehen haben könnte 199 Statt einer allumfassenden Theorie nur Wahrscheinlichkeiten für Geschichten 200 Regelmäßigkeiten und effektive Komplexität durch "eingefrorene" Zufallsereignisse 203 11 Eine moderne Interpretation der Quantenmechanik 205 Die Quantenmechanik und die klassische Näherung 205 Die approximative Quantenmechanik gemessener Systeme 206 Die moderene Interpretation 207 Der Quantenzustand des Universums 210 Alternative Geschichten auf der Galopprennbahn 213 Alternative Geschichten in der Quantenmechanik 214 Feinkörnige Geschichten des Universums 216 Grobkörnige Geschichten 217 Grobkörnigkeit kann Interferenzterme auswaschen 219 Dekohärenz grobkörniger Geschichten - echte Wahrscheinlichkeiten 220 Verknüpfung und Mechanismen der Dekohärenz 221 Wahrscheinlichkeiten und angezeigte Wettkurse 222 Dekohärenz für ein Objekt auf einer Umlaufbahn 222 Dekohärente Geschichten bilden einen Verzweigungsbaum 224 Hohe Trägheit und annähernd klassisches Verhalten 226 Fluktuationen 227 Schrödingers Katze 228 Zusätzliche Grobkönigkeit für Trägheit und der quasiklassische Bereich 230 Meßbarkeit und Messung 230 Ein IGUS - ein komplexes adaptives System als Beobachter 232 Selbstbewußtsein und freier Wille 234 Was zeichnet den quasiklassischen Bereich unserer Erfahrung aus? 236 Die Zweigabhängigkeit verfolgter Größen 238 Individuelle Objekte 239 Der proteische Charakter der Quantenmechanik 242 Gibt es viele nichtäquivalente quasiklassische Bereiche? 243 Heimstätte komplexer adaptiver Systeme 243 12 Quantenmechanik und unsinnige Behauptungen 246 Einsteins Einwände gegen die Quantenmechanik 247 Verborgene Parameter 248 Böhm und Einstein 249 Das EPRB-Experiment 251 Das EPRB-Experiment und die Theorie der "verborgenen Parameter" 252 Die Verdrehung der Tatsachen 253 Ernstzunehmende potentielle Nutzanwendungen des EPRBEffekts 254 13 Quarks und dergleichen: das Standardmodell 258 QED-Quantenelektrodynamik 258 Teilchen-Antiteilchen-Symmetrie 260 Quarks 261 Eingeschlossene Quarks 264 Farbige Gluonen 265 Quantenchromodynamik 266 QCD und Einfachheit 269 Elektron und Elektron-Neutrino - die schwache Wechselwirkung 270 Die Quantenflavordynamik und die neutrale schwache Wechselwirkung 274 Fermionen-Familien 274 Die Nullmassen-Näherung 278 Große und kleine Massen (bzw. Energien) 278 Spontane Symmetriebrechung 279 Die Verletzung der Zeitsymmetrie 281 Verletzung der Materie-Antimaterie-Symmetrie 282 Spin 283 Weshalb gibt es so viele Elementarteilchen? 283 14 Die Superstring-Theorie: die lange ersehnte Vereinheitlichung? 286 Der Niedrigmassen-Sektor 286 Die Renormierbarkeit des Standardmodells 287 Der Vergleich mit Beobachtungsdaten ist durchaus möglich 288 Grundeinheiten der Energie und anderer Größen 289 Teilchenmassen und die Grundeinheit 290 Die Bedeutung des Begriffs "Superstring" 292 Superpartner und neue Teilchenbeschleuniger 293 Die Annäherung an die Planck-Masse 295 Scheinbar viele Lösungen 296 Wirkung 297 Effektive Wirkung 299 Determiniert Zufall eine bestimmte Lösung? 300 Mehrfach-Universen? 301 "Anthropische Prinzipien" 303 Die Bedeutung des Anfangszustands 305 15 Zeitpfeile: vorwärts- und rückwärtslaufende Zeit 306 Strahlung und Spuren 307 Anfangszustand und Kausalität 308 Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 309 Mikrozustände und Makrozustände 310 Entropie als Unwissenheit 312 Die endgültige Erklärung: Ordnung in der Vergangenheit 313 Der Maxwellsche Dämon 315 Ein neuer Beitrag zur Entropie 317 Ausradieren oder durch den Reißwolf jagen 319 Entropie ohne Grobkörnigkeit ist nutzlos 320 Die Entropie der algorithmischen Komplexität 321 Die Zeitpfeile und der Anfangszustand 322 Das Erscheinen höherer Komplexität: eingefrorene Zufallsereignisse 323 Wird die Emergenz größerer Komplexität endlos fortdauern? 327 TEIL III AUSLESE UND EIGNUNG 16 Auslese in der biologischen Evolution und in anderen Bereichen 333 Gemeinsam sich entwickelnde Spezies 335 Punktiertes Gleichgewicht 337