Image  Bauplan der Natur; Symbolfoto Susanne Härpfer

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Richard Feynman

                                     Elektromagnetismus und Struktur der Materie

20.2

Wellen in drei Dimensionen

Seite 378

„Versuchen Sie sich vorzustellen, wie in diesem Augenblick die elektrischen und magnetischen Felder in diesem Hörsaal ausschauen.

Erst einmal gibt es ein stationäres Magnetfeld; es stammt von Strömen im Innern der Erde – das ist also das stationäre Magnetfeld der Erde.

Dann gibt es einige unregelmäßige, fast statische elektrische Felder, die vielleicht von elektrischen Ladungen herrühren, welche durch Reibung hervorgerufen werden, wenn sich Leute in ihren Stühlen bewegen, und mit ihren Jackenärmeln an den Stuhllehnen scheuern.

Image  Susanne Härpfer

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Außerdem gibt es andere Magnetfelder, die von Wechselströmen in den Drähten des Stromnetzes erzeugt werden – Felder, die sich mit einer Frequenz von 50 Herz synchron mit dem Generator im Elektrizitätswerk ändern. Interessanterweise sind aber die elektrischen und magnetischen Felder, die sich mit höheren Frequenzen ändern. Interessanter sind aber die elektrischen und magnetischen Felder, die sich mit höheren Frequenzen ändern. Wenn sich beispielsweise das Licht vom Fenster zum Boden und von Wand zu Wand ausbreitet, gibt es kleine Schwankungen der elektrischen und magnetischen Feldstärken, die sich mit einer Geschwindigkeit von 300 000 Kilometern pro Sekunde ausbreiten.

Image 

Dann gibt es noch die infraroten Wellen, die sich von ihren heißen Stirnen zur kalten Tafel ausbreiten. Und nicht zu vergessen das ultraviolette Licht, die Röntgenstrahlen und die Radiowellen, die sich durch diesen Saal bewegen.

Quer durch den Saal fliegen elektromagnetische Wellen, die die Musik einer Jazzband übertragen. Es gibt Wellen, die durch eine Folge von Impulsen moduliert werden, welche Bildern von Ereignissen in anderen Teilen der Welt entsprechen

Oder auch Bildern, die zeigen, was ein Phantasie-Hund erlebt, „der einem in seinem ganzen Leben noch nicht untergekommen ist“. Um die Realität dieser Wellen zu beweisen, muß man lediglich einen elektronischen Apparat einschalten, der diese Wellen in Bilder und Töne umwandelt.

Führen wir diese Analyse noch weiter aus, sogar bis zu den allerkleinsten Schwankungen, so finden wir winzige elektromagnetische Wellen, die riesige Entfernungen zurückgelegt haben, um in diesen Raum zu gelangen.

 Image  Susanne.Haerpfer@bits.de

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

[…]

Es kommt natürlich noch mehr dazu: Die Felder, die durch meilenweit entfernte Blitze erzeugt werden, die Felder geladener Teilchen der kosmischen Strahlung, die durch den Raum flitzen, und dergleichen mehr. Wie kompliziert doch das elektrische Feld in dem Raum ist, der Sie umgibt! Und trotzdem erfüllt es immer die dreidimensionale Wellengleichung.

20.3 Vorstellungsvermögen der Naturwissenschaft

Ich habe Ihnen gesagt, daß Sie sich diese elektrischen und magnetischen Felder anschaulich vorstellen sollen. Wie tun Sie das? Wissen Sie wie? Wie stelle ich mir das elektrische und magnetische Feld vor? Was sehe ich in Wirklichkeit? Was sind die Voraussetzungen für ein anschauliches Vorstellungsvermögen der Naturwissenschaft?

Handelt es sich um etwas anderes, als wenn man sich den Raum voll von unsichtbaren Engeln vorstellt? Nein, es handelt sich nicht um dasselbe, wie wenn man sich unsichtbare Engel vorstellt.

Image  SI [e] H

Das elektromagnetische Feld zu verstehen, verlangt einen sehr viel höheren Grad an Vorstellungsvermögen, als unsichtbare Engel zu verstehen. Warum? Um unsichtbare Engel zu verständlich zu machen, genügt es, ihre Eigenschaften etwas abzuändern  – ich mache sie andeutungsweise sichtbar und dann kann ich die Form ihrer Flügel, ihrer Körper und ihrer Heiligenscheine erkennen. Ist es mir erst gelungen, mir einen sichtbaren Engel vorzustellen, so fällt mir auch die notwendige Abstraktion nicht mehr schwer, die darin besteht, daß ich von fast unsichtbaren zu völlig unsichtbaren Engeln übergehe.

Sie sagen also „Herr Professor, bitte geben Sie mir eine annähernde Beschreibung der elektromagnetischen Wellen, auch wenn sie etwas ungenau ist, damit auch ich diese so gut sehen kann, wie ich fast unsichtbare Engel sehe. Ich werde dann das Bild bis zum notwendigen Grad von Abstraktion modifizieren.“

Image  Eingebungen & Gedankenblitze – Abstraktion auf gekippter Ebene in 2. Dimension

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Tut mir leid, aber das kann ich nicht für Sie tun. Ich weiß nicht, wie. Ich habe kein Bild dieses elektromagnetischen Feldes, das einigermaßen genau wäre. Das elektromagnetische Feld ist mir seit langem vertraut – vor 25 Jahren war ich in derselben Lage wie Sie heute, und heute habe ich 25 Jahre mehr Denkerfahrung im Umgang mit diesen schwingenden Wellen. Wenn ich nun anfange, die Ausbreitung des Magnetfeldes über den Raum zu beschreiben, von den E – und B – Feldern spreche und dabei glücklich die Arme schwenke, dann glauben Sie wohl, daß ich diese E – und B – Felder sehe. Ich werde Ihnen sagen, was ich sehe. Ich sehe so etwas wie schwimmende, schwingende, undeutliche Linien – hier und da erkenne ich die Buchstaben E und B auf ihnen und auf einigen Linien vielleicht auch Pfeile – ein Pfeil hier und dort, aber er verschwindet, wenn  ich zu genau hinsehe. Wenn ich von den Feldern spreche, die durch Raum zischen, verursache ich eine fürchterliche Verwirrung zwischen den von mir benützten Symbolen zur Beschreibung der Objekte und den Objekten selbst. Ich kann tatsächlich kein Bild zustande bringen, das den wirklichen Wellen auch nur annähernd entspricht. Fällt es Ihnen daher schwer, sich ein solches Bild zu machen – seien Sie unbesorgt, Ihre Schwierigkeit ist nicht außergewöhnlich.

Unsere Naturwissenschaft stellt erhebliche Anforderungen an das Vorstellungsvermögen. Das erforderliche Maß an Vorstellungskraft geht weit über das früherer Zeiten hinaus.“