INTERNETZEITSCHRIFT Leibniz Online, Nr. 21 (2016)

Alle in den vorangegangenen Nummern erschienenen Beiträge sind unter Leibniz Online aufrufbar, entweder unter den Kategorien (siehe linke Spalte) oder im Menü unter Publikationen.  Logo Leibniz Online-5-neu-2

Vorträge – Untersuchungen – Meinungen

Martin Bülow: Wissenschaftliche Publikations-Praxis – Absurdes und Open Access
pdf-Download (eingestellt am 8. Januar 2016)

Peter Knoll: Gebirgsmechanisch-seismologische Fragen im Zusammenhang mit der Fracking-Technologie
pdf-Download (eingestellt am 16. Dezember 2015)

Adalbert Feltz: Betrachtungen zum physikalisch-mathematischen Hintergrund des Phänomens Musik
pdf-Download (eingestellt am 16. Dezember 2015)

Werner Krause: Verarbeitung von Information in Mikrozuständen
pdf-Download (eingestellt am 16. Dezember 2015)

Heidemarie Salevsky: Die Entwicklung der Translatologie zu einer eigenständigen Wissenschaftsdisziplin
pdf-Download (eingestellt am 18. Dezember 2015)

Wissenschaftliche Mitteilungen – Rezensionen

Hannelore Bernhardt: Karl Weierstraß 1815 – 1897
pdf-Download (eingestellt am 16. Dezember 2015)

Rainer Schimming: Rezension zu: Hannelore Bernhardt: Eingefangene Vergangenheit. Streiflichter aus der Berliner Wissenschaftsgeschichte
pdf-Download (eingestellt am 16. Dezember 2015)

Malte Spitz: Rezension zu: Küpper, Martin et al. (Hg.), Dialektische Positionen. Kritisches Philosophieren von Hegel bis heute.
pdf-Download (eingestellt am 16. Dezember 2015)

Herbert Hörz: Rezension zu: Gerhard Oberkofler: Konrad Farner
pdf-Download (eingestellt am 22. Dezember 2015)

Hannelore Bernhardt:  Rezension zu: Wolfgang Girnus, Klaus Meier (Hrsg.): Forschungsakademien in der DDR – Modell und Wirklichkeit
pdf-download (eingestellt am 23. Dezember 2015)

 

3 Gedanken zu „INTERNETZEITSCHRIFT Leibniz Online, Nr. 21 (2016)

  1. Lothar Kolditz

    Kommentar zu Werner Krause: Verarbeitung von Information in Mikrozuständen
    Die umfangreiche Darstellung der Problematik Information in Mikrozuständen ist sehr gut. Ein richtiger Ansatz zur Problemlösung ist die Idee, Information über Entschlüsselung von EEG-Signalen zu messen. Von den hochkomplexen Vorgängen, die zu untersuchen sind, muss im EEG ein Abdruck vorhanden sein. Besonders wichtig und richtig für die Entschlüsselung halte ich den Standpunkt, Information durch ein Informationsmaß und Leistung durch ein Leistungsmaß zu messen, und zwar Information über die Synchronizität zwischen EEG-Signalen und die Leistung durch Verfolgung der Entropiereduktion. Es ist durchaus verständlich, dass ein so komplexes Geschehen in den EEG-Signalen kryptisch verborgen ist und nicht offen abgelesen werden kann. Die Herangehensweise, Bestätigung der Multimodalitätshypothese mit Hilfe der Topologie und die Quantifizierung der Informationsverarbeitung als Entropiereduktion in einer Markoffkette von Mikrozuständen, ist durchaus plausibel. Es ist verständlich, dass bei diesen komplexen Untersuchungen noch offene Probleme bestehen, auf die hingewiesen wird.
    Bei der Unterscheidung von Normalbegabten und Hochbegabten ist mir die Grenze zwischen beiden Gruppen nicht ohne weiteres erfassbar. Nach meinem Dafürhalten gibt es keine scharfe Grenze zwischen beiden Gruppen, sondern einen kontinuierlichen Übergang. Dass Hochbegabte sowohl begriffliche als auch bildhafte Bearbeitung gleichzeitig aktivieren, kann für die Lösungsgeschwindigkeit durchaus förderlich sein. Grundsätzlich glaube ich aber, dass für die Lösungsgeschwindigkeit in erster Linie die Schaltgeschwindigkeit im Netz der Hirnverknüpfungen eine Rolle spielt. Dabei ist die Schaltgeschwindigkeit wie etwa bei chemischen Reaktionen von der Überwindung einer Aktivierungsschwelle abhängig. Es ist aber zu bedenken, dass Unterschiede in der Schaltgeschwindigkeit bei ein und derselben Person in Abhängigkeit vom jeweiligen Gemüts- oder Erregungszustand bestehen können, was bei chemischen Reaktionen außerhalb des Organismus nicht eintritt.
    Die Erhöhung der Geschwindigkeit würde ich vorrangig auf die Erkennung und Beschreitung der bestmöglichen Wege zurückführen und nicht auf das gleichzeitige Erkennen von begrifflichen und bildhaften Wegen. Vielleicht ist es möglich, neben der gut angelaufenen Herangehensweise die Untersuchung auf direkte Erfassung der Schaltgeschwindigkeiten auszudehnen. Das müsste vom Signalaufbau abhängig sein.
    Sehr interessant ist die Diskussion zur Entropiereduktion. Die von Planck in Präzisierung der Boltzmannschen Überlegungen stammende Gleichung
    S = k lnW
    gibt den Zusammenhang der Entropie mit den möglichen Mikrozuständen wieder. Das statistische Gewicht der möglichen Mikrozustände ist ein Maß für die Wahrscheinlichkeit des Gesamtzustandes, worauf der Buchstabe W hinweist. Das ist voll vereinbar mit der im Text gegebenen Darlegung der Entropiereduktion.
    Ich vertrete die These, dass alle in der Natur ablaufenden Vorgänge mit einem Energieaustausch verknüpft sind und dass dieser die Vorgänge im Grunde initiiert. Wenn Behälter mit reinen Neonatomen und reinen Argonatomen miteinander verbunden werden, mischen sich die Gase in einem entropiegesteuerten Vorgang. Der Anstieg an möglichen Mikrozuständen ist als Vorgang auslösend durchaus darstellbar. Grundsätzlich aber, so denke ich, ist für den Ablauf der Energieaustausch anzusehen. Die Wechselwirkung zwischen Neonatomen untereinander und Argonatomen untereinander ist unterschieden von der Wechselwirkung Neon-Argon. Der Energieaustausch bei der Vermischung treibt den Vorgang an. Die Mischung hat einen geringeren Energieinhalt als die getrennten Gase, erkenntlich an der mathematischen Beschreibung mit der Abgabe von freier Energie ΔG:
    ΔG = -TΔS mit ΔS = ΔQ/T.
    Diese Sichtweise ließe sich auch auf die Informationsverarbeitung anwenden. Der Energieaustausch im Zusammenhang mit der Entropiereduktion, also im Rahmen der Markoffketten, wäre danach die treibende Kraft für den Vorgang.

    • Werner Krause

      Antwort zum Kommentar von Lothar Kolditz

      Dies ist der große Vorteil der Interdisziplinarität: Fragen „von außen“ regen an.

      – Die Bemerkung zur Schaltgeschwindigkeit trifft den Kern des Beitrages: Gesucht sind funktionale Abhängigkeiten zwischen den Ebenen. Da es keine Theorie kognitiver Prozesse gibt, ist die Frage nur experimentell zu beantworten. Gesucht sind jene Parameter auf den verschiedenen Ebenen, die die größte Sensibilität hinsichtlich des Extremgruppenvergleiches aufweisen. Um den Gedanken von Lothar Kolditz beispielhaft weiterzuführen: Ist das Geißlersche Zeitquant von 4,56 ms differentiell sensibel? Haben Hochbegabte eine höhere Taktfrequenz im neuronalen Netz als Normalbegabte? Ist die Zeitstruktur auf neuronaler Ebene bei mathematisch Hoch- und Normalbegabten unterschiedlich? Der Vorschlag von Lothar Kolditz, die Untersuchungen auf die direkte Erfassung der Schaltgeschwindigkeit auszudehnen wäre nützlich. Dabei steht man jedoch vor einem methodischen Problem. Zur Bestimmung des kleinsten Zeitquants wurden elementare Anforderungen vom Typ „ON-OFF“ verwendet (Licht an – Taste aus). Bei elementaren Anforderungen können mathematisch Hochbegabte ihre Fähigkeit „zu wissen, worauf es ankommt“, nicht „ausspielen“. Es findet sich auf der Verhaltensebene keine Zeitdifferenz. Umgekehrt widersetzen sich komplexere Anforderungen, die mathematisch Hochbegabten vorgelegt werden müssen, damit sie gefordert werden, der Bestimmung eines kleinsten Zeitquants. Eine Methode muss entwickelt werden, die beide Forderungen vereint.

      – Ähnlich verhält es sich mit dem Gedanken zum Energieaustausch. Zweifelsohne sind Informationsverarbeitungsprozesse beim Menschen mit Energieaustausch verknüpft und es wäre für die Entwicklung einer Theorie kognitiver Prozesse wichtig, neben dem Informationsfluss auch den Energiefluss zu erfassen. Das Problem ist die Messmethode. Wir haben gegenwärtig im Rahmen der Analyse der menschlichen Informationsverarbeitung keine geeignete Methode, beispielsweise die reduzierte Wärmemenge ΔQ oder ein geeignetes Äquivalent zu messen.
      Die Messung der Entropiereduktion beim Denken wurde erst durch die Nutzung des Shannon-Ansatzes möglich.

      – Beim Extremgruppenvergleich gibt es vom Grundsatz her keine scharfen Grenzen. Wir haben bei unseren Untersuchungen das Lehrerurteil zugrunde gelegt. Die Lehrer kannten die Schüler über 4 Jahre. Die Parallelisierung der Stichproben ist in den Originalarbeiten enthalten. Auf methodische Fragen wurde in dieser Neubetrachtung weitestgehend verzichtet.

      – Das „wissen, worauf es ankommt“ der Hochbegabten findet sein biologisches Äquivalent in der Multimodalität. Die gewählte Klasse von Mathematikaufgaben war auf geometrische Probleme beschränkt, die sich jeweils durch zwei Lösungswege (bildhaft versus begrifflich) auszeichneten, wovon einer der einfachere war. Insofern fällt hier das Erkennen und Beschreiten der bestmöglichen Wege mit dem gleichzeitigen Erkennen und Aktivieren beider Modalitäten (800 ms nach Beginn des Lösungsprozesses) zusammen.
      Dass das Motiv die treibende Kraft ist, versteht sich jedoch von selbst.

      Der anregende Kommentar präzisiert, in welche Richtung eine zukünftige Methodenentwicklung gehen muss.

  2. Zu der interessanten Diskussion zwischen Werner Krause und Lothar Kolditz mochte ich nur anmerken:
    Alle Prozesse, d.h. auch der Austausch von Information
    sind notwendig auch mit dem Austausch von Enegie verbunden.
    Wichtig ist aber, dass in diesem Falle, die Quantität der
    Energieübertragung nicht relevant ist. Relevent is nur die Quantität der Entropieübertragung, die mit der
    Änderung der Unsicherheit verbunden ist.
    Wichtiger als die Menge der Entropieübertragung
    ist in jedem Falle der Inhalt. Es ist wie beim Geld, das bei
    Kaufhandlungen fliesst
    (siehe z.B. Feistel/Ebeling: Physics of Self-Organization and Evolutions. Wiley VCH 2011) .

    Werner Ebeling

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