Open Password – Dienstag, den 3. Mai 2022

# 1063

Wissenschaftliche Revolutionen – Physik – Messfehler – Lars Jaeger – Teilchenphysik – Steven Weinberg – Sheldon Glashow – Abdus Salam – Quantenfeldtheorie der schwachen Kernkraft – Quantenelektrodynamik – Theorie der elektroschwachen Kraft – Starke Kernkraft – Gravitationskraft – Elementarteilchen – Allgemeine Relativitätstheorie – Standardmodell für den Mikrokosmos – Gravitationstheorie – Lorenz-Gruppe – Grand Unification Theory – 24-dimensionale SU(5)-Gruppe – Teilchenbeschleuniger – Quantentheorie – Theory of Everything – Dunkle Materie – Dunkle Energie – Fünfte fundamentale Kraft – Albert Einstein – Femilab – W-Bosonen – David Toback – Paradigmenwechsel – CERN – Large Hadron Colliger

Angriffskrieg gegen Ukraine – Algorithmische Filterung – Marco Bastos – City University of London – Kampf um das hegemoniale Narrativ – Spezielle Militäroperation – Soziale Plattformen – Facebook – Empfehlungssysteme – Personalisierung – Propaganda – Emotionalisierung – Asymmetrische Macht – Internet Research Agency – Trolle von Olgino – Offizielle Staatliche Propaganda – Visualisierungen

Mobil Krankenkasse – DG Digitales Gesundheitswesen – Krankenversicherungen – Wissensstand der Versicherten – Elektronische Patientenakte – Whitelabel-Lösung

1. Titel

Wissenschaftliche Revolutionen: Auf dem Weg zu neuen Basistheorien in der Physik
Oder sind die Messungen nur ungenau? – Von Lars Jaeger

Angriffskrieg gegen die Ukraine

Algorithmische Filterung in Zeiten der Kriegsführung – Von Dr. Marco Bastos, City University of London

III.

Internet Research Agency
Trolls von Olgino auf Möglichkeiten der Sozialen Medien eingestellt

 

IV.

Mobil Krankenkasse

Digitalisierungsportal für Versicherte

Wissenschaftliche Revolutionen

Auf dem Weg zu neuen Basistheorien in der Physik
Oder sind die Messungen nur ungenau?

Von Lars Jaeger

Die letzte große Theorie in der Teilchenphysik, die die Grundlagen der Physik radikal veränderte, wurde in den späten 1960er-Jahren von Steven Weinberg, Sheldon Glashow und Abdus Salam entwickelt. Ihnen gelang die Integration der Quantenfeldtheorie der schwachen Kernkraft mit der Quantenelektrodynamik als zwei verschiedene Seiten einer einzigen Theorie. Diese wird von den Physikern „Theorie der elektroschwachen Kraft“ genannt. Sie ist charakterisiert durch die Eichinvarianz der SU(2) x U(1)-Gruppe – ein Ausdruck, den jeder Teilchenphysiker, einige andere Physiker und Mathematiker und sonst niemand kennt (und der auch hier nicht leicht erklärt werden kann).

Die gesamte Teilchenphysik ist heute durch diese Theorie zusammen mit der Theorie der ziemlich zeitgleich entwickelten starken Kernkraft (die durch die Eichinvarianz der achtdimensionalen SU(3)-Gruppe gegeben ist) charakterisiert. Entsprechend ist die Teilchentheorie durch die Invarianz-Gruppe SU(3) x SU(2) x U(1) charakterisiert. Hinzu kommt die in der generellen Physik – z.B. in unserem Leben – als vierte Kraft wirkende Gravitationskraft. Diese ist für die Elementarteilchen im Vergleich zur starken und schwachen Kernkraft allerdings so schwach, dass sie in der Teilchenphysik keine Rolle spielt – erst bei großen Körpern wie Planeten und Sonnen ist sie zu berücksichtigen.

Dies also macht die heutige Physik aus – vier Kräfte, die auf Körper von Sonnen bis zu Elementarteilchen wirken. Die Theorien dazu sind mehr als 50 Jahre alt (die Allgemeine Relativitätstheorie sogar über hundert Jahre) und bis heute unverändert geblieben. Es ist keine Übertreibung zu sagen, dass sie kaum weiter von der erwünschten eleganten Gesamttheorie der Physik entfernt sein könnte:

• einerseits mit der uneleganten Symmetriestruktur im Standardmodell für den Mikrokosmos (eben die SU(3) x SU(2) x U(1) – Gruppe)
• andererseits die davon komplett unabhängige Gravitationstheorie, die prinzipiell nicht mit der im Mikrokosmos geltenden Symmetriegruppe vereinbar ist.

Letztere ist die Symmetrie, die die Gravitation beschreibende Allgemeine Relativitätstheorie sowie die allgemeine Lorenzgruppe (die wie SU(3) und SU(2) eine lokale Symmetriegruppe darstellt) umfasst – letztere mit allen Translationen in Raum und Zeit, das sind lokale Verschiebungen, Drehungen und Geschwindigkeitstransformationen. Die Gesamtheit der Symmetriegruppen stellt insgesamt gesehen eine recht abstruse und alles andere als elegante, einheitliche Struktur dar. Die widerspricht den Vorstellungen der Physiker, nach denen die Physik widerspruchsfrei und einheitlich zu erklären und elegant darzustellen sei.

Für die drei Kräfte in der Elementarteilchentheorie existieren seit vielen Jahren eine größere Anzahl überzeugender Theorien, die alle Symmetrien in eine Gesamt-Symmetriegruppe zusammenfassen. Die Physiker sprechen in diesem Zusammenhang von der „großen vereinheitlichten Theorie“ (Grand Unification Theory, GUT). Unter ihnen ist die 24-dimensionale SU(5)-Gruppe wohl am populärsten. Diese und alle anderen Gruppen lassen sich bislang nicht empirisch überprüfen. Denn die Energieskalen, die die Gruppen zwingen würden, sich im Experiment zu offenbaren, liegen viele Größenordnungen höher als die Physiker gegenwärtig in experimentellen Teilchenbeschleunigern zu erreichen imstande sind.

Aber könnten manche Eigenschaften dieser Theorien nicht bereits auf niedrigeren Energieleveln nachgewiesen werden? Die 24-dimensionale Invarianztransformations-Matrix der SU(5)-Gruppe sagt bei bestimmten Energien verschiedene neue Teilchen voraus, die eventuell bereits bei niederen Energiestärken auffindbar sein könnten. Jedoch wurden diese bislang nicht entdeckt.

Wie zudem die Gravitationskraft integriert werden soll, wissen wir gleichfalls nicht. Zwar gibt es auch dazu Theorien. Um diese zu validieren oder zu falsifizieren, benötigte man jedoch einige weitere Größenordnungen an Energie. Zudem verlangt die ultimative Theorie eine Vereinheitlichung der Quantentheorie und der allgemeinen Relativitätstheorie (eine „Theory of Everything“ (TOE)), die sich jedoch in vielen Punkten widersprechen und daher grundlegend unvereinbar sind.

Diesem uneleganten Teilchenmodell ließ sich in den letzten fünf Jahrzehnten nichts hinzufügen. Auch lassen sich die Werte zahlreicher wichtiger Parameter (insgesamt 17) nicht aus dem Modell folgern, sondern sind experimentell zu bestimmen. Dies im Detail zu leisten, war die Hauptaufgabe von zwei Generationen Teilchenphysikern. Dabei ist den heutigen Physikern bewusst, dass ihre Teilchentheorie und/oder die Allgemeine Relativitätstheorie aktualisiert werden müssen, da diese zu 99% sichergestellte Phänomene nicht erklären können. Konkret handelt es sich dabei um das Vorhandensein unsichtbarer Materie im Weltraum, der so genannten „Dunklen Materie“, sowie die anhaltende Beschleunigung der Expansion des Universums durch eine Kraft namens „Dunkle Energie“.

Aktuell zeichnet sich hier womöglich eine Veränderung ab. Seit kurzem spekulieren die Physiker darüber, ob sie in einigen noch nicht ganz klar deutbaren Experimenten eine fünfte fundamentale Kraft erkannt haben. Diese Art von Vermutung ist nicht grundsätzlich neu. So diskutierten bereits Einstein und seine Zeitgenossen darüber, ob es nicht eine fünfte Kraft geben müsste (wenn auch eine ganz andere als die, die heute vermutet wird). Denn seit etwa einem Jahr ergeben sich Messwerte bestimmter Teilchen, die vom Standardmodell abweichen, wenn auch nur in sehr geringem Ausmaß, so dass die Abweichung schwer zu erkennen ist.

So will das Team vom Femilab in Illinois herausgefunden haben, dass die als W-Bosonen bezeichnete Teilchen (verantwortlich für die schwache Kernkraft) etwas massereicher zu sein scheinen als in den Theorien vorhergesagt. Prof. David Toback, ein Co-Sprecher des Projekts bei Femilab, bezeichnete die Messung gar als «schockierend». Gegenüber den Medien sagte er: «Die Entdeckung könnte zur Entwicklung einer neuen, umfassenderen Theorie über die Funktionsweise des Universums führen. Wenn die Ergebnisse durch andere Experimente bestätigt werden, wird die Welt anders aussehen. (Dann müsste es) einen Paradigmenwechsel geben. Die Hoffnung ist, dass dieses Ergebnis vielleicht den Damm brechen wird.»

Die Wissenschaftler haben allerdings nur einen winzigen Unterschied in der Masse der W-Bosonen gefunden im Vergleich zu dem, was die Standardtheorie der Teilchenphysik besagt – noch nicht einmal 0,1 %. So besteht eine nicht unbeträchtliche Wahrscheinlichkeit, dass es sich bei den Ergebnissen um Messfehler handelt. Dafür könnte auch sprechen, dass die bisher genaueste Messung der W-Bosonen im Widerspruch zu zwei der nächst genaueren Messungen aus zwei Experimenten steht, die mit dem Standardmodell übereinstimmen.

Diese Überlegungen haben dazu geführt, dass CERN (bei Genf) einen Beschleuniger wieder in Betrieb nehmen will, der gerade renoviert und gesäubert wurde. Dieser besitzt zwar nicht die höchste Energie für die Teilchenkollision, die heute im CERN erreicht werden kann. Doch mit Blick auf die Messgenauigkeit für die hier entscheidende Bestimmung ist dieser Beschleuniger besonders gut. Sollten der Large Hadron Colliger (LHC) die bisherigen Ergebnisse bestätigen, so könnte dieses, so CERN, „das erste von vielen neuen Ergebnissen sein, die den größten Wandel in unserem Verständnis des Universums seit Einsteins Relativitätstheorien vor mehr als hundert Jahren einläuten könnten».

Insgeheim hoffen wir alle, Physiker wie Nicht-Physiker, dass das furchtbar unelegante Standardteilchenmodell durch eine neue Physik abgelöst wird, die sich womöglich gar zu einer umfassend erweiterten Theorie weiterentwickeln ließe. Doch reichen dafür weniger als 0,1% Veränderungen in den Messwerten der Teilchenphysik aus? Erinnern wir uns: Die erste Vorhersage der Einstein’schen Allgemeinen Relativitätstheorie war auch nicht besonders groß: Unter dem Einfluss der Sonne verändert sich der Winkel der an der Sonne vorbeigehenden Strahlen anderer Sterne um acht Bogensekunden, also in etwa ein Fünfhundertstel eines einzigen Grades (genauer 1/450). Dies hat Einstein von heute auf morgen die Krone der Physik gebracht.

Lars Jaeger hat in vielen Beiträgen in Open Password unter anderem über die Quantenphysik und die Internet-Konzerne publiziert. Er lebt in der Nähe von Zürich, wo er zwei Unternehmen aufgebaut hat, die institutionelle Finanzanleger beraten. Zugleich unterhält er Blogs zum Thema Wissenschaft und Zeitgeschehen. Im Herbst 2021 erscheint sein nächstes Buch unter dem Titel «Wege aus der Klimakatastrophe» im Springer Verlag.

Angriffskrieg gegen die Ukraine

Algorithmische Filterung
in Zeiten der Kriegsführung

Von Dr. Marco Bastos, City University of London

Marco Bastos

Es überrascht nicht, dass polarisierende Inhalte in den sozialen Medien während des russisch-ukrainischen Krieges florieren. Zermürbungskriege werden unweigerlich von Propaganda begleitet, die versucht, so wahrheitsgetreu wie möglich zu erscheinen. Dieser Kampf um das hegemoniale Narrativ wurde deutlich, als die russische Regierung beschlossen hat, den Begriff „spezielle Militäroperation“ durchzusetzen, um die russische Invasion in der Ukraine zu beschreiben. Der Streit wird wahrscheinlich immer unzusammenhängender werden, da Russen und Ukrainer Kriegsnarrative vorantreiben, in denen Fakten umstritten, nicht nachprüfbar sind oder allgemein als unrechtmäßig gelten.

In dieser brenzligen Situation ist es problematisch, dass soziale Plattformen keine externe Kontrolle über die algorithmischen Routinen bieten, die Inhalte auswählen, welche den Benutzern angezeigt werden sollen. Diese Algorithmen sind optimiert, um Inhalte zu priorisieren, die das Unternehmen als wichtig für die Nutzer erachtet. Die genaue Art dieser Optimierung wird jedoch durch den geschützten Charakter der Facebook-Algorithmen verschleiert, wobei sowohl die Daten als auch die Modelle, die den Algorithmen zugrunde liegen, einer Prüfung durch politische Entscheidungsträger oder die Forschungsgemeinschaft entzogen sind.

Zu den Algorithmen gehören Empfehlungssysteme, die auf kollaborativer Filterung (Filterung sozialer Informationen), inhaltsbasierter Filterung, einschränkungsbasierter Empfehlung und kritikbasierter Empfehlung basieren. Diese Empfehlungsalgorithmen werden kombiniert, um hochgradig personalisierte Ergebnisse für den einzelnen Nutzer zu erzielen. Die Propaganda in den sozialen Medien hat diese Hinweise natürlich aufgegriffen und die

Beeinflussungsmaßnahmen so angepasst, dass identifizierbare und vertraute Gesichter gewöhnlicher Menschen eingesetzt werden. Ausgeklügelte Beeinflussungsmaßnahmen in den sozialen Medien sind praktisch nicht von organischen Inhalten zu unterscheiden, die durch Algorithmen verstärkt werden.

Problematisch ist auch, dass Facebook-Algorithmen einer intrinsischen Heuristik folgen, deren Ziele sich eher aus den Prioritäten des Unternehmens als aus den strengen Regeln der journalistischen Praxis ergeben. Dieser Prozess führt dazu, dass Hunderte von Inhalten destilliert werden, um dem Nutzer diejenigen anzuzeigen, die ihn den Vorhersagen zufolge am meisten interessieren könnten. Leider sind die Inhalte, mit denen die Nutzer am ehesten etwas anfangen können, nicht die, die am ehesten zutreffend sind. Vielmehr handelt es sich dabei um eine Untergruppe von Inhalten, die eher emotionale Reaktionen auslösen.

Es gibt auch immer mehr Beweise dafür, dass Facebook-Feeds eine übermäßige Auswirkung auf harte Nachrichteninhalte haben, genau die Untergruppe von Inhalten, die dazu beitragen können, die Kluft zwischen Propaganda und tatsächlicher Realität zu überbrücken. Tageschehen und Politik sind eher von algorithmischen Änderungen betroffen als Nachrichten rund um Lifestyle, Sport und Kunst. Die asymmetrische Macht, die soziale Plattformen in den letzten zehn Jahren auf Nachrichtenorganisationen ausgeübt haben, ist eine weitere Kraft, die die Integrität des Informationsökosystems beeinträchtigt, insbesondere im mit Blick darauf, wie vertrauenswürdige Informationen und Nachrichten online abgerufen und konsumiert werden. Leider wird sich diese Kluft im Kontext eines Zermürbungskrieges wahrscheinlich nur noch weiter verschärfen.

Internet Research Agency

Trolls von Olgino auf Möglichkeiten
der Sozialen Medien eingestellt

 

Bastos ist Mitverfasser von “Fact-Checking Misinformation: Eight Notes on Consensus Reality” (2022). In dieser wurden fünf Ziele der Propaganda der Internet Research Agency untersucht und gefragt wurde, inwieweit die IRA von der offiziellen Staatspropaganda abweicht. Diese ist durch Symbole der nationalen Identität und heroische Männlichkeit gekennzeichnet.

Die Internet Research Agency, auch bekannt als Glavset und im russischen Internet-Slang als Trolls from Olgino bekannt, ist ein russisches Unternehmen, das im Auftrag russischer Geschäfts- und politischer Interessen an Online-Einflussoperationen beteiligt ist. Die Ergebnisse zeigen, dass die von der Internet Research Agency verwendeten Visualisierungen so gestaltet sind, dass sie die angeblichen Stimmen aus dem Volk mit sympathischen, vertrauten und attraktiven Gesichtern von gewöhnlichen Menschen verkörpern. Diese staatlich geförderte Propaganda hat sich – wie auch der Propagandakrieg um den Angriffskrieg zeigt – auf die subkulturellen und visuellen Möglichkeiten sozialer Plattformen eingestellt.

Mobil Krankenkasse

Digitalisierungsportal für Versicherte

Die Mobil Krankenkasse und das Beratungs- und Schulungsunternehmen DG Digitales Gesundheitswesen haben sich darauf verständigt, ein Informationsportal zu entwickeln, das zur Förderung der digitalen Gesundheitskompetenz von Versicherten beiträgt. Geplant ist eine Lösung, die auch von anderen Krankenversicherungen genutzt werden kann, um den Wissensstand bei den Versicherten nachhaltig zu erhöhen und den gesetzlichen Qualifizierungsverpflichtungen von Krankenkassen gerecht zu werden.

Der Start des Informationsportals, mit dessen Umsetzung die Mobil Krankenkasse die DG Digitales Gesundheitswesen GmbH beauftragt hat, ist für spätestens Juli geplant. Bis dahin sollen die Informationsangebote zu Themen wie der elektronischen Patientenakte (ePA) sowie anderen digitalen Anwendungen und Dienstleistungen aufbereitet werden, die Versicherte nutzen können. Das Themenspektrum wird nach dem Start sukzessive erweitert und regelmäßig aktualisiert. Das Portal soll als Whitelabel-Lösung gestaltet werden und auch anderen Krankenkassen die Nutzung der aufbereiteten Inhalte ermöglichen.

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