Zur Provenienz des komplexen Zahlenkörpers

Jakito

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Da würdest du aber feststellen, dass es diese von dir behauptete Symmetriebrechung nicht gibt.
Bei der Schrödingergleichung? Das i dort führt zunächst mal von
über
zu
Denn in diesem Kontext ist antaris nicht der Erste, der durch das i ins Grübeln geraten ist. Von da ging das Grübeln wohl tatsächlich zu Spin und Fermionen weiter, wobei mit nicht klar war, dass dabei "die Matrix-/Spinstruktur bereits vorausgesetzt sind". Peter Woit gräbt irgendwo in der Richtung nach Gold. Aber meine Anmerkung kommen mehr aus Arbeiten von Pierre Cartier und Cécile DeWitt-Morette.

Allerdings taucht dort trotzdem keine "seltsame" Symmetriebrechung auf, weil es für beide "Regime" (stochastisch und quantum) eine bevorzugte Zeitrichtung gibt.
 

Jakito

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Außerdem wird man im Kontext der NRQM ohnehin zu komplexen Zahlen gezwungen, weil man in dem Kontext Unabhängigkeit durch Tensor-Produkte modelliert, und die nur über den komplexen Zahlen die benötigten Eigenschaften haben.
But der (A)QFT tritt dieser "Zwang" nicht in der Form auf, weil man dort Unabhängigkeit durch (anti-)kommutierende Operatoren modeliert, und denen ist es egal, ob man über reellen oder komplexen Zahlen arbeitet.
 

antaris

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Da würdest du aber feststellen, dass es diese von dir behauptete Symmetriebrechung nicht gibt.
Warum? Der Symmetriebruch des Baums ist povenienzseitig -> unbeobachtbar. Schrödiger- und auch Pauli-Gleichung leben beide im beobachtbaren Kontinuum. Das ist "mehrere Ebenen" über den Baum.

Der Baum bringt etwas besonderes mit, denn er codiert nicht einfach nur ein Geburtsregister, sondern stellt eine Dualität. Einerseits der Baum und andererseits ist der Baum als Bauplan der Geometrieseite lesbar.Es entsteht natürlicherweise beim 3-ären Baum ein simplicial complex, welches aus 2-Formen -> einzelnen Simplexs (Dreiecke) gebildet wird. Jeder Knoten des Baums ist geometrisch als Zentrum eines Simplex zu lesen.

symmetrischer Fall: Sierpinksi-Gasket
asymmetrischer Fall: ein gebrochener Sierpinski-Gasket

Der Baum ist also das provenzielle metaphysische "Geburtenregister" und die geometrieseite ist aus epistemischer Sicht soetwas wie eine Quantengeometrie -> eine fraktale Struktur, bestehend aus 2-Formen.
 

antaris

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But der (A)QFT tritt dieser "Zwang" nicht in der Form auf, weil man dort Unabhängigkeit durch (anti-)kommutierende Operatoren modeliert, und denen ist es egal, ob man über reellen oder komplexen Zahlen arbeitet.
Es ist vielleicht im allgemeinen egal aber ich habe vor den 23 Tests viele weitere Tests laufen lassen und dabei u.a. untersucht, ob nicht-Kommutavität auf dem symmetrischen Baum auftritt und nein -> alles kommutiert fein säuberlich. Um nicht-kommutavität über Frustration zu erzeugen wird ebenso der Symmetriebruch des Baums benötigt.

Mit dem Wachstumsprozess habe ich vor sozusagen 3 Fliegen mit einem Streich zu erschlagen:

1. Erzeugung komplexe Struktur
2. Erzeugung nicht-Kommutaviatät
3. wenn 1. und 2. wirklich so funktionieren, dann muss im unendlichen Limes des Wachstums geprüft werden ob über die Operatoren eine vN/Typ_III Algebra beweisbar wird.


Der Wachstumsprozess baut sozusagen direkt die verschachtelten Regionen mit den Operatoralgebren bzw. das ist das Ziel, was ich gleich mitnehmen will, ohne extra Struktur dafür reinstecken zu müssen.
 
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antaris

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Ich werde eine kleine Zusammenfassung erstellen, was die Scripte wirklich machen (es sind auch wichtige Obstruktionen dabei), was noch Intuition ist, wo ich mit dem testen aufgehört habe und was das Ziel sein soll.
 

TomS

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@Jakito –

in dem speziellen Fall tritt keine Symmetriebrechung auf, weil die Wahl von i bzw. -i wg. Hermitizität zu identischer Physik führt.

Du hast oben zwischen einer abstrakten Struktur und ihren konkreten Modellen unterschieden. Die Wahl zwischen i und -i entspricht dann der Wahl einer globalen Phase, und die ist bekanntlich irrelevant.

Analog ist die Wahl des Vorzeichens von einem Winkel in der klassischen Mechanik irrelevant, im Falle des Kepler-Problems entspräche das der Frage, ob es richtig ist, von oben auf den Orbit zu schauen, oder von unten. Natürlich ist beides zulässig und äquivalent.

Meine Idee war halt, sich nicht den Kopf über irgendwelche Hirngespinste zu zerbrechen, sondern anhand konkreter Beispiels zu überlegen, dass es da keine "Symmetriebrechung" gibt.

Im Falle von Rotationen und Spin wäre eine Überlegung, ob man Rechts- oder Links-System betrachtet. In der QCD wäre zwischen den zwei verschiedenen konjugierten Fundamentaldarstellungen der SU(3) zu unterscheiden; nun gibt es ganze Bücher, die diese Wahl nie treffen, weil sie irrelevant ist (abstrakte Struktur), und andere, die dies tun (Gell-Mann's Wahl der lambda-Matrizen); wähle die konjugierten, und du erhältst die selbe Physik.

Eine ähnliche Wahlfreiheit gibt es bei Clifford-Algebren. Mathematiker wählen da gar nicht, Physiker verwenden mal die Dirac-, mal die Weyl- und manchmal die Majorana-Darstellung der gamma-Matrizen. Das ist mathematisch reine Konvention, manchmal ist diese praktisch, manchmal jene, letztlich sind alle Darstellungen (Modelle) äquivalent.

Das ist ein Scheinproblem.

Mir sind überhaupt nur wenige Fälle bekannt, in denen es lohnenswert sein könnte, darüber nachzudenken:
  • Verletzung der CP-Invarianz
  • chiralen Eich-Anomalien
  • Twistor-Theorie / Penrose-Transformation
 

antaris

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Das ist ein Scheinproblem.
Das ist ein Scheinproblem, weil du Dinge voranstellst, die gar nicht das Ziel sind.
Mir sind überhaupt nur wenige Fälle bekannt, in denen es lohnenswert sein könnte, darüber nachzudenken:
  • Verletzung der CP-Invarianz
  • chiralen Eich-Anomalien
Genau das Stichwort: Modulartheorie -> Tomita-Takesaki-Theorie. Man kann leicht im Wiki-Artikel erkennen, dass i schon gesetzt ist und entsprechend nicht selbst aus der (nicht-)Kommutavität herausfallen kann. Dein Rahmen ist dagegen die rel. QFT mit all ihren Facetten aber mein Ziel ist ein ganz anderes. Es sind zwei verschiedene Weltbilder, die sich aber gegenseitig nicht ausschließen, sondern zwei grundsätzlich verschiedene "Schnitte" auf unterschiedlichen Ebenen durch ein und dasselbe Universum sind. Fehlende Chiralität ist ein Obstruktionsgrund der selben Wand beim symmetrischen Baum gewesen.

In diesem hier besprochenen Modell sind nicht-Kommutavität und lokale Algebren zentral aber keine Wellenfunktionen und keine Teilchen. Es ist exakt der Rahmen, der die AQFT bietet. Connes non-commutative Geometry operiert ebenso genau in diesem Regime.
 
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antaris

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Vielleicht muss ich den Wachstumsprozess noch elementarer beschreiben, weil hier sonst sofort etablierte Gleichungen wie Schrödinger, Pauli, Dirac usw. vorangestellt werden. Genau dort will ich aber nicht anfangen.

Der Ansatz soll wirklich „am Anfang“ anfangen.

Provenienzseitig starte ich mit der leeren Menge. Geometrieseitig lese ich dieses Anfangsobjekt als ein einzelnes symmetrisches Simplex, im ternären Fall also als gleichseitiges Dreieck. Diese geometrische Lesart ist aber nicht der eigentliche Startmechanismus, sondern die spätere Übersetzung der Provenienzdaten in eine deterministisch verklebte Simplex-Geometrie.

Der eigentliche Start ist:

Code:
Provenienzstart:
∅

geometrische Lesart:
ein symmetrisches 2-Simplex / gleichseitiges Dreieck

Dazu kommen deterministische Wachstumsregeln auf der Provenienzseite und später korrespondierende deterministische Kleberegeln auf der Geometrieseite. Die Geometrie soll also nicht frei zusätzlich postuliert werden, sondern aus der Baumprovenienz und ihren Klebe-/Handoff-Regeln erklärt werden.

Jetzt zum Wachstum.

Am Anfang ist die leere Menge noch vollständig symmetrisch:

Code:
t0:
parent = ∅
children = none
UV-tail(∅) = leer

Es gibt noch keine ausgezeichnete Kindrichtung, keine lokale Chiralität, keine zyklische Ordnung, kein (J), kein (i).

Dann wird das erste Kind geboren.

Code:
t1:
∅ bekommt Kind a

Dieses erste Kind ist aus Sicht der leeren Menge der erste UV-tail. Aus Sicht des Kindes selbst ist es aber gerade erst geboren und hat noch keinen eigenen UV-tail. Sein einziger Kontext ist der Elternknoten.

Also:

Code:
∅ sieht a als ersten UV-tail.
a sieht ∅ als Eltern-/Umgebungsknoten.
a hat selbst noch keinen eigenen UV-tail.

Damit entstehen die ersten beiden Randantworten:

Code:
Antwort ∅ -> a
Antwort a -> ∅

In der Sprache, die ich später präziser über Schur-Komplement/DtN-Operatoren formulieren will, ist das der erste gegenseitige Randantwortkontakt. Der Elternknoten ist nicht mehr isoliert. Das erste Kind ist nicht einfach ein geometrischer Punkt, sondern ein Provenienzereignis, das eine Response-Spur hinterlässt.

Mit nur einem Kind gibt es aber noch keinen Geschwister-Symmetriebruch. Es gibt noch keine Geschwister.

Dann kommt das zweite Kind.

Code:
t2:
∅ bekommt Kind b

Jetzt ist die Situation nicht mehr dieselbe wie bei Kind a. Kind a wurde in einer Umgebung geboren, in der es noch kein älteres Geschwister gab. Kind b wird aber in einer Umgebung geboren, in der Kind a bereits existiert und bereits eine Randantwort mit dem Elternknoten erzeugt hat.

Also:

Code:
Geburtsumgebung(a) = ∅
Geburtsumgebung(b) = ∅ + a + bereits veränderter Response-Zustand von ∅

Nach der Geburt von b passiert außerdem wieder Backreaction:

Code:
b wirkt zurück auf ∅
b wirkt zurück auf ältere bereits geborene Geschwister, also auf a

Damit ist a nach der Geburt von b nicht mehr exakt derselbe lokale Zustand wie direkt nach seiner eigenen Geburt. a besitzt einen Birth-Record, aber sein Live-Zustand altert durch spätere Geburtsschritte weiter.

Das ist der erste echte Punkt:

Code:
a und b sind nicht nur zwei austauschbare Labels.
Sie haben verschiedene Geburtsgeschichten.

Man kann die Endpunkte im nackten Baum natürlich immer noch umbenennen. Aber die vollständige Ereignis-/Response-Geschichte bleibt dabei nicht invariant. a wurde vor b geboren; b wurde in einer Umgebung geboren, in der a bereits da war; b hat danach auf a zurückgewirkt. Diese Reihenfolge ist Provenienzinformation.

Dann kommt das dritte Kind.

Code:
t3:
∅ bekommt Kind c

Auch c wird nicht in derselben Umgebung geboren wie a oder b. c sieht jetzt den Elternknoten ∅, das ältere Geschwister a, das ältere Geschwister b und deren bereits gealterte Response-Spuren.

Schematisch:

Code:
Geburtsumgebung(a) = ∅

Geburtsumgebung(b) = ∅ + a

Geburtsumgebung(c) = ∅ + a + b
+ gealterter Zustand von ∅
+ gealterter Zustand von a
+ gealterter Zustand von b

Nach der Geburt von c wirkt c wieder zurück:

Code:
c -> ∅
c -> a
c -> b

Damit ist das vollständige lokale Tripel unter ∅ abgeschlossen, aber nicht symmetrisch im Sinne identischer Provenienz. Es ist ein abgeschlossenes Geschwistertripel mit drei verschiedenen Geburtsgeschichten.

Das ist der erste relevante Symmetriebruch:

Code:
statischer Baum:
a, b, c sind austauschbare Geschwisterlabels

dynamischer Provenienzbaum:
a, b, c haben verschiedene Geburtsumgebungen,
verschiedene Birth-Records
und verschiedene spätere Live-Aging-Spuren

Dieser Symmetriebruch ist nicht beobachtbare Raumzeitphysik und auch noch kein (J). Es ist zunächst nur ein provenienzseitiger Bruch der Geschwister-Relabeling-Symmetrie.

Jetzt geht das Wachstum auf Level 2 weiter.

Die Kinder der leeren Menge werden selbst zu Eltern.

Nehmen wir zunächst Kind a. Aus Sicht der leeren Menge war a ein UV-tail. Sobald a aber selbst Kinder bekommt, wird a zu einem lokalen Elternknoten mit eigenem UV-tail.

Code:
t4:
a bekommt Kind a1

Für a ist a1 jetzt der erste eigene UV-tail. Aber a ist kein neutraler Anfangsknoten mehr. a trägt bereits seine eigene Geburt aus ∅, seine Randantwort zu ∅ und seine spätere Alterung durch b und c in sich.

Also:

Geburtsumgebung(a1)
= a

  • Ahnenumgebung ∅
  • aktueller Live-Zustand von a
  • aktueller Live-Zustand der übergeordneten Response-Struktur
Dann:

Code:
a1 -> a
a1 -> Ahnenlinie bis ∅

Das ist wichtig: Ein neues Kind verändert nicht nur seinen unmittelbaren Elternknoten, sondern es wird als neuer UV-tail auch für die Ahnenlinie wirksam. Die Wurzel ∅ altert also weiter, obwohl ihr eigenes erstes Geschwistertripel a,b,c bereits abgeschlossen ist.

Dann bekommt a sein zweites Kind:

Code:
t5:
a bekommt Kind a2

a2 wird nicht in derselben Umgebung geboren wie a1, denn a1 existiert bereits.

Geburtsumgebung(a2)
= a

  • a1
  • Ahnenumgebung ∅
  • gealterter Live-Zustand von a
  • gealterter Live-Zustand von ∅
Danach wirkt a2 zurück:

Code:
a2 -> a
a2 -> a1
a2 -> Ahnenlinie bis ∅

Dann bekommt a sein drittes Kind:

Code:
t6:
a bekommt Kind a3

Jetzt ist die Umgebung wieder reicher:

Geburtsumgebung(a3)
= a

  • a1 + a2
  • Ahnenumgebung ∅
  • gealterte Live-Zustände von a, a1, a2 und ∅


Und wieder:

Code:
a3 -> a
a3 -> a1
a3 -> a2
a3 -> Ahnenlinie bis ∅

Damit hat a jetzt selbst einen abgeschlossenen lokalen UV-tail:

Code:
UV-tail(a) = {a1, a2, a3}

Aber dieser UV-tail ist nicht bloß eine Kopie des ursprünglichen Tripels unter ∅. Er wurde in einer bereits gealterten Gesamtumgebung geboren. Er trägt also eine andere Provenienzsignatur.

Dasselbe passiert danach mit b und c:

Code:
b bekommt b1, b2, b3
c bekommt c1, c2, c3

Aber auch b und c starten ihre Elternrolle nicht unter denselben Bedingungen wie a. b wurde später geboren als a, c später als b. Sie haben andere Birth-Records und andere Live-Aging-Spuren. Ihre Kinder werden also ebenfalls in verschiedenen lokalen Umgebungen geboren.

Damit erhöht jede Iteration die Asymmetrie weiter:

Code:
Level 0:
∅ ist symmetrischer Anfang.

Level 1:
a, b, c brechen Geschwistergleichheit durch sequenzielle Geburt.

Level 2:
a, b, c werden selbst Eltern,
aber jeder dieser Elternknoten trägt bereits eine andere Vorgeschichte.
Die neuen Kinder erben also keine neutrale Kopie,
sondern wachsen in verschiedenen lokalen Response-Umgebungen.

Das Netzwerk altert dadurch automatisch.

Ein Knoten hat zwei Rollen, die man nicht vermischen darf:

Code:
Record-Schicht:
Was war der Birth-/Completion-Record dieses Knotens oder lokalen Tripels?

Live-Schicht:
Wie sieht sein aktueller Response-Zustand nach späteren Geburten aus?

Ein später geborenes Kind verändert den Birth-Record eines älteren Knotens nicht. Aber es verändert seinen Live-Zustand. Genau deshalb entsteht eine natürliche Zwei-Schichten-Semantik:

Code:
Birth/Record bleibt fix.
Live/Response altert weiter.

Das ist keine zusätzliche Physik, sondern folgt direkt aus nichttrivialem Wachstum mit Backreaction. Wenn man beides in einen einzigen Operator pressen will, bekommt man ein Rollenproblem: Derselbe Operator müsste zugleich unveränderlicher Provenienzrecord und aktuell mitlaufender Live-Zustand sein. Das geht nur, wenn Backreaction trivial ist oder wenn man die Provenienz überschreibt.

So entsteht schrittweise ein Komplementnetzwerk.
 
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antaris

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Jeder lokale Knoten hat:
  1. einen hellen lokalen Bereich / aktuellen Cell-Zustand,
  2. einen UV-tail aus späteren Kindern,
  3. eine IR-/Umgebungsseite aus Elternlinie, Ahnen und seitlichen Response-Spuren,
  4. eine Schnittstelle, die über Schur/DtN-Randantworten zusammengefasst werden kann.

Sobald ein Knoten Kinder bekommt, wird er selbst zum lokalen System mit eigenem Komplement. Seine Kinder sind sein UV-tail. Aus Sicht seines Elternknotens bleibt er aber Teil des bereits gewachsenen UV-/Backreaction-Tails. Dadurch entstehen verschachtelte lokale Komplementstrukturen:

Code:
∅
├─ a
│ ├─ a1
│ ├─ a2
│ └─ a3
├─ b
│ ├─ b1
│ ├─ b2
│ └─ b3
└─ c
│├─ c1
│├─ c2
│└─ c3
└─ d
...

Aber diese Zeichnung ist nur die statische Adresse. Die eigentliche Information liegt in der dynamischen Provenienz:

Code:
Wer wurde wann geboren?
Welche Umgebung war schon da?
Welche Randantwort wurde gespeichert?
Welche späteren Kinder haben welchen Live-Zustand gealtert?
Welche lokalen Response-Operatoren entstehen an den Schnittstellen?

Genau aus solchen verschachtelten lokalen Response-Strukturen soll später ein Netz lokaler Algebren entstehen. Nicht durch Einführung zusätzlicher Teilchen, Wellenfunktionen oder Raumzeitfelder, sondern aus den lokalen Operatoren, die an den Schnittstellen der wachsenden Komplementzellen entstehen.

Das ist der Anschluss an AQFT: Dort stehen lokale Algebren und ihre Zustände/Darstellungen im Vordergrund, nicht primär Teilchenbahnen oder Wellenfunktionen. Eine GNS-Darstellung wäre dann nicht der fundamentale Start, sondern eine Darstellung, die aus einer Algebra plus Zustand entsteht. Ein KMS-Zustand wäre eine spezielle Gleichgewichtssituation. Tomita-Takesaki-Modulartheorie wäre interessant, weil sie aus einer von-Neumann-Algebra plus geeignetem Zustand eine intrinsische modulare Dynamik liefert. Und Connes’ nichtkommutative Geometrie ist genau deshalb relevant, weil dort geometrische Information aus nichtkommutativen algebraischen Strukturen rekonstruiert werden kann.

Das Ziel wäre also nicht:

Code:
Setze Schrödinger-Gleichung.
Setze Pauli-Gleichung.
Setze i.
Setze Spin.

Sondern:

Code:
Baue aus dem Wachstum lokale Response-Operatoren.
Prüfe, ob diese nichtkommutativ werden.
Prüfe, ob lokale verschachtelte Operatoralgebren entstehen.
Prüfe, ob im unendlichen Grenzprozess eine vN-/Typ-III-artige Struktur plausibel oder beweisbar wird.
Prüfe erst danach, welche bekannten QFT-Objekte als Darstellungen/Regime herausfallen.

Darum ist TomS’ Hinweis auf (i) oder (-i) in Schrödinger-/Pauli-/Spin-Gleichungen für diese tiefere Frage nicht entscheidend. In vielen etablierten Darstellungen ist die Wahl (i) oder (-i) tatsächlich nur eine äquivalente konjugierte Darstellung oder eine Konvention. Das ist genau der Punkt: Diese Gleichungen leben bereits mehrere Ebenen oberhalb der Provenienzfrage.

Ich frage nicht, ob man in einer schon fertigen Quantenmechanik (i) gegen (-i) austauschen kann, ohne die Physik zu ändern. Das kann man in vielen Fällen.

Ich frage, ob ein zunächst reelles, wachsendes, lokales Komplementnetzwerk aus sich heraus überhaupt eine nichtkommutative lokale Operatorstruktur erzeugen kann, in der später eine komplexe Darstellung möglich, vielleicht sogar bevorzugt oder modular erklärbar wird.

Wichtig ist auch: Auf dem symmetrischen nackten Baum passiert genau das nicht. Dort kommutiert alles zu sauber, und die Orientierung bleibt frei. Deshalb war die Obstruktionswand überhaupt so wichtig. Wenn die Baumstruktur vollständig symmetrisch und reziprok bleibt, bekommt man keine ausgezeichnete Chiralität, keine nichttriviale Frustration, keinen kanonischen (J)-Sektor.

Der Wachstumsprozess soll genau diese Wand nicht überspringen, sondern eine mögliche Tür suchen:

Code:
Symmetrischer Start:
keine ausgezeichnete Richtung

sequenzielle Geburt:
verschiedene Geburtsumgebungen

Backreaction:
ältere Zustände altern weiter

verschachtelte lokale Schnittstellen:
Schur/DtN-Response-Operatoren

mögliche Folge:
nichtkommutative lokale Operatorstrukturen,
Frustration,
modulare Kandidaten,
später vielleicht AQFT-artiges lokales Algebra-Netz

Noch einmal: Das ist kein fertiger Beweis. Die Tests sind Diagnose- und Obstruktionstests. Einige sind positive Kandidatentests, andere zeigen gerade, wo etwas nicht funktioniert. Zum Beispiel reicht reine geometrische Closure nicht; reine Achsen-Holonomie bleibt flach; Hintergrund-Phasenabzüge sind empfindlich; ein einziger Single-Layer-Operator ist bei nichttrivialem Aging zu grob. Deshalb wird in späteren Tests stärker auf dynamische Schur/DtN-Provenienzoperatoren und Double-History-Gluing geschaut.

Das Gesamtbild ist also:

Start:
∅ / symmetrisches Simplex

Regel:
deterministisches Wachstum + Backreaction

lokaler Effekt:
Geschwister verlieren Relabeling-Gleichheit

iterierter Effekt:
Kinder werden Eltern,
bekommen eigene UV-tails,
altern aber zugleich die Ahnenstruktur

algebraisches Ziel:
verschachtelte lokale Response-Operatoren

AQFT-Ziel:
lokale Algebra-Netze statt primärer Wellenfunktionen

modulares Ziel:
Tomita-Takesaki-/Connes-artige Strukturen erst prüfen,
wenn nichtkommutative lokale Algebren wirklich entstehen

Das ist die Richtung. Nicht: „Hier ist (i) bewiesen“, sondern: „Hier beginnt ein Wachstumsmechanismus, der die reale symmetrische Baumobstruktion nicht ignoriert, sondern Schritt für Schritt aufbricht und daraus lokale Operatorstrukturen erzeugen könnte.“
 

antaris

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P.S.:

Wichtig ist dabei: "Das Ganze" ist gerade kein klassisches Gittermodell.

Ich starte nicht mit einem Raumgitter, nicht mit Koordinaten (x,y,z,t), nicht mit einer vorgegebenen Metrik und auch nicht mit einer klassischen Raumzeit, auf der dann Felder leben. Der Start ist provenienzseitig die leere Menge und die deterministische Erzeugung von Eltern-/Kind-/Handoff-Strukturen.

Die „Geometrie“ ist in diesem Bild eine spätere Übersetzung der Provenienzdaten. Geometrieseitig kann man den Anfang als symmetrisches Simplex lesen, aber das ist nicht dasselbe wie ein klassisches Koordinatengitter. Die späteren Simplexe werden nicht in einen fertigen Raum gelegt, sondern über deterministische Kleberegeln aus der Baum-/Provenienzstruktur zu einem simplicial complex verklebt.

Also nicht:

klassisches Gitter + Feldwerte auf Gitterpunkten


sondern:

Provenienzereignisse

  • Eltern-/Kindrelationen
  • Schur/DtN-Randantworten
  • Record/Live-Aging
  • deterministische Handoff-/Kleberegeln
    → effektive lokale Operatoren
    → mögliche lokale Algebra-Netze
    → spätere geometrische Darstellungen

Das ist für mich auch der Grund, warum AQFT als Ziel-/Vergleichsebene natürlicher ist als eine zuerst angesetzte Wellen- oder Teilchengleichung. In AQFT steht nicht primär ein Feld auf einem klassischen Gitter im Vordergrund, sondern ein Netz lokaler Observablenalgebren und deren Zustände/Darstellungen. Die klassische Raumzeitregion ist dort bereits eine Lokalisierungsstruktur. In meinem Ansatz soll gerade gefragt werden, ob eine solche Lokalisierungsstruktur aus der Provenienz- und Komplementnetzwerkseite erst entstehen kann aber dafür wird i benötigt und darum dieser Thread.

Deshalb sind Schrödinger-, Pauli- oder Dirac-Gleichung für mich spätere Darstellungs- oder Anschlussfragen, nicht der Anfang. Sie setzen bereits eine komplexe Darstellungsstruktur und normalerweise auch eine Raumzeit-/Symmetrieumgebung voraus. Die tiefere Frage ist hier: Kann ein koordinatenfreies, wachsendes, reelles Komplementnetzwerk lokale nichtkommutative Operatorstrukturen erzeugen, aus denen solche bekannten Darstellungen später als Spezialfälle oder effektive Regime erscheinen?
 

TomS

Registriertes Mitglied
Das ist ein Scheinproblem, weil du Dinge voranstellst, die gar nicht das Ziel sind.
Ich stelle überhaupt keine Dinge voran. Ich stelle lediglich fest, dass C ~ C*.

-> Tomita-Takesaki-Theorie. Man kann leicht im Wiki-Artikel erkennen, dass i schon gesetzt ist …
Nein, i ist nirgendwo gesetzt, man kann alles auch mit -i formulieren. Ich kenne keinen Bereich der Mathematik, wie dies anders wäre, alles reine Konvention, so wie der Nullmeridian und die Orientierung von Landkarten nordwärts.

Der Rest deiner Argumentation ist völlig unverständlich.
 

antaris

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Ich glaube, hier reden wir weiterhin aneinander vorbei.

Du beantwortest die Frage:

Wenn eine komplexe Struktur bereits vorhanden ist, ist dann i oder -i ausgezeichnet?

Meine Frage liegt aber eine Ebene davor:

Wie entsteht aus einem zunächst reellen, symmetrischen Provenienz-/Response-System überhaupt ein lokaler Operator J mit J² = -I?

Dass eine fertige komplexe Theorie konjugiert formuliert werden kann, bestreite ich nicht. Genau deshalb sind Schrödinger-, Pauli-, Dirac-, Spin- oder Clifford-Beispiele für meine Startfrage nicht entscheidend. Dort ist die komplexe Darstellungsstruktur schon vorhanden; man diskutiert nur noch, ob eine konkrete Realisierung oder ihr konjugiertes Modell gewählt wird.

Die Obstruktion im Baum ist aber gerade:

reeller symmetrischer Baum/Schur/DtN-Sektor
→ höchstens ±J-Kandidat
→ keine ausgezeichnete Chiralität
→ keine interne Auswahl von +J gegen -J
→ und vor allem noch keine Erklärung, warum überhaupt eine komplexe lokale Operatorstruktur entstehen muss.

Der Wachstumsansatz prüft deshalb nicht „warum i statt -i“, sondern zuerst:

Kann sequenzielle Geburt + Backreaction aus einer relabeling-symmetrischen reellen Struktur lokale nichtkommutative Response-Operatoren erzeugen, in denen ein J-Kandidat überhaupt sinnvoll wird?

Wenn später nur {+J,-J} übrig bleibt, wäre das genau eine Obstruktion. Wenn Wachstum/Handoff/Frustration einen der beiden Sektoren intern bevorzugt, wäre das ein nichttriviales Ergebnis. Aber das ist eine Provenienzfrage, keine bloße Schreibkonvention.

Der Rest der Argumentation hat das Ziel die AQFT zu rekonstruieren. Darum hat das hier alles eine andere semantische/ontische Bedeutung, als die etablierte Sprache der dir gewohnten rel. QFT.
 

antaris

Registriertes Mitglied
Hier kommt noch ein wichtiger Punkt dazu.

Die Aussage „man kann doch einfach i durch -i ersetzen“ ist nur in einer vollständig mitkonjugierten Beschreibung harmlos. In einer geschlossenen, unitären Modellbeschreibung kann man oft die gesamte Darstellung konjugieren: Zustände, Operatoren, Hamiltonian, Observablen und Messkonventionen. Dann beschreibt man häufig dieselbe Physik in der konjugierten Darstellung.

Aber das ist nicht dasselbe wie eine freie lokale Ersetzung in einem offenen, dissipativen oder bereits reduzierten System.

Gerade im Paper von @A.Neumaier und @TomS wird dieser Unterschied sehr deutlich.

Dort heißt es sinngemäß: Der ganze Universumszustand ist unitär, aber konkrete physikalische Systeme sind offene Systeme. Sie können nicht vollständig von ihrer Umgebung isoliert werden. Deshalb sind die Dynamiken konkreter Systeme nur Näherungsmodelle; selbst beinahe isolierte Systeme haben nur approximativ unitäre Dynamik, weil die Umweltwechselwirkung nie exakt verschwindet.

Das ist genau der Punkt.


In einer offenen Beschreibung besteht die Dynamik nicht nur aus

Code:
Hamiltonian + i

sondern aus:
  • System
  • Umgebung
  • Randbedingungen
  • coarse graining
  • Dissipation
  • Fluktuationen
  • Response-/Detektorstruktur
  • eventuell Lindblad-/Mastergleichungs-Näherung
Wenn ich dort nur i durch i ersetze, aber Umgebung, Dissipator, Randzustände, KMS-/Thermalzustand, Detektorkopplung und coarse-graining-Projektion nicht ebenfalls passend mittransformiere, habe ich im Allgemeinen nicht dieselbe offene Dynamik.

Ein Beispiel aus dem Paper ist gerade die lokale Gleichgewichtsbeschreibung. Makroskopische klassische Systeme werden dort über Maximum-Entropy-/Gibbs-artige lokale Gleichgewichtszustände beschrieben. KMS-Zustände treten als stationäre Gleichgewichtszustände auf; allgemeiner erscheint eine modulare Automorphismusstruktur. Solche Zustände sind nicht bloß „Hamiltonian plus Vorzeichen von i“, sondern enthalten Temperatur, Entropieoperator, intensive und extensive Felder sowie eine thermodynamische Zeit-/Gleichgewichtsstruktur.

Ein zweites Beispiel ist die reduzierte Systemdynamik. Das Paper betont, dass die Dichteoperatorentwicklung eines physikalischen Systems nicht exakt geschlossen ist, weil die Umgebung mitwirkt. Erst durch coarse graining entstehen effektive deterministische oder stochastische Gleichungen; im einfachsten linearen Markovfall Lindblad-Gleichungen. In so einer reduzierten Gleichung ist die dissipative Richtung nicht durch bloße Schreibkonvention i <-> -i frei wählbar. Sie ist durch die Reduktion, die Umgebung und die Semigruppenstruktur mitbestimmt.

Ein drittes Beispiel ist der Doppelspalt. Neumaier/Stör erhalten dort eine transparente unitäre Modellbeschreibung gerade dadurch, dass sie eine idealisierte perfekt reflektierende, infinitesimal dünne Barriere wählen. Sie schreiben ausdrücklich, dass diese Annahme Dissipation eliminiert und dadurch eine unitäre Dynamik des Modelluniversums liefert. Genau das zeigt: Die harmlose unitäre Vorzeichenkonjugation hängt an einer idealisierten, dissipationfreien Modellbeschreibung. Sobald Dissipation, Absorption, Detektoren oder reale Materialantwort einbezogen werden, ist man wieder in einer offenen Response-Situation.

Deshalb würde ich den Punkt so formulieren:

In einer fertigen geschlossenen unitären Theorie:
i ↔ -i kann eine äquivalente konjugierte Darstellung sein.

In einem offenen dissipativen System:
i ↔ -i ist nur dann äquivalent,
wenn die komplette Umgebung, die Reduktion,
die Dissipatoren, Randzustände und Detektor-/Response-Struktur
mitkonjugiert werden.

Das ist aber genau nicht die Provenienzfrage.
Die Provenienzfrage lautet nicht: Kann ich eine bereits vorhandene komplexe Theorie konjugiert hinschreiben?


Sondern:

Wie entsteht aus einer zunächst
  • reellen,
  • offenen,
  • wachsenden,
  • umgebungsgekoppelten Response-Struktur
überhaupt ein lokaler J-Kandidat mit J² = -I?

Und falls nur ±J entsteht:
kann die offene Wachstums-/Handoff-/Dissipationsstruktur
diese Doppeldeutigkeit intern brechen?

Schrödinger-, Pauli- oder Dirac-Gleichung beantworten diese Frage nicht, weil sie bereits auf einer Darstellungsstufe stehen, auf der die komplexe Struktur vorhanden ist. Das offene System und seine Umgebung sind dort entweder idealisiert weggelassen oder bereits in eine effektive Gleichung eingegangen.

Für meine Frage ist aber gerade die Umgebung nicht Nebensache, sondern Teil der Daten: Record, Live-Zustand, Backreaction, Randantwort und Handoff. Deshalb ist die einfache Bemerkung „nimm doch -i“ auf der falschen Ebene. Sie ist richtig für viele geschlossene unitäre Darstellungen, aber sie klärt nicht, wie in einem offenen, alternden Komplementnetzwerk eine komplexe lokale Operatorstruktur überhaupt entsteht oder ob eine der beiden ±J-Orientierungen durch die Umgebung bevorzugt wird.
 

antaris

Registriertes Mitglied
Ein weiterer Punkt ist für mich wichtig: Markovianität, Dissipation und scheinbarer Informationsverlust hängen genau daran, welche Provenienzdaten man mitführt und welche man wegprojiziert.

In einer offenen Quantensystembeschreibung betrachtet man nicht das ganze System, sondern nur einen ausgewählten Teil. Die Umgebung wird ganz oder teilweise eliminiert. Dadurch entstehen reduzierte Gleichungen: manchmal nicht-Markovsch, manchmal nach weiteren Näherungen Markovsch, im einfachsten linearen Fall Lindblad-artig. Das ist aber eine Aussage über die reduzierte Beschreibung, nicht notwendig über die vollständige Struktur.

Genau so lese ich auch Neumaier/Stör: Der ganze Universumszustand ist dort unitär, aber konkrete physikalische Systeme sind offene Systeme. Ihre Dynamik ist nur approximativ geschlossen, weil die Umgebung nie vollständig verschwindet. Markov-Näherungen, Maximum-Entropy-Näherungen, Lindblad-Gleichungen oder stochastische Gleichungen entstehen erst, wenn man die vollständige Umgebung nicht mehr mitführt.

Auf meinen Provenienzbaum übertragen heißt das:

Code:
vollständige Provenienz:
alle Birth-Records
alle Live-Updates
alle Backreaction-Schritte
alle Handoff-Daten
alle Umgebungsantworten

reduzierte Beschreibung:
nur lokaler aktueller Zustand
oder nur lokaler Operator
oder nur sichtbarer Teil

Wenn ich die vollständige Provenienz mitführe, ist der Wachstumsprozess nicht einfach „dissipativ“ im Sinne eines vernichteten Informationsgehalts. Er ist dann eher ein append-only Prozess: Jeder Schritt fügt neue Information hinzu, und wenn die Update-Regel injektiv ist und der Record vollständig gespeichert wird, kann man den vorherigen Zustand rekonstruieren.

Schematisch:


vollständiger Zustand_n
  • Geburtsereignis_{n+1}
  • Backreaction-Record_{n+1}
→ vollständiger Zustand_{n+1}

Wenn Zustand_{n+1} den Geburtsrecord und die Backreaction-Daten enthält, kann man formal wieder zurückgehen:

vollständiger Zustand_{n+1}
→ Zustand_n
  • Geburtsereignis_{n+1}
  • Backreaction-Record_{n+1}
Das wäre die provenienzseitige Form von Reversibilität.

Aber: Das ist noch nicht automatisch „unitär“ im Hilbertraumsinn. Unitarität heißt mehr als nur Umkehrbarkeit. In der üblichen Quantenmechanik bedeutet sie lineare, norm- und innerproduktserhaltende Entwicklung. Algebraisch formuliert wäre der entsprechende Begriff eher eine reversible *-Automorphismenstruktur der vollständigen Observablen-/Operatoralgebra.

Deshalb würde ich vorsichtig sagen:

Code:
Aus vollständiger Provenienz-Reversibilität
könnte eine unitäre oder *-automorphe Vollbeschreibung hervorgehen.

Aus Projektion auf lokale Teilsysteme
entstehen offene, dissipative, markovsche oder nicht-markovsche Näherungen.

Das ist für meine Frage entscheidend.

Denn dann wäre Dissipation nicht fundamental, sondern ein Effekt der Reduktion:

Code:
vollständiger Provenienzraum:
informationsbewahrend / reversibel / Kandidat für unitäre Vollbeschreibung

lokaler sichtbarer Ausschnitt:
offen / dissipativ / möglicherweise Markov-approximation

Markovianität wäre dann nicht „die fundamentale Zeitstruktur“, sondern eine Spezialform der reduzierten Beschreibung. Sie entsteht, wenn die weggelassene Umgebung für den betrachteten Ausschnitt effektiv keine relevante Erinnerung zurückgibt oder wenn diese Erinnerung in grober Näherung durch lokale Raten ersetzt werden kann. Wenn die Umgebung aber Gedächtnis zurückgibt, wird die reduzierte Dynamik nicht-Markovsch.

Im Provenienzbild ist das sehr natürlich:

Code:
Record vollständig sichtbar: Vergangenheit bleibt rekonstruierbar

Record teilweise verborgen: lokaler Zustand wirkt dissipativ

Umgebungsantwort kurzreichweitig/vergessen: Markov-Näherung möglich

Umgebungsantwort mit Rückwirkung/Memory: nicht-Markovsche offene Dynamik

Damit hängt auch die Frage i versus -i wieder zusammen. In einer vollständigen unitären Beschreibung kann man häufig die ganze Darstellung konjugieren. Aber in einer reduzierten offenen Beschreibung ist die Umgebung Teil der Richtung: Dissipator, Randzustand, KMS-/Thermalstruktur, Detektorantwort und coarse graining müssen mittransformiert werden. Ohne diese vollständige Mitkonjugation ist i <-> -i keine bloß lokale Schreibkonvention.

Für den Provenienzbaum wäre die präzisere Forschungsfrage also:

Code:
Kann aus einem vollständigen, koordinatenfreien,
deterministisch wachsenden Provenienznetz
eine reversible *-automorphe Vollbeschreibung entstehen?

Und erscheinen offene Markov-/Lindblad-/Dissipationsgleichungen
erst als Projektionen auf lokale Teilalgebren,
wenn man UV-tail, Umgebung und Record-Daten eliminiert?

Das wäre sehr nah an der Logik offener Quantensysteme, aber tiefer angesetzt: Nicht erst System + Bad in einer gegebenen Hilbertraumtheorie, sondern ein wachsendes Komplementnetzwerk, aus dem System/Umgebung, lokale Algebra, Handoff und reduzierte Dynamik selbst hervorgehen sollen.
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied
Hallo Antaris, hallo Jakito,

ich habe da mal eine - vielleicht blöde - Frage:

Du hast ein Problem mit i und -i; warum hast Du kein Problem mit 1 und -1 ?


Freundliche Grüsse, Ralf
 

antaris

Registriertes Mitglied
Du hast ein Problem mit i und -i; warum hast Du kein Problem mit 1 und -1 ?
Hallo Ralf,

deine Frage ist nicht blöd, sondern trifft einen wichtigen Unterschied.



Mit 1 und -1 habe ich nicht dasselbe Problem, weil 1 in einer unitalen Algebra das ausgezeichnete neutrale Element ist. Eine Abbildung, die 1 auf -1 schickt, erhält die unital-algebraische Struktur im Allgemeinen nicht. 1 und -1 sind also nicht einfach zwei gleichwertige Wahlen derselben Struktur.

Bei i und -i ist die Situation anders: Wenn eine komplexe Struktur bereits vorhanden ist, dann kann man oft die konjugierte Darstellung nehmen. Auf einer reellen 2D-Ebene entsprechen J und -J zwei möglichen komplexen Strukturen mit

Code:
J² = -1

aber entgegengesetzter Orientierung.

In einer geschlossenen unitären Beschreibung kann das häufig harmlos sein. Die umgekehrte Zeitentwicklung ist dann

Code:
U(t)† = U(-t)

und die eigentliche Zeitumkehr wird in der Quantenmechanik antiunitär beschrieben; dabei wird i mitkonjugiert. Aber das ist eine Transformation der vollständigen geschlossenen Beschreibung: Zustände, Operatoren, Hamiltonian, Messkonventionen und Randbedingungen gehen mit.

In einer offenen Umgebung ist das nicht mehr bloß eine lokale Vorzeichenkonvention. Genau das folgt auch aus der Logik des Neumaier/Stör-Papers: Der ganze Universumszustand wird dort unitär gedacht, aber konkrete physikalische Systeme sind offene Systeme. Sie können nicht vollständig von ihrer Umgebung isoliert werden; daher sind ihre Dynamiken nur approximativ geschlossen und nur näherungsweise unitär.

Für ein offenes System besteht die Beschreibung nicht nur aus

Hamiltonian + i

sondern aus

System
  • Umgebung
  • Reduktion/coarse graining
  • Randbedingungen
  • Dissipation
  • Fluktuationen
  • eventuell Lindblad- oder Langevin-Näherung
Wenn man dort nur i durch -i ersetzt, aber Umgebung, Dissipator, Randzustände, Detektorantwort und Reduktionsverfahren nicht ebenfalls passend mittransformiert, beschreibt man im Allgemeinen nicht mehr dieselbe offene Dynamik. In einem realistischen offenen System ist es darüber hinaus nicht immer möglich alles zu transformieren. Es besteht aber natürlich die Möglichkeit von Präparation gezielter Experimente, bei denen die Umgebungseinflüsse auf ein Minimum reduziert werden kann. Dann kann legitim von einer Näherungsweisen unitären Entwicklung gesprochen und entsprechend auf den geschlossenen unitären Fall reduziert werden.



Kurz:

geschlossene unitäre Vollbeschreibung:
i ↔ -i kann durch vollständige Konjugation äquivalent sein

offene dissipative Teilsystembeschreibung:
i ↔ -i ist nur äquivalent,
wenn die gesamte Umgebung und Reduktion mitkonjugiert wird



Meine Provenienzfrage liegt also nicht bei „warum nicht einfach -i?“, sondern davor:

Wie entsteht aus einer zunächst reellen, offenen, wachsenden Response-/Provenienzstruktur überhaupt ein lokaler J-Kandidat mit J² = -1?

Und falls nur ±J entsteht:

kann die offene Wachstums-/Handoff-/Umgebungsstruktur diese Doppeldeutigkeit intern brechen?



Das ist eine andere Frage als die Vorzeichenkonvention in einer bereits fertigen und näherungsweise geschlossenen Quantenmechanik.
 

TomS

Registriertes Mitglied
Du beantwortest die Frage:

Wenn eine komplexe Struktur bereits vorhanden ist, ist dann i oder -i ausgezeichnet?

Meine Frage liegt aber eine Ebene davor:

Wie entsteht aus einem zunächst reellen, symmetrischen Provenienz-/Response-System überhaupt ein lokaler Operator J mit J² = -I?

Dass eine fertige komplexe Theorie konjugiert formuliert werden kann, bestreite ich nicht. Genau deshalb sind Schrödinger-, Pauli-, Dirac-, Spin- oder Clifford-Beispiele für meine Startfrage nicht entscheidend. Dort ist die komplexe Darstellungsstruktur schon vorhanden; man diskutiert nur noch, ob eine konkrete Realisierung oder ihr konjugiertes Modell gewählt wird.

👍

Die Wahl des Modells ist häufig Konvention, wird nach praktischen Gesichtspunkten getroffen, ist einfach so, man einigt sich gar nicht … zu Letzterem siehe zum Beispiel die (letztlich irrelevant) Vorzeichenwahl in der Minkowski-Metrik.

Du musst mal erklären, was genau du dir darunter vorstellst, dass "eine komplexe Struktur entsteht".

Nehmen wir als Beispiel Folgen reeller Zahlen. Man kann eine komplexe Struktur dann hineindenken, wenn man Paare reeller Zahlen als Repräsentanten jeweils einer komplexen Zahl auffasst. Darüber hinaus bedarf es aber noch irgendwelcher konkreter Rechenschritte, Algorithmen oder ähnlichem, so dass es naheliegend ist, in dieser Folge nicht nur die Paare sondern auch die Verknüpfungen + und • auf dem Körper der komplexen Zahlen zu sehen – das wird nicht von Zauberhand passieren. Der Output eines Algorithmus oder einer Berechnung wird mit einem gewissen Erfahrungsschatz betrachtet, und man erkennt, dass da mathematische Operationen drin stecken, die so aussehen, als ob sie direkt auf komplexen Zahlen arbeiten würde, obwohl tatsächlich nur die Paare komplexer Zahlen dastehen.

Das Entstehen einer derartigen Struktur bedarf also zweierlei:
1) eines geeigneten Outputs
2) der Erfahrung und Erkenntnis, dass und wie man diesen Output als eine andere Struktur auffassen kann
 

antaris

Registriertes Mitglied
Du musst mal erklären, was genau du dir darunter vorstellst, dass "eine komplexe Struktur entsteht".
...

Das Entstehen einer derartigen Struktur bedarf also zweierlei:
1) eines geeigneten Outputs
2) der Erfahrung und Erkenntnis, dass und wie man diesen Output als eine andere Struktur auffassen kann

Ja, genau an dieser Stelle muss man präzise werden.

Mit „eine komplexe Struktur entsteht“ meine ich nicht, dass irgendwo plötzlich das Symbol (i) auftaucht oder dass der etablierte komplexe Zahlenkörper als Menge postuliert wird.



Gemeint ist zunächst etwas viel Konkreteres:

Aus einem rein reellen Approximanten entstehen durch zwei Randantworten zwei ausgezeichnete reelle Antwortvektoren bzw. Antwortmodi:

Code:
u_Env  = Antwort auf die rootseitige Environment-Anregung
u_UV   = Antwort auf die leafseitige UV-Anregung

Die UV-Antwort kommt dabei nicht aus einem einzelnen Punkt, sondern aus vielen kleinen UV-Ports an den feinsten Cut-Knoten. Sie geht also gewissermaßen in die Breite. Die Environment-Antwort kommt dagegen über den einen rootseitigen Parent-/Environment-Port. Schematisch ist das tatsächlich eher wie ein T:

Code:
UV-Ports: 

 o---o---o---o---o     Querbalken / viele feinste Randports
       |
       |
       o                     Root-/Environment-Port
```

Die erste Frage lautet dann:

Code:
Spannen u_Env und u_UV eine echte reelle 2D-Ebene auf?

Wenn ja, hat man zunächst nur eine reelle Ebene. Das ist noch keine komplexe Struktur. Eine reelle Ebene kann man zwar nachträglich immer als R² hinschreiben, aber dadurch entsteht noch kein kanonisches i.

Die zweite Frage lautet daher:

Code:
Gibt es auf dieser reellen 2D-Ebene einen abgeleiteten Operator J
mit J² = -I?

Erst dann hätte man im hiesigen Sinn einen komplexen Strukturkandidaten.



Denn wenn ein reeller zweidimensionaler Raum E einen Endomorphismus J:E -> E trägt mit

Code:
J² = -I,

dann kann man E als komplex eindimensionalen Raum auffassen. Formal würde dann

Code:
(a + ib) · v  :=  a v + b Jv

definieren, wie komplexe Zahlen auf dieser reellen Ebene wirken.

Das wäre aber noch immer nur die erste Hälfte. Denn sowohl J als auch -J erfüllen

Code:
J² = -I
(-J)² = -I

Die Ebene selbst unterscheidet also noch nicht den Drehsinn. Genau das war die Obstruktion im symmetrischen Baum.

Der nackte Baum liefert eine radiale Richtung:

Code:
root / Environment  <->  leaf / UV

also innen/außen, grob/fein, Parent/Child, Environment/UV. Das ist eine echte Skalenrichtung. Aber sie ist longitudinal, nicht transversal. Sie sagt:

Code:
hier ist die Wurzel
dort sind die Blätter

Sie sagt noch nicht:

Code:
das ist der positive Drehsinn in einer Ebene

Der symmetrische Baum erzeugt also eine Art F1-Achse:

Code:
F1 = radial / Tiefenrichtung / UV-vs-Environment

Was fehlt, ist eine zweite unabhängig abgeleitete transversale Struktur F2:

Code:
F2 = seitliche / zyklische / nicht gemeinsam diagonalisierbare Richtung

Ohne F2 gibt es keine echte Rotation. Es gibt nur eine Skalenachse.

Daher ist die bisherige Obstruktion:

Code:
UV/Environment erzeugt eine prä-komplexe 2D-Situation,
aber keine eindeutige komplexe Orientierung.

Oder kürzer:

Code:
R²-Kandidat: ja.
J-Kandidat: eventuell.
Auswahl J statt -J: nein, im symmetrischen Einzelbaum nicht.





Was würde also mindestens benötigt, damit man stärker sagen darf: „eine komplexe Struktur entsteht“?

Erstens: eine robuste reelle 2D-Randantwort-Ebene.

Code:
E = span_R{u_Env, u_UV}
dim(E) = 2

Diese Ebene darf nicht nur ein Plot-Artefakt sein, sondern muss aus Schur-/DtN-/Handoff-Daten kommen.


Zweitens: ein abgeleiteter Operator J auf dieser Ebene.

Code:
J(u_Env) ≈ u_UV
J(u_UV) ≈ -u_Env
J² ≈ -I

Je exakter und invariantensicherer das wird, desto stärker ist der Kandidat.


Drittens: ein Locking- oder Orientierungsmechanismus, der nicht einfach per Label, Plot, Koordinatenwahl oder zyklischer Geschwisterordnung gesetzt wird.

Denn sonst bleibt immer: {+J, -J}

Die Identifikation mit dem etablierten komplexen Körper wäre dann nicht eine naive Mengenidentität, sondern eine strukturelle Identität im Sinne eines Isomorphismus.

Man würde also nicht sagen:

Der Baum ist buchstäblich C.


Sondern:

Code:
Die abgeleitete reelle 2D-Struktur trägt eine Operation,
die algebraisch isomorph zur komplexen Multiplikation ist.

Diagnostisch kann man das über die Standardabbildung prüfen:

Code:
a + ib  |->  a I + b J

Wenn J² = -I gilt, dann erfüllt diese Darstellung die komplexe Multiplikation:

Code:
(aI + bJ)(cI + dJ)
= (ac - bd)I + (ad + bc)J

Das ist genau die Multiplikationsregel der komplexen Zahlen.

Aber für die CNNA-Frage reicht das noch nicht. Denn diese Darstellung funktioniert sowohl mit (J) als auch mit (-J). Der etablierte komplexe Körper kennt beide konjugierten Darstellungen:

Code:
i  |->  J
i  |-> -J



Daher ist die tiefere Frage nicht nur:


Kann ich eine komplexe Darstellung diagnostizieren?

sondern:
  • Kann die Provenienzstruktur selbst erklären,
  • warum überhaupt eine solche Darstellung entsteht,
  • und ob eine der beiden konjugierten Orientierungen lokal bevorzugt wird?
Hier kommen echte Zyklen, Frustration, Handoff und Nichtkommutativität ins Spiel.



Ein reiner Baum hat topologisch keine Zyklen. Ein passiver reeller DtN-/Widerstandssektor bleibt symmetrisch und reziprok. Er kann Achsen, Loads, Energieformen und Diffusion liefern, aber keine eigenständige 90°-Phasenverschiebung und kein stabil gerichtetes Drehfeld.




Für eine komplexe Struktur im stärkeren Sinn braucht man daher etwas, das nicht nur radial ist:


nicht nur:
Environment -> UV

sondern zusätzlich:
  • geschlossene lokale Transporte
  • oder nichtkommutierende Handoff-Operatoren
  • oder Frustration zwischen mehreren lokalen Verklebungen
  • oder eine dynamische Wachstumsasymmetrie,
  • die eine transversale Richtung erzeugt


Erst wenn eine solche Struktur einen stabilen J-Sektor trägt, wäre die Aussage „komplexe Struktur entsteht“ mehr als eine nachträgliche Interpretation einer reellen Ebene.

Also zusammengefasst:

Code:
Stufe 1:
zwei Randantworten erzeugen eine reelle 2D-Ebene

Stufe 2:
auf dieser Ebene wird ein Operator J mit J²=-I diagnostiziert

Stufe 3:
die Darstellung a+ib -> aI+bJ ist algebraisch isomorph zu C

Stufe 4:
ein derived-only Locking-Mechanismus entscheidet,
ob J oder -J lokal ausgezeichnet ist

Stufe 5:
erst dann darf man von einer intern entstandenen komplexen Struktur
im starken CNNA-Sinn sprechen

Der symmetrische Einzelbaum erreicht bisher höchstens Stufe 1 bis teilweise Stufe 2. Er zeigt den prä-komplexen Randantwort-Raum, aber er liefert keine transversale Händigkeit und kein Vorzeichen-Locking. Genau deshalb ist er als globaler Generator einer gerichteten komplexen Struktur obstruiert, aber als lokale Provenienzfaser weiterhin wertvoll.
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied
Mit 1 und -1 habe ich nicht dasselbe Problem, weil 1 in einer unitalen Algebra das ausgezeichnete neutrale Element ist. Eine Abbildung, die 1 auf -1 schickt, erhält die unital-algebraische Struktur im Allgemeinen nicht. 1 und -1 sind also nicht einfach zwei gleichwertige Wahlen derselben Struktur.
Hallo Antaris,

aber jetzt zauberst Du ein zusätzliches Kriterium herbei, das mir willkürlich erscheint.

Aber meinetwegen: warum hast Du die Probleme von i und -i nicht bei 2 und -2 ?


Freundliche Grüsse, Ralf
 
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