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Wissenschaftstheorie und Interpretationen der Physik Runder Tisch für Physiker, Erkenntnis- und Wissenschaftstheoretiker

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  #21  
Alt 13.06.10, 12:56
Benutzerbild von JoAx
JoAx JoAx ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 05.03.2009
Beitr?ge: 4.324
Standard AW: Können klassische Wissenschaftler und Ingenieure jemals die QT verstehen?

Hallo!

Zitat:
Zitat von richy Beitrag anzeigen
Ich wuerde es auch eher so beschreiben, dass die momentanen Grenzen der Mathematik ebenso Grenzen fuer die Physik darstellen.
Da will ich auch zustimmen, und die Frage stellen, wodurch die Mathematik begrenzt wird? Dass die Physik nicht alles restlos erklären kann, sondern auf elementare, gegebene Eigenschaften/Grössen angewiesen ist (elektrische oder Farbladung z.B.), ist unbestreitbar. Andernfalls wäre es wirklich möglich, aus einer NULL etwas eindeutiges herzuleiten, was George versucht .

Wie sieht es bei der Mathematik aus? Haben wir den alle notwendigen Instrumente? Oder besser gesagt - können wir prinzipiell alle notwendigen Instrumente entwickeln?

So viel mehr die Mathematik auch erlaubt, sie beruht letztendes nur auf dem, was sich der Mensch tatsächlich vorstellen kann.

Beispiel (hat aber nichts mit VWI zu tun):
Realisiert sind in der Natur nur 3 raumartige Dimensionen, mathematisch kann mann beliebig viele konstruieren. Dazu ist nichts weiter notwendig, als die Vorstellung vom Senkrechten, oder die Trigonometrie. Könnte ein eindimesionales Wesen die Trigonometrie entwickeln? Ich meine - nein. Es wäre für ihn nicht nur schwer vorstellbar, wie eine 2-, 3-, ... dimensionale Welt aussehen könnte, der würde imho prinzipiell nie auf so etwas kommen.

Könnten wir bei der Quantenwelt etwas ähnliches haben?

Welle - VWI
Teilchen - Statistik
Welle und Teilchen - Jogi/Peho
weder Welle noch Teilchen - ???

Was wäre dann, das "klassische Denken"?


Gruss, Johann
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  #22  
Alt 13.06.10, 16:02
wrentzsch wrentzsch ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 19.08.2009
Beitr?ge: 42
Standard AW: Können klassische Wissenschaftler und Ingenieure jemals die QT verstehen?

Mein Vater war ein Vertreter dieser Gattung Intelektueller und verwies mich als Informationsquelle auf Bücher.
"Alles was darin steht ist Richtig!"
Seit der Zeit versuche ich Ihn zu widerlegen.
Von dem Versuch der Widerlegung bin ich weg, jetzt suche ich den Grund, warum es so ist, wie es ist!
Erstaunlich, was alles den Menschen prägen kann.
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  #23  
Alt 13.06.10, 17:43
Benutzerbild von richy
richy richy ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 01.05.2007
Ort: karlsruhe
Beitr?ge: 4.170
Standard AW: Können klassische Wissenschaftler und Ingenieure jemals die QT verstehen?

Meine Bemerkung bezug sich zunaechst nur auf rueckgekoppelte nichtlineare dynamische Systeme. Wobei Linearitaet in der Natuer eine Ausnahme ist.
Nur fuer einige spezielle Faelle sind nichtlineare DGL's analytisch loesbar.
Fuer quantisierte DGL's (Differenzengleichungen) verschaerft sich die Problematik nochmals.
Ebenso wenn man N-Koerpersysteme betrachtet. Es bleibt dann nur die Simulaton, die jedoch bereits fuer Systeme mit wenigen Teilchen in der Quantenmechanik nicht mehr auf einem Digitalrechner realisierbar ist.
Man hofft hier auf den zukuenftigen Einsatz eines Quantenrechners.
Zitat:
Wie sieht es bei der Mathematik aus? Haben wir den alle notwendigen Instrumente?
Im Falle nichtlinearer Systeme haben wir diese Mittel nicht. Die Regelungstechnik ist ein schoenes Beispiel dafuer, denn deren Konzepte basieren auf Forier-,Laplace-,Z-Trasformation. Diese Integraltransformationen liefern nur im linearen Fall analytische Loesungen.
Auch die Wettervorhersage oder Stroemungsmechanische Probleme werden mittels Rechnersimulation geloest.
Eine "neue" Integraltransformation mit der sich auch nichtlineare DGL's loesen lassen wuerde in diesem Bereich einiges veraendern.
Zitat:
können wir prinzipiell alle notwendigen Instrumente entwickeln?
Im Falle der Navier Stokes Gleichungen wuerde mir die Beantwortung dieser Frage wohl 1e6 Dollar einbringen :-)
http://de.wikipedia.org/wiki/Navier-Stokes-Gleichungen
Zitat:
Es ist bis heute nicht gelungen, die Existenz von globalen Lösungen nachzuweisen. Mathematiker wie P.-L. Lions (siehe Literaturliste) betrachten im wesentlichen den wichtigen Spezialfall der inkompressiblen Navier-Stokes-Gleichungen. Während hier für den zweidimensionalen Fall unter anderem von R. Temam und C. Foias bereits weitreichende Existenz-, Eindeutigkeits- und Regularitätsaussagen bewiesen werden konnten, gibt es bislang keine Resultate für den allgemeinen dreidimensionalen Fall, da hier einige fundamentale Einbettungssätze für sogenannte Sobolevräume nicht mehr eingesetzt werden können. Allerdings gibt es für endliche Zeiten oder spezielle, insbesondere kleine, Anfangsdaten auch im dreidimensionalen Fall - vor allem für schwache Lösungen - Existenz- und Eindeutigkeitsaussagen.
Das Problem des allgemeinen, inkompressiblen Existenzbeweises in drei Dimensionen gehört laut Clay Mathematics Institute zu den wichtigsten ungelösten mathematischen Problemen dieses Jahrhunderts.
Drei dieser Probleme wurden immerhin in den letzten 30 Jahren geloest.
Mit "neuer" Mathematik hat dies alles recht wenig zu tun.
Heims aspektbezgene Logk koente man als neue Logig bezeichnen. Falls diese tatsaechlich notwndig ist um die Schnittstelle zwischen physikalischer und informatorischer Welt zu erfassen, muss abgesehen vom Schwirigkeitsgrad, die Kluft zwischen rein quantitativem und qualitativem Denken ueberwunden werden. Das duerfte noch einige Zeit dauern :-)
Die Antwort auf die Threadfrage waere dann ein klares Nein. Aber ebenso gilt diese Nein fuer die esoterische Herangehensweise.

Benoetigt man einen speziellen Menschentypen um beide Bereiche zu erfassen ? Ich denke eher nicht. Es ist sicherlich nicht so, dass Menschen mit naturwissenschaftlicher Ausbildung einen kleineren geiseswissenschaftlichen Horizont aufweisen. Allerdings erfordert die Anerkennung im naturwissenschaftlichen Bereich, das man geisteswissenschaftliche oder visionaere Aspekte aus dem Denken ausklammert. Und so werden beide Bereiche strikt getrennt. Prof Zeilingers Vorgehensweise halte ich fuer sehr geschickt.

Ge?ndert von richy (13.06.10 um 18:11 Uhr)
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  #24  
Alt 13.06.10, 19:58
Knut Hacker Knut Hacker ist offline
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Standard AW: Können klassische Wissenschaftler und Ingenieure jemals die QT verstehen?

Von Dr. Richard Feynmann,Quantenphysiker und Nobelpreisträger für Physik,stammt der Ausspruch: "Wenn jemand glaubt, er habe die Quantenmechanik verstanden, dann hat er sie nicht verstanden!"

Die Erkenntnisse der Quantenphysik sprengen unsere begriffliche Vorstellungswelt (wie zuvor schon die beiden Relativitätstheorien und danach die Chaostheorie). Vor allem aber sind sie mit der traditionellen aristotelischen Logik (tertium non datur) nicht fassbar, weshalb man ja auch von der mehrwertigen Quantenlogik spricht. Der Mensch ist erstmals in seiner Geschichte auf absolute Erkenntnisgrenzen gestoßen.Unser Bewusstsein als Gesamtheit aller Wahrnehmungen im weitesten Sinne, also einschließlich unseres Denkens, sind strukturdedeterminiert.Überspitzt formuliert könnte man daher sagen, dass das Wesentliche der Quantenphysik gerade ihre Unbegreiflichkeit im erkenntnistheoretischen Sinn ist.Uns bleibt nur noch die streng mathematische Beschreibung der experimentellen Ergebnisse.
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  #25  
Alt 14.06.10, 04:56
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EMI EMI ist offline
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Standard AW: Können klassische Wissenschaftler und Ingenieure jemals die QT verstehen?

Zitat:
Zitat von RoKo Beitrag anzeigen
Ob da eine andere Matematik weiterhilft (EMI)? Ich weiss es nicht.
Aber ich, ich hab's probiert und es hilft weiter!

Gruß EMI
__________________
Sollen sich auch alle schämen, die gedankenlos sich der Wunder der Wissenschaft und Technik bedienen, und nicht mehr davon geistig erfasst haben als die Kuh von der Botanik der Pflanzen, die sie mit Wohlbehagen frisst.
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  #26  
Alt 14.06.10, 16:24
Knut Hacker Knut Hacker ist offline
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Standard AW: Können klassische Wissenschaftler und Ingenieure jemals die QT verstehen?

973,

die Anforderungen, die du zutreffend an die Physik stellst, die sich ja selbst -wie du zu Recht hervorhebst -lediglich als deskriptiv begreift und auf den Selbstanspruch möglichst weitgehender Abstraktion ("Naturgesetze") beschränkt, erfüllt wohl die Mathematik.

Die Mathematik kann die experimentellen Ergebnisse der Quantenphysik beschreiben, aber deren Paradoxität nicht erklären.

Das kennt man schon aus der klassischen Physik. Was ist ein Kraftfeld? Wieso kann der Läufer in Zenons Paradoxien eine endliche Strecke zurücklegen, obwohl diese aus unendlich vielen (mathematisch korrekt: unbegrenzt vielen) Teilstrecken besteht? Man kann dies zwar seit Leibnitz mit der Infinitesimalrechnung erfassen oder Zenon eine unzulässige Koordinationstransformation vorhalten, aber die Bewegung nicht mit unseren Vorstellungen „ begreifen“.

Oder aus der Geometrie: Mit Hilfe von „Pi“ können wir die Unendlichkeit, aber Begrenztheit des Kreises beschreiben, jedoch nicht unseren Vorstellungen vermitteln. Man kann die Länge einer begrenzten Geraden messen, beispielsweise beträgt sie 10 Zentimeter.Aber man kann nicht erklären, dass der Messpunkt „Fünf Zentimeter“ weder zur ersten noch zur zweiten Hälfte noch zu beiden gehören kann noch dazwischen liegen kann.Und dennoch kann man die Gerade in beide Hälften teilen, ohne dass etwas “verlorengeht“.Was ist der Anfang, was ist das Ende? Gehören sie noch zur Geraden oder nicht? Kann es einen Anfang der Zeit geben, oder setzt er als Zeitpunkt die Zeit bereits voraus?

Sogar die Mathematik selbst tut sich schwer. Sie kann sich – wie jedes System – mangels Metaebene weder beweisen noch widerlegen (Gödelcher Unvollständigkeitssatz). Man kann auch die berühmte Russelsche Menge aller Mengen, die sich selbst nicht enthalten, mathematisch ausdrücken, aber eben nicht begreifen, dass sie sich weder selbst enthält noch sich selbst nicht enthält. Russell ist daran bekanntlich verzweifelt.Und was ist die imaginäre Einheit i?

Zurück zur Quantenphysik:

Die Gleichungen der Quantenphysik weisen zwar die gleiche mathematische Struktur auf, wie die Gleichungen der klassischen Mechanik,wenn man sie in die Hamiltonsche Form bringt.Die klassische Mechanik ist dann in der Quantenmechanik als ein Sonderfall enthalten, der großen Quantenzahlen beziehungsweise der Gleichsetzung der Planckschen Konstante mit Null entspricht.
Doch Heisenberg sagte dazu : „ Aber es wäre ein Fehler, zu glauben, dass man durch diese Anwendung der quantentheoretischen Gesetze das fundamentale Paradoxon der Quantentheorie vermeiden könnte.Denn die Messanordnung verdient diesen Namen ja nur, wenn sie in enger Beziehung steht mit der übrigen Welt, wenn es eine physikalische Wechselwirkung zwischen der Messanordnung und dem Beobachter gibt.“ Das unterscheidet ja die Physik als Erfahrungswissenschaft von der Mathematik als „Brille des Verstandes“.
Schrödingers Wellengleichungen stellen keine realen Wellen dar, sondern Schwingungen in einem imaginären mathematischen Raum, dem von dir erwähnten Phasenraum.Heisenberg schrieb dazu: “Die Paradoxa des Dualismus zwischen Wellen- und Partikelbild waren ja nicht gelöst; sie waren alle nur irgendwie in dem mathematischen Schema verschwunden.“

Alle Versuche, die Paradoxien der Quantenphysik, die sich ja aus Experimenten ergeben, aufzulösen ( Janossy, Bohm, Dekohärenztheorie,GRW-Ansatz) sind unstreitig gescheitert!Die Praktikabilität der Schrödingerschen Wellengleichungen führt zum Missverständnis vieler Physik-Praktiker, so aufregend sei die Sache ja gar nicht.Dabei wird verkannt, dass nicht die elegante mathematische Beschreibung, sondern die paradoxen Ergebnisse der Experimente primär sind. Gribbin schreibt dazu: „Die ansprechende Vorstellung, dass physikalisch reale Wellen den Atomkern umkreisen, eine Vorstellung, die Schrödinger dazu gebracht hatte, die heute mit seinem Namen verknüpfte Wellengleichung zu entdecken, ist zweifellos falsch. Die Wellenmechanik kann uns genauso wenig wie die Matrizenmechanik einen Einblick in die Realität der atomaren Welt verschaffen, doch im Unterschied zur Matrizenmechanik verschafft uns die Wellenmechanik eine Illusion von etwas Vertrautem und Anheimeldem. Diese anheimende Illusion hat sich bis heute erhalten und die Tatsache verschleiert, dass die atomare Welt sich von unserer gewohnten Welt total unterscheidet. Mehrere Generationen von Studenten, die in der Zwischenzeit ihrerseits zu Professoren geworden sind, wären wahrscheinlich zu einem sehr viel tieferen Verständnis der Quantentheorie gelangt, wenn man sie gezwungen hätte, sich ernsthaft mit der abstrakten Betrachtungsweise Diracs auseinanderzusetzen, und wenn ihnen die Vorstellung verwehrt worden wäre, dass das, was sie über das Verhalten von Wellen in unserer gewohnten Welt wissen, ein Bild vom Verhalten der Atome liefert.... Gerade weil die Schrödinger-Gleichung als praktisches Instrument so erfolgreich war, sind viele Menschen davon abgehalten worden, gründlich darüber nachzudenken, wie und warum dieses Instrument funktioniert“

Auch Albert Einstein hat darauf hingewiesen, dass die Mathematik nichts zu erklären vermag: „Insofern sich die Sätze der Mathematik auf die Wirklichkeit beziehen, sind sie nicht sicher, und insofern sie sicher sind, beziehen sie sich nicht auf die Wirklichkeit.“ „... evident, dass die Mathematik als solche weder über Gegenstände der anschaulichen Vorstellung noch über Gegenstände der Wirklichkeit etwas auszusagen vermag.“ („Mein Weltbild“)

Mathematik ist der Kollektivirrtum, Einleuchtendes sei eben wegen dieser seiner Evidenz Wahrheit.Diesen Anspruch erhebt sie aber gar nicht.
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  #27  
Alt 14.06.10, 16:44
wrentzsch wrentzsch ist offline
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Standard AW: Können klassische Wissenschaftler und Ingenieure jemals die QT verstehen?

Wer soll entscheiden was Ballast ist oder ob man das Vorwissen brauchen könnte, später?
Jene, die sich nicht auskennen?
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  #28  
Alt 14.06.10, 20:29
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Gandalf Gandalf ist offline
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Standard AW: Können klassische Wissenschaftler und Ingenieure jemals die QT verstehen?

Zitat:
Zitat von EMI Beitrag anzeigen
ein "Weiterkommen" in der Physik bedarf immer eine "neue/weiterentwickelte" Mathematik.

Kann natürlich sein das "klassische Physiker und Ingenieure" das eh falsch oder gar nicht verstehen.

Was meinen die drüber stehenden/Auserwählten dazu?
Gandalf, siehst Du das ähnlich?
Hallo EMI!

Mathematik ist ein "auserwähltes" logisches System (unter anderen logischen Systemen) Insofern wird wohl eine "weiterentwickelte Mathematik" irgendwo im Multiversum bereits vorliegen. Sie kann sich aber - wie "Knut Hacker" es treffend ausgeführt hat, ".. – wie jedes System – mangels Metaebene weder beweisen noch widerlegen (ff)" - Es wäre "ein Kollektivirrtum" von ihr was erklärendes zu erwarten.

Aber sogar von dem in der Mathematik "heiligen Vorgang der Beweisführung" selbst, wird man sich wohl auch dort endgültig verabschieden müssen, wo er noch im Prinzip möglich sein sollte: Nicht nur, wie das Spektakel um 'Fermat's letzten Satz' aufgezeigt wurde, dass nur wenige Menschen überhaupt noch in der Lage sind komplexen Beweisführungen zu folgen; - gibt es ein grundsätzliches physikalisches Problem: Es gibt nicht genug Ressourcen an Speicherplatz, Zeit und Energie im Universum (...in einem einzelnen Universum) um beliebig viele Beweisvorgänge durchzuführen.

Die einzige (aber imho sehr wichtige Erkenntnis), die sich für mich daraus ergibt: Erkennbare Grenzen sind nicht dazu da, Werkzeuge innerhalb dieser Grenzen zu perfektionieren, sondern diese mit einem 'Sprung' auf eine neue Metaebene zu überwinden. Dieser Sprung in's defintiv Unbekannte erfordert so etwas wie "Todesmut", den sich wohl nur Genies im Rückblick erlauben dürfen. ("Fehlsprünge" landen bei den Hyänen)

Und hier bin ich dann bei der ana-Logik und G. Galilei: Die Beobachtung, dass die Jupitermonde um Jupiter kreisen und daher auch die Erde um die Sonne kreisen müsste, - war kein logischer Schluss, - sondern ein (damals wohl wirklich "todesmutig") analoger (der lange auf seine Falsifizierung warten musste), was im 'nachhinein' - wie oft bei jeder großen Entdeckung und Erfindung zu Gunsten einer vorgeblich "stringenden Logik" verdrängt wird.

Bekennt sich dann ein Wissenschaftler mal (wie Dürr im Interview oben) zu dieser Denke, fühlen sich Gesprächspartner, die sich der "angewandten Lehre" verpflichtet fühlen - sichtlich unwohl.

Ludwig Wittgenstein an einen Bekannten:

"Sagen Sie mir, warum die Leute immer behaupten, es sei für die Menschen eine ganz natürliche Annahme gewesen, dass die Sonne um die Erde kreist und die Erde selbst sich nicht dreht"

Darauf erwiderte der Bekannte:
"Nun ja, es hat doch den Anschein, als würde die Sonne um die Erde kreisen?"

Worauf Wittgenstein fragte:
"Wie hätte es denn ausgesehen, wenn es den Anschein gehabt hätte,

dass die Erde sich dreht?"


Grüße
__________________

Warum soll sich die Natur um intellektuelle Wünsche kümmern, die "Objektivität" der Welt des Physikers zu retten? Wolfgang Pauli
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  #29  
Alt 14.06.10, 20:50
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Zitat:
Zitat von RoKo Beitrag anzeigen
mir ging es bei dem Hinweis auf Regelungstechnik um Rückkopplung hauptsächlich darum, dass es Grenzen der Berechenbarkeit und damit auch Grenzen des Determinismus gibt. Diese beginnen dort, wo rückgekoppelte dynamische Systeme die Grenze der Stabilität überschreiten. Die Gleichungen münden dann oft in eine Singularität.

Ich habe vor 30 Jahren selbst erlebt, wie eine Lageregelung im Rahmen einer TÜV-Prüfung die Stabilitätsgrenze überschritten und durch eine angefachte Schwingung die Anlage binnen 3 Sekunden regelrecht zerstört hat.

Das sehe ich auch so. Ob da eine andere Matematik weiterhilft (EMI)? Ich weiss es nicht.
Zitat:
Die m.E. wichtigste Technik-Wissenschaft ist die Regelungstechnik. Ohne den Begriff der "Rückkopplung" und ein Verständnis für die zugehörige Mathematik lassen sich Entwicklungsprozesse nicht verstehen und modellieren.
Hallo Rokko!

Hier fängst schon an: Wäre, - um das Ganze besser verstehen zu können - nicht zunächst erst mal zwischen Undurchführbarkeit (Berechnung der Rückkoppelung von klassischen Systemen) und Unvorhersagbarkeit (die in der Quantenphysik andere Ursachen hat, als empfindliche Anfangsbedingungen), - zu unterscheiden?

Grüße
__________________

Warum soll sich die Natur um intellektuelle Wünsche kümmern, die "Objektivität" der Welt des Physikers zu retten? Wolfgang Pauli
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  #30  
Alt 15.06.10, 00:24
RoKo RoKo ist offline
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Standard AW: Können klassische Wissenschaftler und Ingenieure jemals die QT verstehen?

Zitat:
Zitat von Gandalf Beitrag anzeigen
Hallo Rokko!

Hier fängst schon an: Wäre, - um das Ganze besser verstehen zu können - nicht zunächst erst mal zwischen Undurchführbarkeit (Berechnung der Rückkoppelung von klassischen Systemen) und Unvorhersagbarkeit (die in der Quantenphysik andere Ursachen hat, als empfindliche Anfangsbedingungen), - zu unterscheiden?

Grüße
Nein. Es gibt keine Steigerungsform von Zufall. Es ist immer so, dass bei zufälligen Entwicklungen des Universums die Anzahl der Entwicklungsmöglichkeiten größer ist als die Anzahl der Realisierungsfähigkeiten.

Auch in der Quantenphysik beruht die Unvorhersagbarkeit auf unbekannten Anfangsbedingungen.

Die Vorstellung einer vollständigen Determiniertheit des universellen Gesamtprozesses ist ein unbeweisbarer Irrglaube von Physikern, der täglich empirisch widerlegt wird.

Der Determinismus lässt sich auch nicht durch "Viele-Welten"-Vorstellungn retten.
__________________
mit freundlichem Gruß aus Hannover

Unendliche Genauigkeit ist eine Illusion
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