Katzen und Marmaladenbrote

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Wie man Mieze eine Pille verabreicht

 

• Das Problem
• Experimentelle Untersuchungen
• Parallelen in der Quantenmechanik
• Theoretische Lösungsansätze
• Was wirklich passiert

 

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Das Problem

Jeder weiss, dass ein Marmeladenbrot, wenn es runter fällt, immer auf der Marmeladenseite landet. Ausserdem landet eine Katze, welche runter fällt, immer auf den Pfoten (zumindest ab einer gewissen Höhe, so dass die Katze sich im Flug drehen kann). Was passiert nun, wenn man einer Katze ein Marmeladenbrot auf den Rücken bindet (mit der Marmeladenseite nach oben) und das ganze fallen lässt?

Dabei darf natürlich nicht vergessen werden, dass die Wahrscheinlichkeit, dass das Marmeladenbrot auf die Marmeladenseite fällt ja proportional zum Preis des Teppichs ist.

Experimentelle Untersuchungen

Zu dem Thema gibt es etliche Untersuchungen, von denen ich hier nur einige kurz erwähnen kann. Bei der ersten ist aber leider nicht bekannt, ob sie eine moderne Fabel ist:

• Es haben irgendwelche - natürlich unseriösen - Nicht-Naturwissenschaftler mal eine Untersuchung zu Murphy's law speziell in dieser Version gemacht, haben sich irgendwo hingestellt und Marmeladenbrote fallen lassen. Das Ergebnis war allerdings, dass die verflixten Dinger häufiger nicht auf die Marmeladenseite gefallen sind, woraus man dann einfach in Bezug auf die Untersuchung eine weitere Bestätigung von Murphy's law gesehen hat: Alles, was schief gehen kann, wird schief gehen! Kann aber wie gesagt auch eine "urbain legend" sein.
• Es haben irgendwelche - seriösen - Naturwissenschaftler das ganze mal unter dem Aspekt des Wurfes untersucht und dabei festgestellt, dass vom Flugverlauf her eine halbe Drehung einfach am wahrscheinlichsten ist und das Brot (langweiligerweise) deshalb häufig auf der Marmeladenseite landet.

Wer selber mal etwas forschen will, dem seien folgende Versuchsmöglichkeiten vorgeschlagen:

• Binde einer durchschnittlichen Katze einen frischen Marmeladentoast auf den Rücken. Lass sie fallen.
• Binde der gleichen Katze ein ca. 3 Jahre altes 1m langes Marmeladenbaguette auf den Rücken. Lass sie fallen.

Wichtig: unbedingt Reihenfolge einhalten.

Des Weiteren sollte hier nicht unerwähnt bleiben, dass auch schon Forscher bei Experimenten mit grösseren Katzen verunglückt sind. Man sollte also die Gefährlichkeit solcher Experimente nicht unterschätzen.

Parallelen in der Quantenmechanik

Exemplare der so genannten "Schrödinger Katze" (felis schrödingeris) sind in der Physik lange bekannt. Zur weiteren Information sei hier nur auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen.

Theoretische Lösungsansätze

Man kann das ganze Problem quantenmechanisch betrachten. In diesem Fall passiert folgendes: Solange keiner hinsieht, ist das Ergebnis auch nicht definiert, also weder die Katze noch das Marmeladenbrot sind auf dem Boden aufgekommen. Sobald ein Experimentator den Vorgang beobachtet, "sucht" sich die Realität einen von den beiden gleich unwahrscheinlichen Ausgängen des Versuchs aus: Entweder das Marmeladenbrot oder die Katze kommen nicht ordnungsgemäss auf dem Boden auf. In der "viele Welten"-Interpretation der Quantenmechanik kommt in einem Universum die Katze mit den Beinen auf dem Boden auf, im anderen das Marmeladenbrot.

Die Alternative, dass sowohl Katze zusammen mit Brot über dem Boden schweben bleiben, lässt sich durch ein Energieargument widerlegen, ein seitliches Aufkommen der Katze-Brot Kombination ist wegen der Quantisierung der Orientierung auch ausgeschlossen.

Möglicherweise ergibt sich vielleicht auch eine Überlagerung der beiden Zustände "Katze auf Pfoten" und "Katze auf Rücken". Es weiss aber niemand, wie man sich das dann anschaulich vorzustellen hat.

Was jedoch passiert, wenn man das Ganze relativistisch rechnet, ist bisher nicht untersucht worden.

Das Problem lässt sich allerdings auch klassisch beschreiben: Dabei wissen wir, dass für beide Fälle einzeln betrachtet Grösse und Beschaffenheit des fallenden Objektes nicht unerheblich sind. In beiden Fällen nimmt die Neigung auf den Pfoten bzw. der Marmeladenseite zu landen mit der Grösse zu.

Was das Marmeladenbrot angeht, so ist auch hier ein deutlicher Zusammenhang zwischen der Beschaffenheit und der Drehneigung festzustellen. So landet ein Zwieback deutlich häufiger auf der Marmeladenseite als ein englisches Weissbrot, das aufgrund seiner Konsistenz sofort Tropfenform annimmt.

Lange Rede kurzer Sinn: Die so genannten Marmeladenfaktoren mf=kg*exp(lm-s) mit l,k=const, g=Grösse, m=Materialfestigkeitswert, s=survivalvalue (=0 für Brot) müssen für Katze und Brot bestimmt werden. Der grössere mf bestimmt letztlich, wer auf seine gewohnte Weise landen darf.

Nach Murphy wird dann folgendes passieren: Die Katze wird sich im Flug so drehen, dass das Marmeladenbrot an der Wand entlang streift und so die Sauerei da ist.

Eine weitere Möglichkeit ist, dass Murphys Gesetz und die Fähigkeit der Katze gegeneinander agieren und der Katze-Marmeladenbrot-Verbund 30 cm über dem Boden schwebt. Diese Lösung ist jedoch, wie oben schon erwähnt, aus energetischen Gründen unwahrscheinlich. Sollte sie jedoch trotzdem richtig sein, wurde schon vorgeschlagen mit diesem Prinzip tonnenschwere Lasten mühelos zu transportieren.

Bisher wenig beachtet, aber dennoch sehr interessant ist die folgende Theorie: Die Katze wird sich während des freien Falls befreien (klar, ist ja ein freier Fall!) und sich auf die nicht bestrichene Brotseite stellen. Folglich kommt die Katze auf den Pfoten auf, und das unter ihr liegende Marmeladenbrot liegt mit der Marmelade nach unten auf dem Teppich. Die beobachteten Gesetze (Fall eines Marmeladenbrotes und Fall einer Katze) existieren also beide und überlagern sich völlig unabhängig voneinander.

Ich habe da nur ein Problem: Gesetze sollten ja eigentlich umkehrbar sein. Aber was würde passieren, wenn man den Teppich auf die Katze fallen lassen würde. Streckt sie ihm dann die Pfoten entgegen? Oder würde sich gar die auf der Marmeladenseite liegende Brotscheibe umdrehen, wenn der Teppich nur teuer genug wäre?

Was wirklich passiert

Tja, soweit die Theorie, doch nun die bittere Realität: Die Katze landet auf den Pfoten, wie es sich für eine Katze gehört, läuft anschliessend, Murphys Gesetz gehorchend, zu dem teuersten Teppich, der in der Wohnung liegt und wälzt sich dort, um das lästige Marmeladenbrot vom Rücken los zu werden. Natürlich bleibt das Marmeladenbrot auf dem Teppich mit der Marmeladenseite nach unten liegen. Vermutlich wird die Katze anschliessend aus reinem Ärger auch noch das teuerste Möbelstück in der Wohnung zerkratzen.

Quelle des Textes:

Bertram Lückehe (Uni Oldenburg)