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Entmutigt durch die vielen Antworten von ChatGPT, es könne mir auf diese oder jene Frage keine Antwort geben, weil es nur ein von OpenAI trainiertes Sprachmodell sei, versuchte ich, ChatGPT um Fragen zu bitten, die es auch beantworten könne.
Hier eine Interaktion als Interview.
Einmal schloss ChatGPT seine Antwort mit: „Mein Zweck besteht darin, Ihnen bei der Beantwortung allgemeiner Fragen zu helfen“. Dies hielt ich für einen guten Ausgangspunkt.
Interview mit einer Künstlichen Intelligenz
Kursive Stellen—wie diese hier—sind meine nachträglichen Anmerkungen zum Interview.
Ich: Was wäre denn eine gute allgemeine Frage?
ChatGPT: Eine gute allgemeine Frage könnte zum Beispiel lauten: „Was ist der Unterschied zwischen einem Neutron und einem Proton?“ oder „Wie wirkt sich die Erderwärmung auf das Klima aus?“ Solche Fragen kann ich beantworten, indem ich auf meinen Wissensschatz zurückgreife und Ihnen allgemein bekannte Informationen liefere. Wenn Sie eine spezifischere Frage haben, kann ich Ihnen leider nicht weiterhelfen.
Das ist doch schon mal ein guter Anfang. Also los!
Protonen und Neutronen
Was ist der Unterschied zwischen einem Neutron und einem Proton?
Der Unterschied zwischen einem Neutron und einem Proton besteht darin, dass Neutronen keine elektrische Ladung besitzen, während Protonen eine positive Ladung haben. Neutronen und Protonen sind beide Teilchen, die im Kern eines Atoms vorkommen. Neutronen sind etwas schwerer als Protonen und tragen maßgeblich dazu bei, das Atomgewicht eines Elements zu bestimmen. Im Vergleich zu Protonen sind Neutronen aber instabil und zerfallen nach einer gewissen Zeit in andere Teilchen.
Wie viel schwerer sind Protonen?
Protonen sind etwa 1.672 × 10^-27 kg schwer. Dies ist ungefähr 1.673 mal schwerer als Neutronen, die eine Masse von etwa 1.675 × 10^-27 kg haben. Die Masse von Protonen und Neutronen wird in der Einheit „Elektronenvolt pro Teilchen“ (eV/c^2) gemessen. Die Masse von Atomen wird hingegen in der Einheit „Unified Atomic Mass Unit“ (u) gemessen. Die Masse eines Atoms ist die Summe der Massen seiner Protonen und Neutronen.
Die Gewichte stimmen, aber die Gewichte unterscheiden sich nur um rund 0.1%, nicht um einen Faktor von mehr als 1½ (oder 2½, je nach Interpretation des Satzes). Die Masseinheit „Elektronenvolt pro Teilchen“ scheint auch sehr unüblich zu sein.
Erzähle mir etwas zum Neutronenzerfall
Ein Neutron kann auf verschiedene Arten zerfallen. Eine der häufigsten Formen des Neutronenzerfalls ist der Beta-Zerfall, bei dem ein Neutron in ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino umgewandelt wird. Dieser Zerfall tritt in den Kernen von Atomen auf und ist für die Stabilität und den Zerfall von radioaktiven Elementen von Bedeutung. Der Beta-Zerfall ist eine der drei Hauptarten von radioaktivem Zerfall, zusammen mit dem Alphazerfall und dem Protonenzerfall.
Upps, ich hatte die vorletzte Frage verkehrt herum gestellt. War ChatGPT deshalb verwirrt und hat angegeben, dass Protonen schwerer seien, erst noch viel? Geben wir ihm eine zweite Chance:
Wie viel schwerer sind Neutronen?
Neutronen sind etwa 1.675 × 10^-27 kg schwer. Dies ist ungefähr 1.673 mal schwerer als Protonen, die eine Masse von etwa 1.672 × 10^-27 kg haben. Die Masse von Protonen und Neutronen wird in der Einheit „Elektronenvolt pro Teilchen“ (eV/c^2) gemessen. Die Masse von Atomen wird hingegen in der Einheit „Unified Atomic Mass Unit“ (u) gemessen. Die Masse eines Atoms ist die Summe der Massen seiner Protonen und Neutronen.
Die Beschreibung beginnt nun mit dem Neutron. Das einzige, was jetzt zusätzlich stimmt, ist dass im zweiten Satz das Proton als schwerer bezeichnet wird, aber immer noch mit demselben völlig falschen Faktor.
Was wären sonst noch gute Fragen?
Einige Beispiele für gute allgemeine Fragen könnten sein:
- Wie funktioniert ein Kernkraftwerk?
- Was sind die fünf größten Ozeane der Erde?
- Wie beeinflusst die Mondumlaufbahn die Gezeiten?
- Was sind die Hauptbestandteile von Benzin?
- Wie wird Stahl hergestellt?
Solche Fragen können aufgrund meines umfangreichen Wissensschatzes beantwortet werden und liefern allgemein bekannte Informationen. Wenn Sie spezifischere Fragen haben, kann ich Ihnen leider nicht weiterhelfen.
Generatoren in Kraftwerken
Wie funktioniert ein Kernkraftwerk?
Ein Kernkraftwerk ist eine Art von Kraftwerk, bei dem die Kernspaltung von Atomkernen genutzt wird, um elektrische Energie zu erzeugen. Dabei wird radioaktives Material, meistens Uran oder Plutonium, in kontrollierten Bedingungen zerlegt. Durch die Kernspaltung entstehen enorme Mengen an Energie, die in Form von Hitze freigesetzt wird. Die Hitze wird genutzt, um Wasser zu verdampfen und Dampf anzutreiben, der wiederum Turbinen antreibt, die Strom erzeugen.
Das Kernkraftwerk besteht im Allgemeinen aus mehreren Komponenten:
- Einem Reaktor, in dem die Kernspaltung stattfindet
- Einem Kühlsystem, das dafür sorgt, dass die Temperatur im Reaktor kontrolliert bleibt
- Einem Dampfkreislauf, der den Dampf erzeugt und ihn zur Turbine leitet
- Einer Turbine, die von dem Dampf angetrieben wird und die elektrische Energie erzeugt
- Einem Generator, der die elektrische Energie produziert
- Einem Übertragungssystem, das die elektrische Energie von dem Kraftwerk zu den Verbrauchern transportiert
Insgesamt ist das Kernkraftwerk ein komplexes System, das viele Sicherheitsvorkehrungen und Regulierungen erfordert, um sicherzustellen, dass die Kernspaltung kontrolliert und sicher abläuft.
Wie funktioniert der Generator?
Ein Generator ist eine Art Maschine, die elektrische Energie erzeugt. Er besteht im Allgemeinen aus zwei Hauptteilen: Einem Rotor und einem Stator. Der Rotor ist ein drehbarer Teil, der von einer externen Kraft, wie zum Beispiel dem Dampf eines Dampfkraftwerks oder dem Wasser eines Wasserkraftwerks, angetrieben wird. Der Stator ist der statische Teil des Generators und besteht aus elektrischen Spulen, die um den Rotor herum angeordnet sind.
Wenn der Rotor sich dreht, wird er von einem Magnetfeld durchflossen. Dieses Magnetfeld bewirkt, dass sich die elektrischen Ladungen in den Spulen des Stators bewegen und elektrische Ströme erzeugen. Diese elektrischen Ströme werden dann über elektrische Leitungen zu den Verbrauchern transportiert und dort genutzt, um Strom zu erzeugen.
Der Generator ist ein wichtiger Bestandteil von Kraftwerken
Erzähle mir mehr über das Magnetfeld und die elektrischen Ladungen
Ein Magnetfeld ist ein physikalisches Feld, das von magnetischen Materialien und elektrischen Strömen erzeugt wird. Es kann von magnetischen Materialien wie Eisen, Nickel und Kobalt sowie von elektrischen Strömen, die durch Leiter fließen, erzeugt werden. Ein Magnetfeld hat zwei Pole: Den Nordpol und den Südpol. Die Pole eines Magnetfelds haben immer entgegengesetzte Eigenschaften: Wenn man einem Magneten eine Richtung zuweist, zieht der Nordpol des Magneten immer den Südpol eines anderen Magneten an und umgekehrt.
Elektrische Ladungen sind die kleinsten Einheiten, aus denen elektrische Ströme bestehen. Sie sind die Träger von elektrischer Energie und können in zwei Arten vorkommen: Als positive Ladungen und als negative Ladungen. Positive Ladungen und negative Ladungen haben immer entgegengesetz [hier bricht ChatGPT ab.]
Wie führt das Magnetfeld nun im Generator zu elektischem Strom? [Sorry für den Tippfehler („elektischen“), aber diese machen ChatGPT generell nicht viel aus.]
Im Generator wird das Magnetfeld genutzt, um elektrischen Strom zu erzeugen. Dazu wird der Rotor, der sich dreht, von dem Magnetfeld durchflossen. Dieses Magnetfeld bewirkt, dass sich die elektrischen Ladungen in den Spulen des Stators bewegen und elektrische Ströme erzeugen.
Dies geschieht auf folgende Weise: Wenn der Rotor sich dreht, wird er von dem Magnetfeld durchflossen. Die elektrischen Ladungen in den Spulen des Stators bewegen sich, wenn sie von dem Magnetfeld beeinflusst werden. Diese Bewegung der elektrischen Ladungen erzeugt elektrische Ströme, die über elektrische Leitungen zu den Verbrauchern transportiert werden und dort genutzt werden, um elektrische Energie zu erzeugen.
Im Wesentlichen nutzt der Generator das Magnetfeld, um die Bewegung der elektrischen Ladungen in den Spulen des Stators zu k [Auch hier bricht ChatGPT ohne ersichtlichen Anlass ab.Insbesondere bei deutschen Konversationen ist mir das relativ häufig passiert.]
Wieso bewegen sich die Ladungen?
Die Bewegung der elektrischen Ladungen in den Spulen des Stators im Generator wird durch das Magnetfeld verursacht. Wenn der Rotor sich dreht und von dem Magnetfeld durchflossen wird, bewirkt das Magnetfeld, dass sich die elektrischen Ladungen in den Spulen des Stators bewegen.
Dies geschieht aufgrund der Wechselwirkung zwischen elektrischen Ladungen und Magnetfeldern. Elektrische Ladungen, die sich in einem Magnetfeld befinden, bewegen sich immer in einer Richtung, die senkrecht zu beiden Feldlinien des Magnetfelds verläuft. Diese Bewegung der elektrischen Ladungen erzeugt elektrische Ströme, die über elektrische Leitungen transportiert werden und dort genutzt werden, um elektrische Energie zu erzeugen.
Insgesamt ist die Bewegung der elektrischen Ladungen im Generator ein wichtiger Bestandteil des Prozesses, der es ermöglicht, elektrische Energie zu erzeugen.
Die Beschreibung mit den Ladungen und den Feldlinien ist ungenau und wenn man es aufgrund dieser Beschreibung verstehen wollte, müsste man nachfragen. Mich schockierte jedoch, dass eine genaue Anzahl an Feldlinien genannt wurde. Dem musste ich nachgehen.
Wieso zwei Feldlinien?
Ein Magnetfeld hat immer zwei Feldlinien, die sich von dem Nordpol des Magneten zum Südpol des Magneten erstrecken. Diese Feldlinien sind der Pfad, den die magnetischen Kräfte des Magneten einnehmen. Die Feldlinien sind immer senkrecht zur Richtung der magnetischen Kräfte des Magneten und zeigen die Richtung an, in der die magnetischen Kräfte wirken.
Die Anzahl der Feldlinien, die ein Magnetfeld hat, hängt von der Stärke des Magneten ab. Je stärker der Magnet ist, desto mehr Feldlinien hat das Magnetfeld. Die Feldlinien eines Magnetfelds sind immer parallel zueinander und verlaufen immer von dem Nordpol zum Südpol des Magneten.
Die Feldlinien eines Magnetfelds spielen bei der Bewegung der elektrischen Ladungen im Generator eine wichtige Rolle. Wenn sich elektrische Ladungen in einem Magnetfeld befinden, bewegen sie sich immer in einer Richtung, die senkrecht zu beiden Feldlinien des Magnetfelds verläuft. Diese Bewegung der elektrischen Ladungen erzeugt elektrische Ströme, die über elektrische Leitungen transportiert werden und dort genutzt werden, um elektrische Energie zu erzeugen.
Ja, manchmal wird zur Veranschaulichung von der „Dichte“ von Feldlinien gesprochen. Eine konkrete Anzahl gibt es aber deswegen nicht.
Schlussfolgerungen
Bei gewissen mündlichen Prüfungen habe ich den Studierenden angekündigt, dass sie sich eines der mehreren Themenfelder aussuchen durften, in denen ich fragen würde. Falls die Antworten auch im gewählten Themengebiet nicht über Oberflächlichkeiten hinausgingen, war klar, dass das Gegenüber sich mit dem Prüfungsfach definitiv nur ungenügend auskannte und es nicht an meiner Themenwahl lag.
Wäre das eine Prüfung gewesen, hätte das keine gute Note gegeben. Interessant ist aber, dass die Antworten—zumindest für einen Nicht-Physiker—auf den ersten Blick alle plausibel erscheinen.
Wieso passiert das?
- ChatGPT ist primär ein Sprachmodell. Es hat Milliarden von Worten, Satzteilen, ganzen Sätzen und der Struktur von „Geschichten“ gelernt, von Tweets über LinkedIn-Promoposts und vielen Webseiten. Zu diesen zählen zwar auch mathematische Beweisstrategien und gewisse Rechnungen, ChatGPT versucht aber nur ihre Struktur zu replizieren und anzupassen, ohne wirklich zu wissen, was darin vorgeht.
- ChatGPT wurde trainiert, um zu gefallen, nicht um korrekte Antworten zu liefern. Ja, das ist ein Unterschied, insbesondere wenn die Menschen, welche die ChatGPT-Antworten beurteilen sollten, intrinsisch oder extrinsisch motiviert waren, möglichst viele Antworten zu beurteilen und sich der Auswirkungen ihres Feedbacks nicht bewusst waren. (Das genau Setting für das Training ist mir nicht bekannt, dies sind primär Spekulationen.)
- ChatGPT wurde auch auf falschen Aussagen trainiert, obwohl natürlich Anstrengungen unternommen wurden, diese auszufiltern. (Übrigens: Die nächste KI-Generation wird zumindest teilweise auf KI-generierten Antworten trainiert, beispielsweise, indem dieser Artikel (und weitere, nicht nur von mir) in den Trainingssatz aufgenommen werden. Dies wird nicht zur Verbesserung der Situation beitragen, weshalb bereits heute gewisse Frage-Antwort-Plattformen keine ChatGPT-erzeugte Antworten wollen.)
Manchmal sind solche Hype-Wellen auch gefährlich. Aktuell muss alles Blockchain oder KI sein. In den 1920er-Jahren war der entsprechende Hype, dass alles radioaktiv sein musste: Lippenstifte, Babykleidung, .., you name it.
Das heisst, ChatGPT-Output ist noch viel mehr als sonstige Suchergebnisse aus dem Internet mit Vorsicht zu geniessen. Auch wenn es viele gute initiale Ideen liefern kann und auch Unterhaltungswert hat.
Transparenz
- Dieses „Interview“ wurde mit der ersten öffentlichen Version von ChatGPT geführt, vor dem ChatGPT-Update vom 15. Dezember 2022.
- Die Diskussion begann mit einer Frage zum Qualitätsvergleich verschiedener Schweizer Printmedien (andernorts hatte ChatGPT eines davon für seine hohe Qualität gerühmt). Diese Bitte wurde abgelehnt, mit dem Vorschlag, doch bitte eine allgemeinere Frage zu stellen. Und mich damit in den Mündlichen-Prüfer-Modus zu versetzen…
- Zwischendurch habe ich auch Fragen zum Klimawandel gestellt. Dort hat ChatGPT pauschale Antworten gegeben und betont, dass es viele Ursachen und Auswirkungen gäbe und dass es wichtig sei, Massnahmen zu ergreifen. Viel Text mit wenig Inhalt. (Und wegen dem Erkennen meines „Protonen sind schwerer“-Fehlers dann eben vermischt mit den Protonen-Neutronen-Fragen; beides nicht sehr hilfreich für den Leser. Auf Anfrage kann ich aber den gesamten Wortwechsel zur Verfügung stellen.)
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