Quantenphysik für vernünftige Leute

Ich bin froh, dass sich nun doch einmal ein Physiker im Kommentarbereich meldete, der das von mir zur Diskussion gestellte Thema mit seinen Gedanken bereicherte, anstatt über vermeintlich ahnungslose Philosophen herzuziehen – übrigens seltsam: Viele Naturwissenschaftler erwarten von Geisteswissenschaftlern, dass sie alles über ihr Fachgebiet wissen, aber sie halten es für selbstverständlich, rein gar nichts über die Geisteswissenschaften zu wissen.

Ebenso glauben sie, ihre Methode wäre unserer absolut überlegen, wobei sie niemals ihre Methode auf die kritische Analyse der Geisteswissenschaften anwenden, sondern diese einfach als „Geschwätz“ abtun – nicht, dass das, was man im Fernsehen oder in populären Magazinen als „Philosophie“ präsentiert bekommt, etwas anderes wäre als Geschwätz, aber so ist es mit den Naturwissenschaften im Grunde ja auch.

Die Grundregeln der Logik sieht jener neue Kommentator namens „David“ auch nicht als ein willkürliches Dogma von Philosophen an, die blind Aristoteles alles nachplappern, sondern er versucht, die Quantenphysik rational zu verstehen und zu erklären. Er widerspricht dabei David Harrimans (objektivistischer Physiker und Philosoph) weitgehenden Angriffen auf die Philosophie der modernen Physik, aber dagegen ist ja nichts einzuwenden – zudem wurde Harriman auch von anderen Objektivisten für seine womöglich zweifelhaften historischen Darstellungen gerügt.

Insofern werde ich die lesenswerten Kommentare des Physikers „David“ in relevanten Auszügen in diesen Beitrag kopieren. Wer sich für Quantenphysik interessiert und wie man sie mit dem gesunden Menschenverstand vereinbar machen könnte, der sei eingeladen, einmal reinzuschauen. Ist natürlich alles „work in progress“, aber mir gefällt es schon einmal sehr gut:

Tatsächlich kann man nachweisen, ob das Teilchen wirklich einen festen Ort und Impuls hat, den wir nur nicht bestimmen können, oder ob es tatsächlich nur einer Ortsverteilung und Impulsverteilung folgt.

Zahllose Experimente belegen, das die Teilchen tatsächlich orts- und impulsverteilt sind. Siehe: http://www.nature.com/nature/journal/v409/n6822/full/409791a0.html

Es liegt nicht nur an unserer Unfähigkeit zu Messen, sondern es steckt in der Natur des Teilchens.

Ein Teilchen muss nicht stets an einem bestimmten Ort sein, und einen bestimmten Impuls haben, nur um eine bestimmte Identität zu besitzen.

Vergleiche einen Farbfleck, der in der Mitte sehr intensiv ist und zu den Rändern hin immer schwächer wird. Von weit weg erscheint er so, als habe er einen festgelegten Ort, tatsächlich hat er nur eine Ortsverteilung. Diese Ortsverteilung bestimmt die Identität des Flecks, (oder des Teilchens). Nirgendwo in der Logik, Kausalität oder Identität ist vorgeschrieben, dass man für eine Identität einen festgelegten Punkt in Raum braucht. eine Intensitätsverteilung im Raum ist genauso gut.

Das Teilchen befindet sich nun also im Zustand „A“ (verschmierter Fleck). Durch einen äußeren Reiz (z.B die “Messung” des Teilchens durch einen Experimentator, oder durch eine Maschine, oder durch einen zufälligen natürlichen Prozess) kann dieser Fleck nun auf einen einzigen Punkt zusammenschrumpfen. Mit hoher Wahrscheinlichket wird der neue Punkt in der Mitte des ehemaligen Flecks liegen, wo dieser am intensivsten war. Mit geringer Wahrscheinlichkeit am Rand des ehemaligen Flecks.

Aus der “Messung” folgt kausal, dass der Fleck zusammenschrumpft. Das liegt in der Natur des Flecks, und gehört auch zu dessen Identität. Das Ergebniss ist dann ein Teilchen im Zustand “B”, dessen Ort für kuze Zeit tatsächlich genau bekannt ist. Das gehört zur Identität des Zustandes “B”.

Genauso verhält es sich auch mit dem Impuls des Teilchens, nur lässt sich das nicht so anschaulich erklären.

Man weiß, dass das Teilchen im Zustand “A” tatsächlich verschmiert ist, weil es in diesem Zustand z.B durch zwei Spalte gleichzeitig wandern kann, die sehr eng beieinander liegen. Nach der Messung, wenn das Teilchen tatsächlich einen festgelegten Ort hat, kann es nur noch durch einen Spalt wandern. (Die Spalte müssen natürlich so nah zusammen sein, dass der Fleck von Zustand “A” breiter ist, als der Spaltabstand).

Nochmal zur Klarstellung: Der Begriff “Messung” soll kein messendes Bewusstsein implizieren, sondern ist lediglich eine Umschreibung für eine Wechselwirkung. Um den Ort eines Teilchens zu messen, muss man es zum Beispiel mit anderen Teilchen bombardieren. Dadurch beeinflusst man es natürlich. Ein natürliches Bombardement aus Teilchen, ohne Mess-Intention, hat den selben Effekt.

Die Identität fällt ja nirgendwo weg. Nur, wenn man sich das Teilchen unbedingt als einen Punkt vorstellen muss. Nennen wir das Teilchen lieber mal Zustand. Dieser Zustand verhält sich ein bisschen wie eine Wolke. Wenn eine Wolke durch zwei Spalte gleichzeitig fliegt, würde kein Hahn danach krähen. Die Wolke ist nunmal sehr breit, und die Spalte liegen eng zusammen. Niemand würde sagen, die Identität der Wolke ist verloren, nur weil sie sich so verhält.

Wenn dass Identitätsgesetz wegfallen würde, dann könnte sich die Wolke, oder der Zustand, auch plötzlich in einen Cheesburger verwandeln. Aber natürlich ist das nicht der Fall. Es gehört nun mal zur Identität, zur Natur des “Teilchens”, sich so zu verhalten.

Du fragst, was soll es bedeuten, wenn das selbe Ding durch zwei Spalte wandert. Keinesfalls, dass sich das Ding auf mysteriöse Weise verdoppelt, es ist weiterhing ein Zustand, mit einer Identität.

Der Grund, warum einem das komisch vorkommt, ist ja nur die Billardkugel-Vorstellung, die man von Teilchen hat. Nur weil die Teilchen sich anders verhalten als Billardkugeln, geben sie ihre Identität nicht gleich auf.

2 Kommentare zu “Quantenphysik für vernünftige Leute

  1. Rüdiger sagt:

    Der Billardkugel-Vergleich ist schön. Tatsächlich hat man doch immer irgendwelche Kügelchen vor Augen, wenn man irgendetwas von Teilchen liest und dann versucht, darüber zu reflektieren. Ich finde die ganze Thematik höchst interessant, doch fehlt mir sooft das naturwissenschaftliche Hintergrundwissen oder die Literatur ist zu komplex, wobei sich da gewisse Fachliteratur unter Umständen leichter lesen lässt als zum Beispiel ein zusammengestümperter Wikipediaartikel, als dass ich komplett durchsteigen würde. Manche Sachen verstehe ich mittlerweile im Ansatz und doch qualifizert mich das keineswegs an irgendeiner Diskussion darüber teilzunehmen, die nicht in einer Kneipe stattfindet. Ausgezeichnet, wenn man ab und an mal irgendwo Sachen findet wie: „Quantenphysik für Idioten!“

  2. Sehr geehrter Herr Müller, hier liegen Sie leider falsch, experimentell wiederlegt wurde lediglich der lokale Realismus, es bleibt also noch der nicht lokale Realismus, welchem die Bohmsche Mechanik als vollkommen deterministische Theorie vollkommen gerecht wird. Ich will im übrigen behaupten, dass Ihre objektivistische Unterscheidung zwischen Kausalität und Determinismus durchaus unstatthaft ist, da beides grundsätzlich Hand in Hand geht.

    siehe dazu:
    http://exitus-historiae.blogspot.de/2013/01/der-letzte-griechische-naturphilosoph.html

    http://www.bohmian-mechanics.net/index.html

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