Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Hallo zusammen,

im Artikel Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode befürchten die Autoren George Ellis und Joe Silk, dass die wissenschaftliche Methode auf dem Spiel steht. Die Autoren schlagen vor, bestimmte Theorien nicht mehr als wissenschaftlich zu bezeichnen und zitieren dabei Karl Popper. Zum Beispiel sehen sie diese Theorien als unwissenschaftlich an:

String-Theorie, inflationäres Universum, Multiversumtheorie, Viele-Welten-Interpretation der Quantenmechanik...

Die Autoren schreiben dazu:
Ich denke das macht Sinn. Was meint Ihr dazu?

M.f.G Eugen Bauhof

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Eine Theorie sollte aus testbaren Hypothesen bestehen; das ist sicher richtig. Was die erwähnten Theorien angeht, ist das aber nicht so einfach, fürchte ich. Teils scheitert die Überprüfbarkeit derzeit an technischen Problemen: hohe Energien, die (noch) nicht zulänglich etc.. Teils haben die Theorien schon prinzipiell überprüfbare, numerische Vorhersagen, sind aber aufgrund einer hohen Anzahl freier Parameter sehr flexibel und anpassungsfähig. Das ist m.E. eh nicht das, was man von einer fundamentalen Theorie wirklich erwartet, aber das macht sie nicht unwissenschaftlich!?

Aber ich weiss nicht, wo man da eine Grenze ziehen will: wann ist eine Theorie "zu flexibel"?

Ob die Vielen-Welten da mit reingehören? Ist ja eher eine "Interpretation" als eine "Theorie"; die Theorie dazu mit ihren numerischen Vorhersagen wäre die Quantenmechanik.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Ich halte die grundsätzliche Kritik für berechtigt.

Tatsächlich ist es doch so, dass mangels Alternativen oder Experimenten Theorien inzwischen nicht mehr bestätigt oder widerlegt sondern "geglaubt" oder "nicht geglaubt" werden. Das ist ein unhaltbarer Zustand, der für eine gewisse Zeit - als Hypothese - seine Berechtigung hat, nicht jedoch das Ziel sein darf.

Allerdings halte ich die Zusammenfasung der verschiedenen theoretischen Ansätze für wenig differenziert. Am einen Ende steht für mich die Stringtheorie, die noch nicht mal eine einheitliche, geschweige denn elegante Theorie darstellt, sondern eine Ansammlung von Wissen, Vermutungen, Beziehungen, Varianten, "anything goes", ... ohne durchgängige mathematische Fundierung. Am anderen Ende steht für mich die Everettsche Interpretation, die sich von der orthodoxen Interpretation ausschließlich durch ein einziges Axiom unterscheidet, nämlich durch den Verzicht auf das Projektionspostulat (Bornsche Regel), und die ansonsten ausschließlich auf der Interpretationsebene abweicht.

Am einfachsten versteht man die Unterschiede, wenn man die jeweils involvierten Physiker befragt, was denn zur Vervollständigung der Theorie noch fehlt. Im Falle der Stringtheorie wird man Hunderte verschiedener Antworten erhalten. Im Falle der Everettschen Interpretation vermutlich gerade mal end Handvoll.

D.h. wir haben es mit unterschiedlichen "Reifegraden" zu tun. Das ändert jedoch nichts an der Tatsache, dass eine Hypothese solange eine Hypothese bleibt, bis sie experimentell geprüft ist. Daran sollte niemand rütteln.

(ich halte es für ein starkes Stück, zu welchen Verzeiflungsakten man fähig ist, um Fehler nicht zugeben zu müssen; als Physiker bin ich teilweise über die Argumente entsetzt; als Mensch bin ich froh, dass diese Kollegen nur physikalische Forschungsprogramme verantworten ...)

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Ich kann irgendwie nicht ganz nachvollziehen, was an dieser Debatte neu und spannend sein soll. Dass die Viele-Welten-Interpretation keine eigenständige Theorie ist, dass String-Theorien und Quantengravitation zum Teil in experimentell unzugänglichen Energiebereichen spielen, dass Multiversen nicht beobachtbar sind, ist doch alles hinreichend bekannt. Auch den Wissenschaftlern, die sich mit diesen Interpretationen, Theorien und Hypothesen beschäftigen.

Klar kann man fordern, dieses Gebiet nicht mehr zur Physik zu zählen. Aber wozu dann? Präphysik, weil sich daraus vielleicht einmal physikalische Theorien entwickeln werden?

Solange es Freiheit von Forschung und Lehre gibt und sich Professor/innen finden, die sich für diese Gebiete interessieren, wird auch auf ihnen gearbeitet werden.

Gruß,
Joachim

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Hallo Joachim,

für Deutschland magst du mit deiner Einlassung recht haben. Aber für die USA ist das anders. Dort betrachtet die Mehrheit die Naturwissenschaft nur als eine weitere Form des Glaubens. Es gibt in den USA sogar eine Anti-Wissenschaftsbewegung. Daher ist es wichtig, dass die Naturwissenschaft unangreifbar bleibt. Das scheint mir die Motivation der Autoren George Ellis und Joe Silk gewesen zu sein.

Zu dieser Anti-Wissenschaftsbewegung in den USA schreibt Prof. Gerald Holton, Harvard University Cambridge, USA auf Seite 172 seines Buches [1] folgendes:

M.f.G. Eugen Bauhof

[1] Holton, Gerald
Wissenschaft und Anti-Wissenschaft.
Wien 2000, ISBN=3-211-83245-9

Originalausgabe:
"Science and Anti-Science"
Published by Harvard University Press 1993

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Neu an der Diskussion ist nicht, dass gewisse Theorien bzgl. der experimentellen Überprüfbarkeit problematisch sind; neu ist, dass stattdessen die Standards bzgl. der Überprüfbarkeit "modifiziert" werden sollen.

Wenn unsere Lebensmittel nicht mehr pestizidfrei sind, dann ändern wir die Verbraucherschutzgesetze, oder wie?

Die VWI ist bzgl. bestimmter Aspekte durchaus nicht vollständig äquivalent (aber das ist ein anderes Thema)

Das Problem ist weniger die praktische als die prinzipielle Nicht-Überprüfbarkeit einer Theorie.

Durchaus nicht allen - siehe den Beitrag von Bauhof.

Das Problem ist, dass der Begriff Theorie unsauber verendet wird. Eine physikalische Theorie kann z.B. eine präzise formulierte, etablierte, 'zig-fach überprüfte Theorie ein, Bsp. Quantenmechanik. Oder eben das krasse Gegenteil, Bsp. Stringtheorie. Letzteres sollte "Hypothese" genannt werden.

Es geht nicht darum, nicht mehr daran zu arbeiten. Es geht um eine ehrliche Bestandsaufnahme. Wenn eine wissenschaftliche Community die Fähigkeit zur Selbstkritik verliert, hört sie auf, wissenschaftlich zu arbeiten.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Jetzt habe ich gleich am Anfang den Faden verloren. Worum geht es?

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Es geht darum, dass es unlauter ist, die Standards zu ändern, wenn man sie nicht erfüllen kann.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Hi

ich denke das es klare begriffliche Abgrenzung geben muss, und hier keine ausreichende wissenschaftstheoretische Klarheit hergestellt ist.

Eventuell greift aber die Unterscheidung zwischen Hypothese und Theorie zu "kurz".

Es gibt aus meiner Sicht Theorien die mit aktuellen Experimenten "bewiesen" sind, zumindest bis keiner kommt und einen Gegenbeweis antritt. Das sind die aktuellen, anerkannten Theorien wie ART und das Standardmodell.
= PHYSIKALISCHE THEORIE


Es gibt Hypothesen die ein Erklärungsmodell liefern, aber grundsätzlich nicht beweisbar sind. Dazu gehört aus meiner Sicht VWI, Multiversum und ähnliche Modelle. Die sind so zusagen "Erklärungsmodelle" ohne zusätzlichen Erkenntnisgewinn. Die Frage ist, ob das denn überhaupt physikalische Hypothesen sind, oder nicht einfach philosophische Modelle die mit der Physik gedanklich nicht im Widerspruch stehen. Imho sind das keine Aufgaben der Disziplin Physik. Nicht Beweisbar, keine zusätzlichen Erkenntnisse ist zu wenig. Nur die Aussage "nicht im Widerspruch" mit einem mathematischen Modell reicht wohl noch nicht aus für den Titel "Theorie oder Hyphotese".
= PHILOSOPHISCHE PHYSIKALISCHE ERKLÄRUNG


Eine physikalische Hypothesen muss imho grundsätzlich verifiziert oder falsifiziert werden können, wenn auch noch nicht jetzt. War sozusagen die ART oder die QED vor dem ersten Beweis.
= PHYSIKALISCHE HYPOTHESE

Und dann gibt es so was wie die Stringtheorie, die imho noch eine andere Kategorie darstellt.

Nachdem es meines Wissens theoretisch möglich wäre, dass aus der Stringtheorie (wenn wer "wüsste" man die 11 Dimensionen richtig reduziert) Eigenschaften abgeleitet werden können (zB Basiseigenschaften von Elementarteilchen) die aus den momentanen Theorien NICHT abgeleitet werden können (sondern gemessen werden müssen) ist das eine Ding zwischen physikalischer Theorie und physikalischer Hypothese.
= HIER FEHLT DER KORREKTE BEGRIFF

Somit fehlt hier ein zusätzlicher Begriff für eine phsyikalische Theorie-Hypothese die zwar nie direkt beweisbar ist, aber neue Erkenntnisse liefern kann.

Wenn die "Stringtheorie" ein solches Potenzial hat (was ich nicht beurteilen kann, aber von diversen Stringtheoretikern behauptet wird) dann wäre diese eine dritte "wissenschaftliche physikalische" Sache zwischen einer Theorie und einer Hypothese. Etwas was zu neuer Erkenntnis führt, und trotzdem nicht direkt bewisen werden kann.

Ob die Berechnung (entspricht ja auch einer Vorhersage) von solchen Eigenschaften theoretisch möglich ist, wäre aus meiner Sicht ein Möglichkeit zu Beurteilen ob das der Disziplin Physik, oder Philosophie zuzuordnen ist. (und somit wohl auch aus dieser Ecke zu finanzieren wäre).

Ich wage allerdings zu bezweifeln ob die Phiosophen die Stringtheoretiker aufnehmen, wenn die Physiker sie verstossen :) .

Frage: Gibt es plausible Gründe annehmen zu können, das mit einer Stringtheorie solche zusätzlichen Erkenntnisse möglich sind?


lg
Theo

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Hallo TheoC,

das denke ich nicht. Ganz einfach ausgedrückt: Unwissenschaftlich ist eine Theorie, die durch kein denkbares Ereignis widerlegt werden kann. Ich meine, es genügt, wenn sich die Naturwissenschaftler an die Maxime halten, die Karl Popper vor langer Zeit aufgestellt hat. Er schreibt auf Seite 51 seines Buches [1] folgendes:

M.f.G. Eugen Bauhof

[1] Popper, Karl R.
Vermutungen und Widerlegungen.
Das Wachstum der wissenschaftlichen Erkenntnis.
Teilband I: Vermutungen.
Tübingen 1994. ISBN=3-16-944809-9

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Dummerweise führen wir diese (sehr interessante) Diskussion jetzt in zwei Threads parallel.

Zu TheoC weitgehende - aber nicht vollständige - Zustimmung.

Die Stringtheorie ist heute noch nicht mathematisch fundiert. Im Gegensatz zu anderen Hypothesen (z.B. Supersymmetrie, Schleifenquantengravitation) existiert kein fundamentaler Satz von Axiomen, Definitionen oder Gleichungen, von denen man behaupten könne, das diese die Stringtheorie definieren. Die Stringtheorie ist außerdem eher eine Metatheorie oder ein Konstruktionsprinzip für Theorien, wie z.B. "die Eichtheorie".

Das Multiversum und die Viele-Welten-Intepretation der QM haben gemein, dass sie prinzipiell nicht-beobachtbare Entitäten enthalten. Ansonsten haben sie letztlich nichts gemeinsam!

Das Multiversum ist eine Kosnequenz aus der Hypothese der "ewigen Inflation".

Die Viele-Welten-Interpretation ist dagegen keine Interpretation der QM im eigentlichen Sinn, sondern eine mathematische inäquivalente Variante der QM, also letztlich eine eigenständige Theorie! Die VWI verzichtet auf ein Axiom der orthodoxen QM (Projektionspostulat, Bornsche Regel); und sie ist damit physikalisch inäquivalent, denn sie postuliert dass die unitäre Zeitentwicklung immer gilt, während die orthodoxe QM behauptet, diese gelte nicht für Messprozesse.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Die wesentliche Erkenntnis der Stringtheorie ist, dass sie (möglicherweise!) auf Prinzipien oder Axiomen beruht (die man heute noch nicht kennt), aus denen eine Konstruktionsvorschrift supersymmetrischer Eichtheorien einschließlich der Gravitation folgt, wobei diese nicht wie im Standatdmodell unverbunden nebeneinander stehen, sondern sozusagen aus den Lösungen der Theorie selbst folgen.

In etwa wäre das vergleichbar mit dem Standardmodell, aus dem die Existenz verschiedener Materieformen folgt (Wasser, Eisen, Plasma, ein Neutronenster, Schweinebraten, ...). Die Stringtheorie ist jedoch noch nicht weit genug entwickelt, um diese Schlussfolgerung beweisen zu können.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Hallo TomS,

Durch den Verzicht auf die Bornsche Regel vezichtet man jedoch zugleich auf den empirischen Erfolg der QM. Solange sich die Bornsche Regel nicht als Theorem aus den verbliebenen Axiomen ergibt, steht die VWI wissenschaftstheoretisch auf tönernen Füssen.

M.E. könnte man es mal mit einem weniger strittigen 4.Axiom:
"Es gelten die Erhaltungssätze für Energie und Ladung" versuchen.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Hallo TomS,

ich kann die Moderatoren bitten, beide Threads zusammenzuführen. Mein Vorschlag:

Den Thread "Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode" zum Unterforum "Wissenschaftstheorie" verschieben und dann danach alle Beiträge des Threads "Theorien und der Umgang mit fehlender experimenteller Bestätigung" in den Thread "Frontalangriff..." kopieren.

Einverstanden?

M.f.G. Eugen Bauhof

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Ich sehe es genau anders herum. Dashalb hatte ich den neuen Thread begonnen. Das hier angesprochene Thema hat viele Aspekte, die unabhängige Aufmerksamkeit verdienen:

• Die sprachliche Frage, wie die Begriffe Theorie, Hpothese, Vermutung abzugrenzen sind. Und ob es überhaupt nötig ist, klare Grenzen festzulegen.
• Der Forschungspolitische Aspekt: Um Finanzierung zu bekommen, müssen Forscher ihr Fachgebiet motivieren. Dazu gehört es auch, Zukunftsperspektiven aufzuzeigen und mögliche Nutzen in der Zukunft zu schildern. Haben die Vertreter der Stringtheorien hier zu viel versprochen?
• Die Inhaltlichen Aspekte: Über jede einzelne der hier kurz erwähnten Hypothesen, Interpretationen und Theorien ließe sich einiges Sagen.
• Die Erkenntnistheorie: Wie kommt man auf physikalische Theorien und ist der Aspekt der mathematischen Eleganz eine vernünftige Forderung?

Es tut mir Leid, wenn mein neues Thema verwirrt hat. Aber es reicht doch, es einfach einschlafen zu lassen, wenn wir zur Erkenntnistheorie nichts zu diskutieren haben.

Gruß,
Joachim

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

ok, folgen wir Joachim

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Nein, das tut sie nicht, jedenfalls nicht mehr, als die orthodoxe QM.

Zunächst mal ist sie VWI solange völlig äquivalent, solange kein Kollaps erfolgt bzw. keine "Verzweigung" eintritt. Im Zuge einer Messung muss die orthodoxe QM zwei Dinge tun: sie muss "Messung" definieren, und zwar in Abgrenzung zur "normalen Wechselwirkung gemäß den Regeln der QM" - was sie nicht kann! und sie muss da hoc ein neues Postulat einführen. Die VWI muss die Bornsche Regel als Theorem ableiten.

Ich denke nicht, dass die VWI offensichtlich schlechter da steht. Es gibt einige Hinweise, dass diese Ableitung als Theorem gelingen könnte. Zunächst mal ist da Gleason's Theorem, das besagt, dass auf einem Hilbertraum genau ein Wahrscheinlichkeitsmaß existieren kann, und zwar genau die Bornsche Regel. Dann gibt es einige Behauptungen, die Bornsche Regel bewiesen zu haben, die jedoch nicht unstrittig sind.

Ich kenne das nicht als Axiom. Erhaltungssätze folgen aus dem Noether-Theorem.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Ganz unwichtig ist der erste Punkt nicht. Es sollte schon klar sein, dass "Theorie" im Kontext Quantentheorie und im Kontext Stringtheorie etwas anderes bedeutet. Es gibt wohl keine exakt definierbaren Grenzen.

Der letzte Punkt ist interesant. Wege zu Theorien sind vielfältig, und mathematische Eleganz ist sicher nur eine Leitlinie. Zunächst glaubt die Physik an eine mathematische Naturbeschreibung. Ob jetzt elegant oder nicht ist nur noch ein untergeordneter Aspekt. Der Punkt ist: für die Stringtheorie existiert noch gar keine Formulierung, die die Theorie präzise definiert. Und das, was ich sehe, ist keineswegs elegant. Die Stringtheorie wird damit ihren eigenen Ansprüchen nicht gerecht.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Ja, keine Frage: Was alles in der Physik als Theorie durchgeht ist ein weites Feld. Und die Bezeichnungen sind immer auch historisch gewachsen. Es gibt ja einfach kein Gremium, das die Bezeichnungen festlegt. Die Stringtheorie heißt so, weil Anfangs die Hoffnung bestand, aus diesem Ansatz schnell eine Brauchbare Grand Unified Theory zu bekommen. Diese Hoffnung wurde enttäuscht, da sind wir uns wohl alle einig.

Wir haben es ja auch in anderen Bereichen mit unpassenden Bezeichnungen zu tun: Das Zwillingsparadoxon ist kein Paradoxon. Das Ohmsche Gesetz ist kein Gesetz. Radioaktive Strahlung ist nicht radioaktiv. Natürlich kann man versucht, hier gegenzulenken, indem man konsequent andere Bezeichnungen verwendet. Dazu braucht es Geduld und einflussreiche Kanäle. Letztlich entscheide ich mich meist, gebräuchliche Bezeichnungen zu benutzen auch wenn sie nicht korrekt sind. Einfach weil ich dann sofort verstanden werde.

Mir macht der Vorschlag, Stringhypothese statt Stringtheorie zu sagen, vor allem deshalb Bauchschmerzen, weil ich unter Stringhypothese etwas anderes verstehen würde. Nämlich die Hypothese, dass Elementarteilchen durch eindimensionale, vibrierende Strings darstellbar sind. Die Stringtheoretiker arbeiten aber an etwas anderes, nämlich an einer mathematisch formulierten Theorie, die auf (unter anderem) dieser Hypothese aufbaut.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Genau. Es ist lediglich eine Paradoxie. Weil aber viele nicht zwischen Paradoxon und Paradoxie unterscheiden können und sich in diesam Zusammenhang der Begriff "Paradoxon" quasi eingebürgert hat, ist es dann vielleicht sogar wirklich besser, von "Paradoxon" zu sprechen.

Du schriebst ja:

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Joachim, weitgehende Zustimmung, auch zur Stringhypothese.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Hier zwei interessante Quellen von absoluten Experten.

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Ich verfolge seit Jahren die jährlichen String-Konferenzen. 2009 hat David Gross, einer der maßgeblichen Forscher auf dem Gebiet der Stringtheorie, einen Plenarvortrag zu Status und offenen Punkten gehalten. Der Vortrag ist einigermaßen kritisch bzgl. des Forschungsgebietes und für mich ein Meilenstein.

http://strings2009.roma2.infn.it/tal..._Strings09.pdf
http://www.ift.uam.es/strings07/040_...nces/gross.pdf

Die wesentlichen Punkte:

WHAT IS STRING THEORY?
This is a strange question since we clearly know what string theory is to the extent that we can construct the theory and calculate some of its properties. However our construction of the theory has proceeded in an ad hoc fashion, often producing, for apparently mysterious reasons, structures that appear miraculous. It is evident that we are far from fully understanding the deep symmetries and physical principles that must underlie these theories. It is hoped that the recent efforts to construct covariant second quantized string field theories will shed light on this crucial question.

We still do not understand what string theory is.
We do not have a formulation of the dynamical principle behind ST. All we have is a vast array of dual formulations, most of which are defined by methods for constructing consistent semiclassical (perturbative) expansions about a given background (classical solution).

What is the fundamental formulation of string theory?

WHAT IS MISSING ?
Perhaps “String theory” is like quantum field theory - a framework and not a definitive theory.
Perhaps we are missing a fundamentally new principle of symmetry, of dynamics, of consistency, .... that leads to a unique solution --- not a “vacuum” but a space-time, a cosmology.


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Dann gibt es eine sehr empfehlenswerte Webseite von Urs Schreiber, auf der auch kritische Aussagen zum ggw. Status zu finden sind.

http://ncatlab.org/nlab/show/string+...akePredictions

Die wesentlichen Kritikpunkte:

While the string perturbation series is a well-defined expression analogous to the Feynman perturbation series, by itself it lacks a conceptual property of the latter: the Feynman perturbation series is known, in principle, to be the approximation to "something", namely to the corresponding complete hence non-perturbative quantum field theory. The idea is that the string perturbation series is similarly the approximation to something, to something which would then be called non-perturbative string theory, but that something has not been identified.

...

Therefore if the qualification “perturbative”/“non-perturbative” is suppressed, then the term “string theory” is quite ambiguous and has frequently led to misunderstanding. Perturbative string theory is a well defined and formally suggestive variant of established perturbation theory in QFT. Non-Perturbative string theory on the other hand is a hypothetical refinement of this perturbative theory of which there are maybe some hints, but which by and large remains mysterious, if it exists at all.

...

There are various hints ... that all perturbative superstring theories ... have a joint strong coupling non-perturbative limit whose low energy effective field theory description is 11-dimensional supergravity and which reduces to the various string theories by Kaluza-Klein compactification on an orientifold torus bundle, followed by various string dualities. Since the string itself is thought to arise from a membrane/M2-brane in 11-dimensions after double dimensional reduction this hypothetical theory has been called “M-theory” short for “membrane theory”; e.g. in Hořava-Witten 95:

"As it has been proposed that the eleven-dimensional theory is a supermembrane theory but there are some reasons to doubt that interpretation, we will non-committally call it the M-theory, leaving to the future the relation of M to membranes."

The “reasons to doubt” that interpretation is that the M2-brane certainly does not support a perturbation theory the way that the superstring does. This is part of the reason why the actual nature of “M-theory” remains mysterious.

...

As mentioned before, there is the idea that perturbative string theory is indeed the perturbative approximation to an as-yet unknown non-perturbative string theory. To the extent that this is true, the dependence of the string perturbation series on the choice of “background” should be of the same superficial nature as it is for traditional perturbative QFT. But this remains a conjecture.

(Hervorhebungen von mir)

******

Im Folgenden einige Stichpunkte zu meinem ggw. Verständnis der Theorie

Kritik:
- hintergrundabhängig (*)
- nicht für beliebige (insbs. dynamische) Raumzeiten formulierbar
- ggw. nicht fundamental und umfassend formulierbar
- fundamentale Freiheitsgrade nicht bekannt (es gibt nicht "den String")
- evtl. handelt es sich um keine fundamentale sondern eine "effektive" Theorie
(*) siehe jedoch AdS/CFT; jedoch nicht vollumfänglich, sondern nur in Spezial- / Grenzfällen; insbs. nicht für dS und andere Geometrien

Erkenntnis:
- keine einzelne Theorie, sondern ein Konstruktionsprinzip bzw. Meta-Theorie
- enthält die Gravitation
- statt eines Zoos von Theorien folgt eher ein Zoo von Lösungen (Landscape **)
(**) evtl. wie verschiedene Lösungen des Standardmodells

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Hallo TomS,
Richtig - Erhaltungssätze folgen aus dem Noether-Theorem. Ausserdem haben sie sich empirisch bewährt. Genau deshalb ist es gerechtfertigt, sie als 4.Axiom in die QM einzuführen. Alternativ könnte man auch sagen, dass die Erhaltungssätze aus den physikalischen Theorien folgen, die der QM vorangegangen sind und als Randbedingung erfüllt sein müssen.
Man lernt immer wieder dazu. Gleason's Theorem war mir bisher nicht bekannt. In Standard-Lehrbüchern kann man auch nichts darüber lesen, obwohl (laut Wikipedia) Gleason dies schon 1957 veröffentlicht haben soll.
Die Existenz dieses Theorems stützt aber nun nicht die Viele-Welten-Theorie, sondern zeigt lediglich, dass ein Postulat der Bornschen Regel ncht benötigt wird. M.E. folgt nämlich auch aus Glaeson's Theorem, dass man die Wahrscheinlichkeitsgleichung (Gleichung der Dichtematrix) als "gewichtete" Boolsche Gleichung lesen muss. Dekohärenz erklärt, warum in dieser Glechung die Interferenztherme nicht beachtet werden müssen. Folglich, so meine Vermutung, haben wir es nicht mit der Superposition von gleichwertigen Wellen, sondern von einer effektiven Welle und vielen ineffektiven Wellen zu tun.
Am einfachsten einzusehen ist dies, wenn man das Verhalten eines Lichtquantes an einem Strahlteiler in Verbindung mit dem Elitzur-Vaidmann-Versuch betrachtet. Am Strahlteiler teilt sich die Welle zufällig in eine effektive und eine ineffektive Welle auf, ohne dass sich das betrachtete System aufteilt. Beide Wellenteile bleiben miteinander verschränkt. Jede lokale Störung ist daher stehts eine Störung des Gesamtsystems.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Die Einführung der Erhaltungssätze als Axiom halte ich für verfehlt.

Die Axiome der QM besagen, dass
1) ein separabler Hilbertraum vorliegt, in dem physikalische Zustände durch eindimensionale Unterräume beschrieben werden
2) physikalische Observablen mittels selbstadjungierter Operatoren beschrieben werden
3) die Zeitentwicklung eines Systems aus U(t) = exp(-iHt) folgt; bzw. äquivalent der Schrödingergleichung folgt
(dazu käme noch das Projektionspostulat, das die orthodoxe QM von der Everettschen unterscheidet)

Erhaltungssätze folgen nur dann, wenn H eine entsprechende Symmetrie aufweist, d.h. wenn eine Observable Q existiert, so dass [H,Q] = 0 ist. Daraus folgt die Symmetrie von H unter V(s) = exp(-iQs), die Zeitunabhängigkeit bzw. Erhaltung von Q, also dQ/dt = 0, sowie die Existenz von (unter Zeitentwicklung erhaltenen) Quantenzahlen entsprechend der Darstellungen von Q.

Aber das alles gilt nur, wenn ein derartiges Q existiert. Ein Axiom für Erhaltungssätze, dass also ein spezielles Q (für ein spezielles H) existieren muss, halte ich i.A. für sinnlos.


Zu Gleason's Theorem: es zeigt lediglich, dass wenn man ein Wahrscheinlichkeitsmaß auf einem Hilbertraum einführen will, dies zwingend entsprechend der Bornschen Regel erfolgen muss. Es besagt nicht, dass man dies tun muss und wie man dies physikalisch interpretieren soll. Alles was ich sagen wollte, war lediglich, dass das Projektionspostulat wohl nicht fundamental ist.

Ein Problem bleibt dennoch:
i) entweder muss man ein viertes Axiom setzen, sei es nun das Projektionspostulat oder ein anderes,
ii) oder man muss die Bornsche Regel (nicht das Projektionspostulat!!) aus den ersten drei Axiomen ableiten (zumindest als Näherung für makroskopische Systeme).
Letzteres verfolgen Vertreter der VWI (wobei ich nur feststellen kann, dass die angeblichen Beweise der Bornschen Regel angeblich unvollständig oder zirkulär sind; ich habe die Argumente jedoch nicht im Detail durchgearbeitet und kann dies selbst nicht beurteilen).

Es ist natürlich nicht offensichtlich, wie aus den ersten drei Axiomen ohne jegliche Wahrscheinlichkeit folgen soll, dass unsere Wahrnehmung und unser Messergebnisse effektiv einer von Wahrscheinlichkeiten dominierten Dynamik folgen, obwohl auf fundamentaler Ebene ausschließlich deterministische Gesetze existieren. Die Einführung als Axiom erscheint mir extrem unbefriedigend zu sein.

Ein weiterer Aspekt ist der Hartle-Frequency-Operator (mittels dem man jetzt auch in Richtung einer statistischen Interpretation argumentieren könnte).

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Hallo Leute,

ich bin aufgrund des aktuellen Verlauf des Threads echt beeindruckt welches Ausmass mein Nichtwissen hat. Ein aus meiner Sicht wissenschaftstheoretischer Thread zeigt mir im Detail (dem Verlauf der Diskussion) dass ich hier als Nicht- Physiker einfach nicht in der Lage bin mir eine Meinung zu bilden.

Ich kann mit Eugen Bauhofs streng formalen Ansatz nach Popper, Theorie muss Beweisbar sein, sehr gut, ob es hier zusätzlicher sprachlicher Definition bedarf ist in der Sache auch nicht wirklich relevant.

Ich wollte nur darauf hinweisen, dass imho ein zentraler Aspekt schon der "zusätzliche Erkenntnisgewinn" sein muss.

Und damit meine ich nicht irgend welche philosophischen Erkenntnisse, sondern einfach pragmatisch nach Popper "Vorhersagen" die "Messbar" sind, die sich aus bisherigen Theorien nicht ableiten lassen.

Ich dachte bisher das die VWI keine solche zusätzlichen Aussagen treffen kann, und die Stringtheorie, zumindest theoretisch, schon.

Die "Sonderstellung" der Stringtheorie hätte ich nur deswegen eingeräumt, weil diese nie in den Status der Hypothese kommen kann (weil die ursächlichen Behauptungen grundsätzlich ausserhalb der Messbarkeit liegen) aber sehr wohl in den Status einer Theorie, sollte es gelingen das Ding durchgängig zu formulieren.

Es muss ja nicht gleich die "Komplett- Theorie" sein, es wäre ja schon mal was, wenn damit zB grundlegende Eigenschaften von Elemtarteilchen berechnet werden können, die bisher als "gegeben" hingenommen werden müssen.

Da ich auf dem Niveau der aktuellen Diskussion nicht mitreden (mitdenken) kann, hätte ich die Bitte ob mit meine Fragen möglichst allgemein verständlich beantwortet werden können.

Frage 1: Sind aus der VWI zusätzliche Erkenntnisse ableitbar, die auf Basis des Standardmodells nicht ableitbar sind?

Frage 2: Gibt es die "berechtigte Hoffnung" das es aus der Stringtheorie solche zusätzlichen Erkenntnisse geben kann.

Nachdem es wie bei allen Dingen auch um das "schnöde Geld" geht, und indirekt auch um "gesellschaftliche Akzeptanz" finde ich es durchaus wichtig, dass komplexe Probleme allgemein verständlich formuliert werden können.

Die Diskussion um die Wissenschaftlichkeit von bestimmten Forschungsthemen wird je letztendlich auch nicht in der Gemeinde der Physiker alleine geklärt.

lg
Theo

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Bei "Frage 1" verstehe ich die Diskussion auch nicht, lang ist's her.
Damals hat man die minimalistische Interpretation aus der Grundgleichung w(i,A,Ψ)=|<λ_i|Ψ|² genommen.
Man nimmt halt nur das, was im Experiment auch brauchbar ist, und bisher sind alle experimentellen Daten erklärbar.
Warum versucht man Überinterpretationen, die zwar schön und klug klingen, aber keinen Mehrwert bringen.
War doch immer ein Fall für Ockham, löst bei Laien die wundersamsten Vorstellungen von der Welt aus.
Das sind nur ausgedachte Vorstellungen (so schreibt man Opern) und keine empirischen Fakten aus der echten Welt.

Grüße

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

So etwas muss man loben. Passiert echt selten, dass Leute zu sich selbst, und nicht nur zu den "anderen" kritisch sind. :)

Bei mir ist es auch so. Im Moment erkenne ich erkenne mein "Leientum" immer mehr.

Alles IMHO ->

So, wie ich das sehe, besteht der Vorteil der VWI darin, dass sie die Frage danach, was eine "Messung" ist, was dabei passiert/abläuft nicht "postulativ" schliesst, so, wie es bsw. die "Kopenhagener" tut. Und damit ergibt sich ein Forschungsprogramm, mit dem sich die Dekohärenz beschäftigt.

Das ist so eine Frage ...
Schau mal in meine Signatur. Ich schätze, man müsste schon fast an Ende sein, um so eine Frage beantworten zu können. Wenn ein Bereich der Physik gründlich erforscht ist, dann sieht es logisch und einfach aus, aber auf der vordersten Front tappt man halt meistens im Dunkeln, und weiss im besten Fall, welche Richtung definitiv falsch wäre.

Wass Popper & Co. angeht, so denke ich, dass sie sich auch den Tatsachen stellen müssen, sich an der Realität messen. Und da könnte man sich schon fragen, ob ihre Formulierungen nicht auch einen begrenzten Gültigkeitsbereich haben, so wie z.B. die physikalischen Theorien.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Servus und willkommen!

Weil der Übergang von mikro zu makro immer noch nicht gelingen will. (?)

Ich habe das "Gefühl", dass Ockham oft erst eingesetzt werden kann, wenn man "vorher" schon weiss, wo zu schneiden ist. :)

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Du vergleichst in deiner Frage Äpfel mit Birnen. Du musst die VWI mit der orthodoxen QM vergleichen. Erstere setzt ein Axiom weniger an, sie verzichtet nämlich auf das Projektionspostulat. D.h. rein wissenschaftstheoretisch, nach Ockham ist sie einfacher, d.h. der orthodoxen QM vorzuziehen, wenn sie stattdessen mathematisch in der Lage ist, zu erklären, warum die Bornsche Regel im Zuge von Messungen anwendbar ist. Der Anspruch der VWI besteht also darin, das Messproblem aus den Axiomen (1 - 3) heraus zu lösen, während die orthodoxe QM das Messproblem mit dem Axiom 4 sozusagen "wegzaubert"; wobei Axiom 4 im Widerspruch zu Axiom 3 steht, was die orthodoxe QM nicht vernünftig erklären kann.

Diese Grundgleichung ist gerade das Projektionspostulat = Axiom 4. Die VWI hat nichts gegen das Auftreten dieser Gleichung, nur eben nicht als Axiom, sondern als Theorem.

Ockham wird hier von Herrn Senf missverstanden, denn Ockham's Razor bezieht sich nicht auf die phänomenologische Ebene (die vielen Welten) sondern auf die Annahmen, Axiome und Postulate. Und wie gesagt, da ist die VWI im Vorteil. Die vielen Welten sind sowieso ein sprachlicher Missgriff; nach der Theorie existiert genau eine Welt, von der wir aufgrund der Dekohärenz nur einen "Ausschnitt" sehen können.

Genau richtig (wobei die Dekohärenz eine eher neue Erkenntnis ist, die in dieser quantitativen, experimentell gesicherten Form Everett noch nicht zur Verfügung stand).

Die VWI geht jedoch an einer Stelle über die Dekohärenz hinaus. Letztere folgt aus den ersten drei Axiomen, d.h. sie ist durchaus mit der orthodoxen QM verträglich. Wenn man die Dekohärenz jedoch zugrundelegt, dann ist die Einführung des Projektionspostulates eher noch seltsamer, da die Dekohärenz ja schon den Boden bereitet, ohne dieses auszukommen.

Was die Dekohärenz jedoch nicht leistet ist, zu beantworten, warum Wahrscheinlichkeiten in unserer Wahrnehmung des Quantenzustandes auftreten und wie die Bornsche Regel mathematisch aus den Axiomen (1 - 3) folgt (bzw. welche neue Zutat stattdessen erforderlich ist).

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Doch, das kann sie, leider jedoch wohl nur prinzipiell, nicht praktisch. Weil das so wichtig ist, erkläre ich das etwas mehr im Detail.

Entsprechend orthodoxer QM sowie Everettscher QM entwickeln sich quantenmechanische Zustände gemäß Axiom 3, d.h. die Zeitentwicklung erfolgt unitär:

"Zustand(t) = U(t) * Zustand(0)"

Dabei ist "Zustand" gemäß Axiom 1 ein eindimensionaler Vektor in einem Hilbertraum. Seine Zeitentwicklung ist letztlich eine Kurve, die der Vektorpfeil auf eine (i.A. unendlichdimensionale) Einheitskugel zeichnet. Die Zeitenwicklung wird mittels des Operators U(t) = exp(-iHt) beschrieben, wobei H dem Hamilton- bzw. Energie-Operator entspricht (gem. Axiom 2 einer speziellen Observablen). Diese Zeitentwicklung ist also stetig und deterministisch! Gemäß der Everettschen QM ist sie das immer und in jeder Situation bzw. für jedes beliebige System.

Gemäß der orthodoxen QM ist sie das nur, solange keine Messung durch geführt wird! Wird eine Messung durchgeführt, was im wesentlichen der Wechselwirkung mit einem Messgerät sowie einer Beobachtung entspricht, kollabiert der "Zustand(t)" unstetig und zufällig in einen anderen Zustand, der einem Eigenzustand der gemessenen Observablen entspricht. Die Zeitentwicklung des Zustandes im Zuge der Messung (entsprechend dem Projektionspostulat 4) steht also im Widerspruch zur Zeitentwicklung vor (und nach) der Messung.

Die orthodoxe QM hat demnach zwei Probleme:
A) Sie muss erklären, was eine "Messung", also eine Wechselwirkung mit einem Messgerät, von einer normalen Zeitentwickung unterscheidet; warum soll das Elektron, wenn es mit einem Messgerät interagiert, sich gemäß (3) verhalten, wenn ich das Messgerät ausschalte, aber gemäß (4), wenn ich es einschalte?
B) Wie kann (3) und (4) nebeneinander existieren, obwohl sie sich doch offensichtlich mathematisch widersprechen? Wie kann ein inkonsistentes, widersprüchliches Axiomensystem unserer physikalischen Erklärung zugrundeliegen?
Die Antwort auf (B) ist der wortreiche Verweise auf "Messung", d.h. auf (A). Aber (A) kann nicht beantwortet werden, außer durch eine willkürliche Entscheidung des erklärenden Physikers, dass hier dieses und dort jenes gilt, weil es so sein muss, da es andernfalls nicht funktionieren würde. Diese Situation ist seit nunmehr 90 Jahren genau so, sie ist unbefriedigend und ungelöst, und sie ist wohl in diesem Sinne auch unlösbar!

Der Ausweg der Everettschen QM ist, (4) fallenzulassen und (3) universelle Gültigkeit zu verschaffen.

Wie kann nun die VWI experimentell von der orthodoxen QM unterschieden werden? Einfach indem man eine Messung "rückwärts ablaufen lässt". Man stelle also eine Situation her, gemäß der die orthodoxe QM einen Kollaps vorhersagt. Bezeichnen wir den Kollaps mit K, so sieht die Zeitentwicklung von 0 nach t und weiter zu T wie folgt aus: zunächst U(t) von 0 nach t, dann der Kollaps K, dann weiter mit U(T-t). Ohne Kollaps, d.h. nach Everett gilt U(t), kein K, dann weiter mit U(T-t); formal ist das

U(T-t) K U(t)

sowie

U(T-t) U(t) = U(T)

Die beiden Zeitentwicklungen unterscheiden sich!

Dumm ist nur, dass ja auch Everett behauptet, dass der für uns sichtbare Zweig eines Zustandes der Bornschen Regel gehorcht, während der Rest sozusagen für uns unsichtbar wird. Dies kann man gemäß der Dekohärenz inzwischen sogar quantitativ und experimentell recht gut belegen! D.h. Bis hier her sind beide Formulierungen mathematisch inäquivalent, jedoch experimentell ununterscheidbar!

Der Trick besteht nun darin, das Experiment bis zu einer Zeit 2T exakt rückwärts ablaufen zu lassen, also alle Bewegungen, Prozesse umzukehren. Nach der Everettschen QM muss, da U unitär ist, exakt der ursprüngliche Zustand wieder entstehen. Nach der orthodoxen QM resultiert aus dem zweimaligen Kollaps sicher ein anderer bei 2T als bei 0. D.h. beide Versionen der QM unterscheiden sich experimentell und sind somit nicht äquivalent.

Nun zum Problem, über dessen Lösung der Weg nach Stockholm führt: Die Problematik steckt in dem kleinen Wörtchen "exakt". Dieses umfasst nämlich die exakte zeitliche Umkehrung aller beteiligten Prozesse, d.h. z.B. des gemessenen Elektrons, des Apparates, der Umgebung (Luft, Wärmestrahlung, ...) sowie ggf. des Beobachters. Es genügt also nicht, das Elektron bei T exakt zu reflektieren, man müsste dies für jeden beteiligten Freiheitsgrad durchführen - und das ist praktisch unmöglich!

Ist es das? Nein, natürlich nicht! Derartige Experimente werden seit Jahrzehnten durchführt, und sie bestätigen schon immer die Everettsche QM, d.h. sie widerlegen die orthodoxe QM, da der Effekt eines Kollapses noch nie gemessen wurde. Nur leider funktionieren diese Experimente immer nur, wenn das insgs. betrachtete System mikroskopisch und isoliert ist, d.h. wenn gerade kein "Messprozess" stattfindet, für den die orthodoxe QM einen Kollaps postuliert.

Das ist genau das Problem: mikroskopisch funktionieren sowohl die Everettsche QM als auch die orthodoxe, da letztere hier nicht von Messung und von Kollaps redet; und makroskopisch funktioniert sicher nur eine von beiden, wobei der Unterschied weit außerhalb unserer experimentellen Fähigkeiten liegt.

Ein wissenschaftstheoretischer Nachteil der orthodoxen QM besteht in deren Selbstimmunisierung. Immer wenn ein derartiges Experiment durchgeführt wird, mit immer größeren Quantensystemen, kann die orthodoxe QM ausweichen, indem sie für dieses Experiment den Kollaps wieder so setzt, dass alles für sie passt. Denn die Setzung des Kollapses, die Definition "bis wohin (3) und ab wann (4) gilt", ist willkürlich und liegt im Ermessen desjenigen, der das Experiment interpretiert. Diese Selbstimmunisierung gilt nicht für die Everttsche QM.

Die Everettsche QM kann also an zwei Punkten tatsächlich scheitern bzw. falsifiziert werden:
i) die Bornsche Regel ist nicht bzw. nicht vernünftig als Theorem ableitbar
ii) sie wird im o.g. Sinne experimentell falsifiziert

Insofern halte ich die Everettsche QM für die im wissenschaftstheoretischen Sinne bessere Alternative (auch wenn die Konsequenzen nach unseren Alltagsbegriffen eine Zumutung darstellen - aber das war bei der QM schon immer so ;-)

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Hallo TheoC,

Karl Popper ist noch strenger als du denkst.
Nach Popper muss eine Theorie widerlegbar (falsifizierbar) sein. Eine Theorie muss an der Erfahrung scheitern können. Und beweisbar ist keine Theorie, denn selbst nach 1000 experimentellen Bestätigungen kann künftig immer noch ein Experiment stattfinden, das diese Theorie ganz (oder zumindest teilweise) widerlegt.

Wenn wir z.B. die vielen anderen 'Welten' der VWI prinzipiell nicht in Erfahrung bringen können, dann ist die VWI keine Theorie, weil sie prinzipiell nicht widerlegbar ist. Jede ernstzunehmende Theorie muss an der Erfahrung scheitern können.

M.f.G. Eugen Bauhof

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Damit stoßen wir natürlich an die Grenzen des Möglichen. Wir haben heute verschiedene Theorien bzw. Kandidaten, die zunächst mal praktisch nicht falsifizierbar sind (LQG, andere Ansätze zur QG, Strings sowie die VWI). Damit ist Poppers Argumentation bzgl. der praktischen Falsifizierbarkeit bei bestimmten Fragestellungen nicht mehr anwendbar!

Wir können Ihn leider nicht mehr fragen, wie er dazu steht.

Die Frage, die sich dann stellt, ist, ob die prinzipielle Falsifizierbarkeit noch einen Mehrwert hat, wenn die praktische Falsifizierbarkeit nicht gegeben ist. Ich würde sagen, "ja", diese hat einen Mehrwert, da sie der Theorie eine gewisse Strenge abverlangt. Und insofern sind alle o.g. Theorien bzw. Kandidaten auf einem grundsätzlich wissenschaftlichen Weg.

Wenn man Popper eng auslegt, dann wären alle o.g. Ansätze keine wissenchaftlichen Theorien, und werden sie auch nach abschließender mathematischer Präzisierung nie sein! D.h. Popper würde streng genommen zumindest in diesen Bereichen ein Ende der Physik einläuten. Würde er das wirklich wollen?

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Das ist, wie mit den unendlich vielen gleichberechtigten IS-en in der SRT. Die nennt man ja auch nicht "zusätzliche Entitäten". Sie sind eine zwingende Folge. Es sind bestimmte "Ausschnitte" aus der Raumzeit. Da kann man nichts dagegen tun.

Vlt. noch nicht? Vlt. kommt das am Ende des Programms, so, wie die SRT am Ende des "Äther-Programms" gekommen ist? :)

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Zwischenfrage:
Ist es richtig, daß die VWI die Wellenfunktion als Ding, also ontisch, sieht und am Begriff einer Teilchenbahn festhält, während bei der Interpretation der Wellenfunktion als reine Statistik sich die Frage nach Ding und Bahn gar nicht erst stellt und damit auch nicht die nach einer Modifikation der Schrödingergleichung?

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Der Vergleich hinkt. Die Bezugssysteme der RT verhindern nicht die wechselweise Sichtbarkeit der Phänomene. Zwei Beobachter definieren für Ereignisse in ihrem eigenen Bezugssystem jeweils Koordinaten, sie schließen jedoch nicht die Sichtbarkeit für andere Beobachter aus.

Ich denke, bei der VWI verhält es sich in etwa so wie bei einem Universum, während dessen Zeitwentwicklung Horizonte entstehen (schwarze Löcher, kosmologisch). Wir akzeptieren die Existenz dieser Horizonte und der prinzipiell unbeobachtbarer Bereiche der Raumzeit deswegen, weil die Theorie insgs. etabliert ist und wir anderen Vorhersagen vertrauen. Im Falle der VWI haben wir Einwände, weil diese Vorhersagen für uns unzumutbar erscheinen. Das sollte aber kein Kriterium sein.

Genauso würde ich übrigens dem Multiversum vertrauen, wenn es auf theoretisch gesicherten Grundlagen basiert, d.h. wenn das Inflatonfeld nachgewiesen ist, oder wenn der Mechanismus auf Basis des Higgsfeldes ohne weitere Annahme zum Potential abgeleitet werden kann, oder wenn es klare definierte und verstandene Mechanismen im Rahmen einer plausiblen, mathematisch konsistenten Theorie der QG gibt (es gibt zumindest Hinweise).

D.h. ich zweifle am Multiversum nicht, weil es eine ontologische Zumutung für meinen kleinen Geist ist, sondern weil die theoretischen Grundlagen zu vage sind.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Unser Fehler ist nicht, dass wir unsere Theorien zu ernst nehmen, sondern dass wir sie nicht ernst genug nehmen.
Weinberg, 1977

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Ich versuche einmal eine kurze Zusammenfassung "aus meiner Sicht" zur ursprünglichen Fragestellung.

Es gibt einen bedeutenden Unterschied zwischen „wissenschaftlich“, was der Beurteilung eines Vorgangs entspricht, und dem Begriff „wissenschaftlicher Theorie“, was einer „wahren Aussage“ entspricht.

Die Aussage das String- Theorie, VWI und Mulitiversumstheorie keine wissenschaftliche Theorien sind scheint korrekt, weil die praktische Falsifizierbarkeit nicht gegeben sein kann (VWI) oder noch lange nicht gegeben ist (Strings). (Die klassische Interpretation (Kollaps) der Quantenphysik ist in diesem Sinne genau so wenig „wissenschaftlich“.)

Wahr ist einzig das es Methoden gibt, Prozesse zu beschreiben (berechnen) die sich der klassischen Vorstellung entziehen, aber experimentell prüfbare Vorhersagen liefern! Die „Quantenmechanik“ als solches ist wahr! Nicht ihre Interpretation(en)!

Das bedeutet aber aus meiner Sicht aber nicht, dass die Auseinandersetzung mit diesen Themen „unwissenschaftlich“ ist! Dazu muss nur die Vorgangsweise wissenschaftlich sein (Dokumentation, mathematische Konsistenz, Reproduzierbarkeit, …) - und dies entspricht wohl auch dem Forschergeist, dass nach Dingen gesucht wird, die man eben noch nicht weiß.

Physiker müssen sich aber, so wie andere Disziplinen auch, daran messen lassen, wie weit ihre Aussagen „wahr“ sind, die in den Medien als Behauptung hingestellt werden.

Und als solches sind Aussagen die keine wissenschaftlichen Theorien sind einfach „nicht wahr“, sondern nur "möglich", und müssen auch klar so kommuniziert werden!

Die Aussage „die viele Welten Interpretation ist richtig“ ist NICHT WISSENSCHAFTLICH, genau so wenig wie die Aussage „der Kollaps der Wellenfunktion ist richtig“ NICHT WISSENSCHAFTLICH ist!

Die Implikationen der Aussagen zu untersuchen ist aber sehr wohl wissenschaftlich!!


In diesem Sinne bietet die Physik eben kein vollständiges Erklärungsmodell der Welt an!

Der Versuch das anders zu verkaufen schadet aus meiner Sicht mehr als es nutzt, weil es den Anti- Wissenschafts- Fraktion zu viel „Argumentationsraum“ einräumt.

Ich denke im Sinne der ursprünglichen Fragestellung das es notwendig wäre klar zu unterscheiden was „Wissen“ ist (=physikalische Theorie) und was „Forschungsansatz“ ist, aber eben nicht mehr.

Wer die VWI (oder die Stringtheorie) als „Wahrheit“ verkauft, läuft Gefahr als „unwissenschaftlich“ verunglimpft zu werden, obwohl die Arbeitsweise und Methodik streng wissenschaftlich ist.

Ob eine Interpretation einer anderen vorzuziehen ist soll (und muss scheinbar auch) innerhalb der Physiker- Gemeinschaft ernsthaft diskutiert werden – daraus die eine oder andere Wahrheit zu machen ist nicht Wissenschaftlich!

In diesem Sinne muss die Physikergemeinde wohl noch eine Weile damit leben, ein mächtiges Werkzeug zu haben, aber keine Erklärung der Welt.

Lg + vielen Dank für die wunderbaren Erklärungen :)

PS: Die VWI ist in diesem Sinne gleich wie die anderen Interpretationen zu sehen, und nur desegen expizit angeführt, weil schon im Titel des Threads


Theo

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Im Wesentlichen Zustimmung - nur zwei kleine Anmerkungen.

Ich würde in keinem Fall von "wahr" oder "richtig" sprechen, denn das ist logisch bzw. mathematisch vorbelastet. Natürlich sind auch Wortungetüme wird "noch nicht falsifiziert" unschön, wenn auch treffender.

Wie ich versucht habe auszuführen unterscheidet sich die Everettsche QM von anderen, insbs. der orthodoxen Variante nicht nur auf der Interpretationsebene, sondern sie ist tatsächlich mathematisch (und möglicherweise auch physikalisch) nicht äquivalent.

**********

Eine Anmerkung: die o.g. Probleme treten im Wesentlichen dann auf, wenn man eine ontologische Interpretation, einen gewissen Realismus zugrundelegt. Bleibt man ausschließlich auf der positivistischen Ebene, verzichtet also vollständig auf irgendeine Entsprechung zwischen Realität und Modell, sondern beschränkt sich darauf, dass ein Modell ein Rezept zur Vorhersage liefert (und mehr nicht), dann verschwinden diese Probleme vollständig. Verzichtet man z.B. auf den Anspruch, dass der Zustandsvektor der QM in irgendeiner Weise die Realität kodiert, sondern beschränkt sich darauf, dass er eine Methode zur Vorhersage liefert, dann verliert der Kollaps seinen Schrecken, denn er behauptet lediglich, dass nach einer Messung unsere Buchhaltung an das Messergebnis angepasst werden muss. Dieser Agnostizismus ist philosophisch möglich, erscheint mir jedoch eine Kapitulation vor der Frage zu sein, warum der Zustandsvektor dies leistet. Nun weiß ich auch, dass warum-Fragen in der Physik streng genommen nicht beantwortbar sind. Aber es sind doch gerade diese Fragen, die die Physik weiterbringen, die sozusagen den Antrieb für die physikalische Forschung darstellen. Rein positivistisch besteht überhaupt keine Notwendigkeit, Quantengravitation, Strings und Veteinheitlichung, Viele Welten, Multiversen usw. zu untersuchen, dann alle diese Entitäten entziehen sich der Beobachtung und sind daher vom positivistischen Standpunkt aus betrachtet ohne Relevanz. Wie unbefriedigend dieser positivistische Standpunkt ist, erkennt man daran, dass S. Hawking als bekennender Positivist tatsächlich Bücher über diese Thenen schreibt ;-)

Noch eine Anmerkung: wir sollten uns hier nicht auf Popper versteifen, der doch offensichtlich einen zu strengen Rahmen fordert. Wir müssen uns stattdessen eben erweiterten Rahmen erarbeiten, der dennoch ein klares Regelwerk definiert, um uns in diesem erweiterten Rahmen ohne Scharlatanerie bewegen zu können.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Jedenfalls sind Argumente wie ... superstring theory is too beautiful not to be true ... inakzeptabel

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Ja

Nein, wie kommst du darauf?

Ja

Ja, aber auch die VWI modifiziert die Schrödingergleichung nicht.

Ja, natürlich kann man sich auf eine rein statistische Interpretation zurückziehen, aber diese mogelt sich immer um die Tatsache herum, dass wir einzelne Teilchen präparieren und detektieren. Sie erklärt nach meinem Geschmack einfach zu wenig.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Was zwischen Philosophie und Wissenschaft schief läuft, heißt Tropenontologie.
Wissenschaft ist heute das, was vom Balast der Philosophie befreit ist.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Ich würde eher sagen: Physik ohne Philosophie ist Ingenierwissenschaft.

In diesem Thread haben wir um großen Teil über Wissenschafts- und Erkenntnistheorie gesprochen. TheoC spricht, wenn er von Wahrheit schreibt, sogar die Ontologie an (was ich im physikalischen zusammenhang nie wagen würde :) ). Das sind alles Teilgebiete der Philosophie.

Sicher gibt es bereiche der Physik, die auf Philosophische Betrachtungen ganz verzichten können. Aber dann dürfen wir über Interpretationen der Quantentheorie und über Stringtheorie nicht reden.

Gruß,
Joachim

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Ich habe mal einen Beitrag über diese Tropenontologie gelesen; ich kann mich nicht mehr recht erinnern, aber das erschien mir nicht besonders hilfreich. Es gibt jedoch sicher noch andere Erklärungs- und Interpretationsansätze.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Zeh schreibt in "Wozu braucht man "Viele Welten" in der Quantentheorie?" Seite 3:
"Diese empirische Situation führte Max Born zu seiner statistischen Interpretation ... . Der Begriff einer Bahn des Teilchens wäre demnach aufzugeben.
Eine solche Vorstellung ist sicher unvereinbar mit der Annahme objektiv existierender Teilchen. ... "

Vielleicht habe ich den letzten Satz überinterpretiert dahingehend, daß die VWI an der Annahme "objektiv existierender Teilchen" verbunden mit dem "Begriff einer Bahn" festhält.

Nun zum Verständnis: eine Quelle emittiert ein Teilchen, deren Wahrscheinlichkeitswelle sich kugelförmig ausbreitet. Ringsum befinden sich Detektoren.

Nach der VWI würde ein Konfigurationsraum-Beobachter feststellen, daß das Teilchen von allen Detektoren registriert wird, jedoch verteilt auf unterschiedliche Orte in diesem Raum. Über eine Wahrscheinlichkeit des wo/wann Auffindens kann er bei nur einem emittierten Teilchen keine Aussage machen. Soweit richtig? Demnach entfällt das mysteriöse "Zusammenziehen " instantan auf einen Ort a la Max Born. Wenn das so ist, was spricht dann im Rahmen der VWI gegen die Annahme einer von der Quelle zum Detektor definierten Teilchenbahn?

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Die LQG würde ich ausnehmen, denn hier könnte es womöglich gelingen, die Quantisierung des Raums mittels höchst energiereicher Gammastrahlen Blitze nachzuweisen. Bisher war dem allerdings kein Erfolg beschieden.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Ich habe auch etwas falsches geschrieben. Man muss nicht das IS, sondern die Gleichzeitigkeit nehmen. Dann sagt einer, dass die vielen Gleichzeitigkeiten der SRT unnötige Entitätenvermehung ist.
Diesen Punkt wollte ich ansprechen.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Ja, das passt so.

Die VWI geht von einem "objektiv gegebenen, existierenden Zustand" aus, nicht von einer Wellenfunktion.

Nein. Nach der VWI würde sich der Gesamtzustandsraum Teilchen+Detektoren +Beobachter "auffächern", und jede "Auffächerung des Beobachters" würde eine Auffächerung" des Teilchens als lokalisiert wahrnehmen.

Warum nun tatsächlich aus der Froschperspektive einer einzelnen Auffächerung eine Wahrscheinlichkeit auftritt, ist gem. der Kritiker ein zentrales Problem der VWI.

Ja, die Wellenfunktion = der Zustand bleibt ohen Kollaps erhalten.

Dass es eben eine Wellenfunktion und keine Teilchenbahn ist, und dass mit Teilchenbahn diverse Interferenzen nicht erklärt werden können. Der Ort eines Teilchens "erscheint" als Ergebnis der Auffächerung.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Stimme ich dir zu, wenn es aber im Sinne des Threads um allgemeine/öffentliche Aussagen geht zur Physik wird uns leider kaum wer verstehen ;)

Für diese Erklärung bin ich dir sehr dankbar, war mir so nicht klar. Ist aber eben genau das Thema des Threads wie weit Konzepte die "logisch stimmiger" sind, deswegen als physikalische Theorie herangezogen werden können.

Und weil es zu viele Anti- Wissenschaftler gibt, muss man hier eben völlig exakt bleiben, deswegen habe ich die eine wie die andere Version mit "keine wissenschaftliche Theorie" bezeichnet.

Konkrete Frage zu deiner Erklärung (gehört aber eigentlich nicht in diesen Thread)
Ich denke ich hab hier schon mal von einem Versuch gelesen, die Beta Zerfallsrate zu ändern, indem man ein Teilchen ständig beobachtet (um damit zu prüfen ob die Wellenfunktion ständig kollabiert) habe aber leider vergessen wo das war. Oder habe ich da einen Denkfehler?

Das fiese am Universum ist es wie es scheint, dass es sich nicht so leicht in die Karten schauen lässt ;)

Natürlich sind wir (ich zumindest) auf der Suche nach einen gewissen Realismus, und wollen verstehen wie die Welt "tatsächlich" ist; nur muss man da eben im Sinne des Threads sehr aufpassen.

Ich persönlich verwende hier eben den Begriff "Konzepte/Hypothesen welche im Einklang mit der Physik stehen"; damit wird eine Unterscheidung zu esoterischen Ansätzen klar, aber auch ausgedrückt dass es sich hier nicht um eine wissenschaftliche Theorie handelt.

Im Sinne des Threads geht es ja genau um den philosophischen Aspekt der Physik. Würden Physiker einzig immer nur darauf verweisen dass sie Wirkungen voraus berechnen können, und keine Ahnung haben was das "dahinter" bedeutet, gäbe es die Diskussion nicht.

Nachdem speziell die Quantenmechanik einen unglaublich "praktischen" Nutzen hat, und gleichzeitig "Nichtlokal und Nichtrealistisch" ist, (damit sind unsere alltägliche Vorstellung einer Wirklichkeit völlig überfordert), haben die Physiker natürlich auch eine starke "Deutungsmacht" bei den philosophischen Implikationen.

Wenn jetzt die VWI (als ein Beispiel) mit der gleichen Überzeugung als "richtig" hingestellt wird wie die QED, dann kommt es eben zu "Gegenreaktionen".

Mathematiker machen (wichtige) Wissenschaft ohne deswegen den Anspruch "die Welt zu erklären" zu haben, das wird wohl auch in der Physik noch eine Weile so bleiben. Als Elektrotechniker und Informatiker lebe ich von mathematischen Erkenntnissen die 150 Jahre vor einer Anwendbarkeit gemacht worden sind.

Eventuell müssen wir uns auch einfach damit abfinden, nicht alles letztgültig verstehen zu können.

Nachdem die Quantenphysik mit unseren Alltagswahrnehmungen so und so nicht kompatibel ist ("kollabierende Wahrscheinlichkeitswellen" erleben wir genau so wenig wie "viele Universen" und "Wellenteilchendinge") - ist der Versuch die Quantenwelt für uns als Menschen "verständlich" zu beschreiben eventuell unmöglich :D

lg
Theo

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Das liegt m.E. im Wesentlichen daran, dass die VWI irreführend bis falsch dargestellt wird. Siehe die Diskussion hier: es ist schwer bis unmöglich, bis zum wahren Kern vorzudringen.

AW: Frontalangriff auf die wissenschaftliche Methode
 

Die Grenze zwischen Physik und Philosophie ist hier "etwas schwammig" bei der Sache. Nachdem es keinen unmittelbaren Beweis für die eine oder andere Interpretation gibt (VWI versus KI) (du sagst es ist "praktisch" nicht möglich zu falsifizieren) kann man wohl "Occams Messer" ansetzen; dann steht es 1:0 für die VWI.

Imoh trifft das die Sache aber nur zum Teil. Die VWI hat eben auch andere philosophische Konsequenzen als die KI.

Pragmatisch könnte man ja behaupten die VWI beschreibt nicht "viele Welten" sondern hat einen anderen mathematischen Ansatz konkrete Prozesse zu berechnen (der derzeit zumindest aber zu den selben Ergebnissen kommt).

Ob eine "nicht kollabierende Wahrscheinlichkeitswelle" deswegen auch "ander Welten" produziert können wir nicht sagen, weil es kein gesichertes Wissen gibt, was eine Wahrscheinlichkeitswelle überhaupt ist, und schon gar nicht, ob ein "Nicht- Kollabieren" bedeutet, das es konkrete andere Welten gibt.

Wenn man aber eine "realistische Interpretation" macht, muss man sich zwangsläufig mit den philosophischen Konsequenzen auseinder setzen!

(und jetzt bin ich Sicher das ich im falschen Foren- Raum bin (sorry....), und zudem wird den ursprünglichen Thread thematisch völlig verlassen)

Die Philosophie beschäftigt sich (uA) mit der Frage "warum erlebe ich die Welt genau so wie sie ist."

Die KI beantwortet imho die Frage bei weitem nicht so klar, wie vielfach angenommen.

Die Welt ist nach der KI jedoch eindeutig, und wir nehmen sie so war wie sie ist, weil es einen kontinuierlichen Prozess an Wechselwirkungen gibt, der genau diese eine Welt produziert, die wir sehen.

Nach der VWI macht das Universum keine eindeutige Welt für uns!

Damit wird aus philosophischer Sicht die Frage "wer verursacht den Kollaps " zu einer Frage "warum nimmt mein Bewusstsein genau den Weg durch die Welten".

Beides sind aus meiner Sicht gleich problematische Fragen.

Warum die Philosophen der VWI skeptischer gegenüber stehen wie der KI ist für mich nicht so ganz klar.

Aber so lange die Physik nicht erklären kann warum sich die Welt so darstellt wie sie ist, solange die Physik den realen Bewusstseinsprozess nicht einbinden kann, MUSS das Kriterium in der Beurteilung einer Theorie welche eine "Realität" beschreiben will, die wissenschaftstheoretische (Falsifikation) bleiben.



lg
Theo

PS: Ich hab eigentlich weniger Problem mir vorzustellen dass ich mit meinem Bewusstsein eine konkreten 4D Pfad durch eine VW pflüge, als mit der Vorstellung, das unsere Welt durch meine Beobachtung so wird wie sie ist, oder sich seit anbeginn "selbst beobachtet". ;)