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

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  #11  
Alt 22.06.21, 19:54
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TomS TomS ist offline
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Standard AW: Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

Zitat:
Zitat von Quantor Beitrag anzeigen
Die Interpretationen sagen physikalisch gar nichts aus, das ist reine Philosophie.
Das ist eine Frage der Auffassung des jeweiligen Physikers. Einstein betrachtet seinen realistischen Anspruch an die Physik durchaus als physikalische Fragestellung, Bohr et al. dagegen nicht.

Zu allem weiteren absolute Zustimmung.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
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  #12  
Alt 22.06.21, 20:02
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Standard AW: Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Das ist eine Frage der Auffassung des jeweiligen Physikers. Einstein betrachtet seinen realistischen Anspruch an die Physik durchaus als physikalische Fragestellung, Bohr et al. dagegen nicht.
Einstein war gefangen in seinen Vorstellungen einer einheitlichen geometrischen Feldtheorie, mit der er die "Quantenprobleme" zu erschlagen hoffte. Man kann das Konzept aber als gescheitert betrachten. Es war aber durch eine "realistische" Naturbeschreibung motiviert, die gleichzeitig auch für ihn Lokalität bedeutete.

Bohr war da sicher "positivistischer" orientiert, allerding wohl nicht aus Prinzip sondern aus Notwendigkeit physikalischer Fakten.

Und letztlich, im Tatbestand der Fakten muss man sogar der Bohrschen Schule (derzeit noch) recht geben.
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  #13  
Alt 22.06.21, 20:21
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Standard AW: Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

Also ich meine, dass die "Interpretationsfragen" zur Quantenmechanik schon wichtig sind, aber nicht, um die QM zu verbessern, sondern eher, um (mögliche) Erweiterungen besser zu verstehen.
So ist m.E. weiterhin an "realistischen" Theorien festzuhalten, aber die Nichtlokalität werden wir wohl nicht mehr los werden, damit werden auch zukünftige Theorien leben müssen.
Wie immer wird die "Wahrheit" irgendwo in der Mitte liegen, zwischen Einstein und Bohr..
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  #14  
Alt 22.06.21, 20:37
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Standard AW: Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

Zitat:
Zitat von Quantor Beitrag anzeigen
Einstein war gefangen in seinen Vorstellungen einer einheitlichen geometrischen Feldtheorie …
Später, aber noch nicht zu Zeiten der Solvay-Konferenzen.

Zitat:
Zitat von Quantor Beitrag anzeigen
Er war aber durch eine "realistische" Naturbeschreibung motiviert, die gleichzeitig auch für ihn Lokalität bedeutete.
Ersteres ja, letzteres kann ich so nicht sagen.

Zitat:
Zitat von Quantor Beitrag anzeigen
Bohr war da sicher "positivistischer" orientiert, allerding wohl nicht aus Prinzip sondern aus Notwendigkeit physikalischer Fakten.
Wieso der Notwendigkeit physikalischer Fakten? Diese lassen sicher auch andere Positionen zu. Ich denke eher, eine Mischung aus Grundhaltung und Pragmatismus. Der physikalische Fortschritt wäre nicht innerhalb weniger Jahre so enorm gewesen, wenn man nicht bestimmte Fragestellungen praktisch vollständig ausgeblendet hätte.

Zitat:
Zitat von Quantor Beitrag anzeigen
Und letztlich, im Tatbestand der Fakten muss man sogar der Bohrschen Schule (derzeit noch) recht geben.
Keineswegs.

Das erste konkrete Ergebnis zu Berechnungen ohne die Notwendigkeit eines Kollapses stammt von Mott aus 1929:

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Mott_problem
https://arxiv.org/abs/1209.2665

Everett zeigte bekanntermaßen in den Fünfzigern eine völlig äquivalente Alternative zur orthodoxen Interpretation auf.

Gleasons Theorem (1957) und der Hartle-Finkelstein Frequency Operator (1960iger) legen nahe, dass das Postulat der Bornschen Regel nicht fundamental ist:

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gleason%27s_theorem
https://arxiv.org/abs/1105.4499

Die Bohrschen Schule hat angesichts der Dekohärenz (Zeh, Ende der 60iger, später Zurek) durchaus Probleme, das Kollapspostulat vernünftig aufrechtzuerhalten. Es gibt alternative Weiterentwicklungen, z.B. die Consistent histories.

Von der Bohrschen Schule im engeren Sinne ist nicht mehr viel übrig, im weiteren Sinne einer eher instrumentalistischen Position natürlich schon.
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  #15  
Alt 22.06.21, 20:55
Quantor Quantor ist offline
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Standard AW: Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Von der Bohrschen Schule im engeren Sinne ist nicht mehr viel übrig, im weiteren Sinne einer eher instrumentalistischen Position natürlich schon.
Es kommt wohl darauf an, was man da unter "Bohrscher Schule" versteht. Eigentlich sehe ich das nicht ganz so homogen, wie es immer adressiert wird.
Sicher hat von Neumann mit seinem Werk da einen gewissen Standard geschaffen. Im Zusammenhang mit seinem Aufenthalt bei Hilbert hat er da eine gewisse Axiomatik formuliert, die heutzutage so nicht mehr allgemein vertreten wird, dazu gehören Projektionen auf Eigenzustände im Zusammenhang mit Messungen, was ja letztlich den "Kollaps" charakterisiert.
Unter der "Bohrschen Schule" verstehe ich aber erstmal die Ablehnung, "klassische Konzepte" wie zB. Teilchenbahnen auf quantenmechanische Systeme anwenden zu können, dann natürlich auch die Schlagwörter von "Komplementarität", "Dualismus" und "Korrespondenz".
Letztlich bedeutet "Bohsche Schule" für mich, dass die "Quantenrealität" eben keine "klassische Realität" sein kann, der klassische Zustandsbegriff ist da nutzlos. Andererseits gehört für mich zur "Bohrschen Schule" auch die Existenz klassischer Systeme anzuerkennen, die immer im Zusammenhang mit Messungen definite Messwerte festlegt. Das verbindende Glied ist da die "Bornsche Regel", die aus dieser "Quantenrealität" eine "klassische Realität" liefert, aber eben nur nach Wahrscheinlichkeiten. Was dann als "Quantenrealität" im (positiven) Sinne der "Bohrschen Schule" betrachtet wird, scheint mir nicht so allgemein bestimmt, das kommt auf den Vertreter dieser Schule an.
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  #16  
Alt 22.06.21, 21:28
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Standard AW: Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

Das gehe ich im wesentlichen mit.

Mir war nur wichtig, genau auf diese Heterogenität, Brüche und Weiterentwicklungen hinzuweisen. Leider wird von der sogenannten orthodoxen Interpretation zu oft eine grobe Skizze gezeichnet und dies dann als die endgültige Wahrheit über die Quantenmechanik dargestellt.
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  #17  
Alt 22.06.21, 21:40
Timm Timm ist offline
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Standard AW: Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Ich weiß, dass dich das stört, aber ich verstehe das Problem nicht.

Es geht einfach nur darum, die Quantenmechanik so zu verstehen wie zum Beispiel die Gravitation oder den Elektromagnetismus. Da stört sich auch niemand daran, dass man die Selbstenergie des Elektrons verstehen möchte ...
Bei der Selbstenergie des Elektrons geht es im Ergebnis um Ladungsverteilung. Willst du sagen, wenn man die Ladungsverteilung eines Elektrons ontisch versteht (ein gutes Beispiel), dann sollte man die Wellenfunktion eines Elektrons, mit der man Wahrscheinlichkeiten ausrechnet ebenfalls ontisch verstehen? Dem kann ich nicht folgen.


Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Die gibt es - mit jedem Phänomen, das mittels Selbstinterferenz eines Quantensystems innerhalb einer räumlich ausgedehnten Apparatur erklärt werden kann....
"Die gibt es" bezieht sich auf "Fortschritte, die darauf hin deuten, dass es die VW tatsächlich gibt."
Was hat die Selbstinterferenz (Beispiel Doppelspalt) mit den akausal getrennten VW zu tun?



Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Entweder erklärst du, warum du hier eine Unterscheidung machst, oder du lehnst eine ontische Interpretation prinzipiell ab. Letzteres ist eine valide philosophische Postion, aber keine alternativlose.
Ich lehne eine ein ontische Interpretation nicht prinzipiell ab, s. oben. Aber weshalb sollte eine Rechenvorschrift, die die Wahrscheinlichkeit liefert, ein Quantenobjekt an einem bestimmten Ort zu finden, ontisch zu verstehen sein.

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Wer entscheidet eigentlich, für welches Problem die paar Dutzend Physiker, die sich mit der Viele-Welten-Interpretation befassen, besser zu verwenden wären? Warum nimmt man nicht lieber einige tausend Stringtheoretiker?
Das wäre mir auch recht.

Dass es nur ein paar Dutzend sind, wusste ich nicht. Verfolgst du deren Arbeiten? Denen sei ihr Hobby gegönnt.
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  #18  
Alt 22.06.21, 21:46
Quantor Quantor ist offline
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Standard AW: Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Mir war nur wichtig, genau auf diese Heterogenität, Brüche und Weiterentwicklungen hinzuweisen. Leider wird von der sogenannten orthodoxen Interpretation zu oft eine grobe Skizze gezeichnet und dies dann als die endgültige Wahrheit über die Quantenmechanik dargestellt.
Ja, die damalige Frage im Zusammhang mit der "Bohrschen Schule" war ja gerade, ob die Quantenmechanik die Natur "vollständig" beschreibt. Genau das hat ja Einstein angezweifelt. Er hat also nicht die Quantenmechanik und ihre Interpretation durch Bohr an sich angezweifelt, sondern, dass sie die "Quantenrealität" vollkommen beschreibt. Einstein war der Auffassung, dass es eine umfassendere Theorie der "Quantenrealität" geben muss, welche die (nach ihm) Unzulänglichkeiten dieser Theorie beseitigt, also Realität, Lokalität und Nicht-Indeterminsimus wieder herstellt.
Alle anderen heutigen Interpretationen der Quantenmechanik sind da aber im Sinne Bohrs, auch wenn sie dessen Interpretation der Quantenmechanik modifizieren. Ich denke, die "Bohrsche Schule" sollte man auch aus diesem historischen Kontext aus betrachten.
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  #19  
Alt 22.06.21, 22:59
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Standard AW: Sind die Interpretationen der Quantenmechanik mehr als nur Geschichten?

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Ich lehne eine ein ontische Interpretation nicht prinzipiell ab, s. oben. Aber weshalb sollte eine Rechenvorschrift, die die Wahrscheinlichkeit liefert, ein Quantenobjekt an einem bestimmten Ort zu finden, ontisch zu verstehen sein.
Woraus folgt denn logisch zwingend, dass die Quantenmechanik ausschließlich stochastisch verstanden werden kann? Weshalb sollte eine Rechenvorschrift, die eine Wahrscheinlichkeit liefert, nicht fundamental ontisch interpretiert werden können? Die Hamiltonsche Mechanik mit der Phasenraumdichte und der Liouville-Gleichung zeigt, dass beides möglich ist; hier behauptet niemand, dieser Formalismus müsse zwingend stochastisch interpretiert werden. Dass der Formalismus der Quantenmechanik stochastisch interpretiert werden kann - OK. Dass er zwingend so interpretiert werden muss - ein Vorurteil.

Es geht darum, eine physikalische Fragestellung zu klären. Wie erklärt die QED die Selbstenergie des Elektrons? Wie erklärt die Quantenmechanik den Messprozess? Ich sehe keinen prinzipielle Unterschied.

In beiden Fällen geht es darum, den vorliegenden Formalismus anzuwenden, um die jeweiligen Prozesse präzise zu beschreiben. Dabei stößt man selbstverständlich an gewisse Grenzen, die auf Probleme im jeweiligen Formalismus, dessen Unvollständigkeit oder gar Inkonsistenz hinweisen. in beiden Fällen sind wir uns einig, dass die Probleme heute nicht vollumfänglich verstanden sind. Während man im Falle des Selbstenergie davon ausgehen kann, dass die QED aufgrund mathematischer Unzulänglichkeiten tatsächlich nicht ausreichend ist, existiert im Rahmen der Quantenmechanik kein prinzipieller Grund oder gar ein Beweis, die Unmöglichkeit des Verständnisses der Messung zu behaupten.

Nun verfestigt sich jedoch seit Mitte der zwanziger Jahre die Meinung, dieses Problem sei prinzipiell unlösbar, man benötige zwingend eine durch den quantenmechanischen Formalismus nicht beschreibbare klassische Welt, die Fragestellung sei grundsätzlich unzulässig oder unphysikalisch usw.

Betrachtet man die spätere Entwicklung, insbs. die Dekohärenz, so zeigt sich jedoch, dass ein Teil genau der Fragestellungen explizit gelöst werden, die ein halbes Jahrhundert zuvor als unlösbar oder unzulässig deklariert wurden.

Offenbar war in den zwanziger Jahren nicht absehbar, wie leistungsfähig der Formalismus tatsächlich ist; das ist nicht schlimm. Schlimm ist jedoch, neue Erkenntnisse nicht zur Kenntnis zu nehmen.

Born interpretierte die Wellenfunktion wahrscheinlichkeitstheoretisch; dass dies zulässig ist, bedeutet nicht logisch zwingend, dass dies die einzige zulässige Interpretation ist. Dass eine Rechenvorschrift eine Wahrscheinlichkeit liefert, bedeutet nicht logisch zwingend, dass nicht auch deterministische Deutungen möglich sind. Niemand behauptet ernsthaft, die Hamiltonsche Mechanik sei zwingend rein stochastisch, nur weil eine entsprechende Formulierung möglich ist.

Born postuliert ein spezielles Wahrscheinlichkeitsmaß; Gleason beweist jedoch, dass das Postulat in dieser Form unnötig ist. Was würdest zu einem Axiom sagen, das eine eindeutige Zerlegung der natürlichen Zahlen in Primfaktoren postuliert, wenn du später lernst, dass genau dies ein Theorem in einem schwächeren Axiomensystem darstellt? Ob du dies als Axiom oder Theorem betrachtest, spielt für die praktische Anwendung keine Rolle, da das Axiom mit dem Theorem verträglich bzw. sogar identisch. Dennoch würde niemand ignorieren, wenn ein Axiom überflüssig ist oder vereinfacht werden kann.

Du betrachtest alles durch die Brille der orthodoxen Interpretation nach Bohr, von Neumann et al., und dir entgeht dabei, dass nichts davon logisch zwingend ist, dass Alternativen existieren - auch wenn Bohr dies vehement bestritten hat - dass einiges explizit überholt ist, dass ggf. schwächere Postulate möglich sind.

Natürlich darfst du diese Sichtweise einnehmen, sie ist zulässig und man kann daraus eine zutreffende Interpretation basteln. Man darf jedoch nicht glauben, diese Sichtweise sei irgendwie alternativlos, logischer, stringenter, einfacher oder sonst irgendwas. Es ist einfach eine lose Ansammlung teilweise unpräziser Glaubenssätze, von denen keiner in Stein gemeißelt ist. Seither sind fast 100 Jahre vergangen, unser Wissen um die Fundamente der Quantenmechanik hat sich seither enorm entwickelt.

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Was hat die Selbstinterferenz (Beispiel Doppelspalt) mit den akausal getrennten VW zu tun?
Was meinst du mit akausal?

Die Selbstinterferenz hat enorm viel mit den Vielen Welten zu tun. Ob eine Superposition eines Photons entlang zweier Lichtwege oder einer Katze vorliegt, ist nur ein gradueller Unterschied, kein prinzipieller.

Wenn du H2O-Moleküle betrachtest, dann entspricht dies der fundamentalen Beschreibung; Wasserwellen, Dampf oder Eiskristalle sind daraus resultierende makroskopische Phänomene. Genauso verhält es sich gemäß der VWI: die Realität wird durch einen Quantenzustand vollständig und zutreffend beschrieben; es existieren verschiedene Ausprägungen, z.B. Katzen, jedoch kein fundamentaler Unterschied.

An sich ist diese Aussage der VWI so unendlich viel einfacher als alle anderen Aussagen von Bohr et al.
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Ge?ndert von TomS (22.06.21 um 23:51 Uhr)
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  #20  
Alt 22.06.21, 23:05
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Zitat:
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[Einstein] hat also nicht die Quantenmechanik und ihre Interpretation durch Bohr an sich angezweifelt, sondern, dass sie die "Quantenrealität" vollkommen beschreibt. Einstein war der Auffassung, dass es eine umfassendere Theorie der "Quantenrealität" geben muss, welche die (nach ihm) Unzulänglichkeiten dieser Theorie beseitigt, also Realität, Lokalität und Nicht-Indeterminsimus wieder herstellt.
Alle anderen heutigen Interpretationen der Quantenmechanik sind da aber im Sinne Bohrs, auch wenn sie dessen Interpretation der Quantenmechanik modifizieren.
Mit Ausnahme der (modernen Ausprägung der) Everettschen Quantenmechanik.

Sie stellt insofern eine interessante Alternative dar, als sie eine realistische und in gewisser Weise - nicht im Einsteinschen Sinne - vollständige Interpretation liefert, dabei jedoch keine umfassendere Theorie erfordert.
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Ge?ndert von TomS (22.06.21 um 23:26 Uhr)
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