Teilchenzustand vor Messung unbestimmt?

[richy]

Die Seite hier fasst einiges uebersichtlich zusammen :
http://www.spaceandmotion.com/Physics-Niels-Bohr.htm

[EMI]

Zitat von richy

Bohr wird gerne als Urvater des Periodensystems verstanden. Ich wuerde dies doch Mendelejew zusprechen.
Gut ueber das Orbitalmodell hat man es dann erst richtig verstanden.

Natürlich ist Mendelejew der Vater des Periodensystems! richy,

Mendelejew gehört, aus meiner Sicht, zu den größten Wissenschaftlern der Menschheit.
Sein genialer Wurf, die zu seiner Zeit bekannten chemischen Elemente, nebeneinander nach der Atommasse ansteigend und untereinander nach ähnlichen Eigenschaften anzuordnen, faziniert mich immer wieder.
Das er dabei seiner Idee konsequent folgend, die dabei entstehenden "Lücken" durch "aufschließen" nicht einfach schloss, hat ihn unsterblich gemacht.
Diesen "Lücken" waren nun Atomgewichte und Eigenschaften zugeordnet und man konnte nunmehr gezielt nach diesen fehlenden chemischen Elementen suchen.
Es dauerte auch nicht lange, bis man diese Elemente fand, welche die vorhergesagten Eigenschaften hatten und exakt in die "Lücken" passten.

Mendelejew war damit, meines Wissens, der erste Mensch, der theoretisch von der Natur realisierte Dinge vorhergesagt hat, die bis dato noch niemand kannte.

Maxwell hat die el.mag.Wellen, welche er mit Licht identifizierte vorhergesagt, aber Licht war zu Maxwell's Zeiten ja schon bekannt.

Gruß EMI

[richy]

Hi EMI

Das moderne PSE kann man im Gegensatz zur RT sicherlich als Teamwork betrachten :
Planck, Rutherford, Einstein, Schroedinger, Bohr, Heisenberg, de Broglie, Pauli, Dirac .... Und sicherlich hat man sich an Mendelejew orientiert. Der wird aber leider nur selten erwaehnt.
Vielleicht ist sein Passbild etwas unvorteilhaft ?

Im nächsten Jahr führte der britische Physiker Harry Moseley, aufbauend auf Bohrs Grundlagen, eine neue definitive Ordnung des Periodensystems ein. Er unterzog jedes chemische Element einer Röntgenstrahl-Spektralanalyse und wies ihnen eine charakteristische Atomzahl zu. Bohr gelang in den nächsten Jahren eine Reihe von technischen Verbesserungen, die, wie Abraham Pais schrieb, »um so erstaunlicher und fabelhafter waren, da sie alle auf Analogien basieren Umlaufbahnen um das Atom ähnlich der Bewegung der Planeten um die Sonne, Eigenrotation ähnlich der Rotation der Planeten auf ihrer Bahn , die aber allesamt falsch sind.

Harry Moseley, nie gehoert :-( Kein Wunder denn er hies wohl Henry :
http://de.wikipedia.org/wiki/Henry_Moseley
Hier noch ein Einblick zu Schroedinger und Bohr :
http://www.weltderphysik.de/de/1497.php

Schrödingers Theorie erregte sofort die Aufmerksamkeit des dänischen Physikers Niels Bohr. Der Kopenhagener Professor hatte bereits in jungen Jahren die Idee der Quantensprünge in sein äußerst erfolgreiches Atommodell eingebaut. Die Sichtweise der Heisenbergschen Theorie passte viel besser zu Bohrs Vorstellungen, als die "Wellenmechanik" Schrödingers. Deshalb brannte er darauf, mit seinem "wisssenschaftlichen Gegner" zu sprechen. Als Schrödinger auf Bohrs Einladung nach Kopenhagen kam, verwickelte ihn sein Gastgeber vom frühen Morgen bis spät in die Nacht in intensive Diskussionen. Nach einigen Tagen wurde Schrödinger krank. Heisenberg, der zu dieser Zeit in Kopenhagen mit Bohr zusammenarbeitete, schildert die Hartnäckigkeit des sonst so rücksichtsvollen Gastgebers: "Frau Bohr pflegte ihn (Schrödinger) und brachte Tee und Kuchen, aber Niels Bohr saß auf der Bettkante und sprach auf ihn ein: ,Aber Sie müssen doch einsehen, dass... " Zu einer Einigung kam es nicht. Beim Abschied auf dem Bahnhof äußerte Schrödinger fast verzweifelt: "Wenn es doch bei dieser verdammten Quantenspringerei bleiben soll, so bedaure ich, mich überhaupt jemals mit Quantentheorie abgegeben zu haben."

"Nach einigen Tagen wurde Schrödinger krank."
Ich kann mir dies sehr gut bildlich vorstellen. Und bekanntlichermaßen war die Unterredung umsonst, denn Heisenbergs und Schroedingers Formalismus beschreiben das selbe.
Vielleicht kann Uli auch mal etwas Tee und Kuchen hier verteilen
Heisenberg und Bohr :

Auch zwischen Bohr und Heisenberg kam es zu hartnäckigen Diskussionen über die Interpretation der Quantentheorie. Im Februar 1927 waren sie so festgefahren, dass Bohr in Ski-Urlaub fuhr und Heisenberg gegen seine Gewohnheit nicht mitnahm. So konnte jeder einmal für sich nachdenken. In dieser Zeit entstanden zwei Arbeiten, die heute die Grundpfeiler der Quantentheorie bilden: Bohr formulierte das Komplementaritätsprinzip, Heisenberg die Unbestimmtheitsrelation.

Klingt fast so als ob Bohr den guten Heisenberg gewoehnlich im Rucksack mit in den Ski Urlaub nahm.

[Gwunderi]

Hi Richy

Zitat von richy

Meiner Meinung nach haengt dies alles mit dem echten Zufall zusammen. Der laesst sich niemals mit Sicherheit belegen, denn er laesst sich nicht einmal algorithmisch beschreiben.
Ansonsten waere die Bohmsche Mechanik tatsaechlich kein Thema mehr.

Denke ich auch.
Wenn bei den Zwillingsteilchen die zu messende Grösse bereits vor der Messung kausal festgelegt wäre, und nicht erst bei der Messung völlig zufällig einen bestimmten Wert annimmt, dann könnte man eben nicht mehr von (echtem) Zufall reden. Und auch die Nichtlokalität fiele weg, oder?
Oder müsste man die beiden Teilchen dennoch weiterhin durch eine gemeinsame Wellenfunktion beschreiben (=Korrelation?)? Falls ja, wäre diese dann aber nur noch ein rein mathematisches Konstrukt und es käme ihr keine Realität in dem Sinne zu, dass sie im Moment der Messung Einfluss auf das Messergebnis hätte?

Und wie wäre es bei der Superposition allgemein? Die hängt doch direkt mit der Unschärferelation zusammen? Je genauer man z.B. den Impuls misst, desto "unschärfer" wird der Ort des Teilchens, wobei die Wahrscheinlichkeit, es an einem bestimmten Ort zu finden, durch die Wellenfunktion angegeben ist. Dann wäre auch die Unschärferelation nur Ausdruck unserer Unkenntnis des Ortes und nicht eine "echte Unbestimmtheit"?

Sehe eben, dass es Theorien mit lokalen und mit nichtlokalen verborgenen Variablen gibt, und dass jene mit lokalen Variablen stets die Bellsche Ungleichung erfüllen müssten, was nicht der Fall ist und es somit erwiesen ist, dass es keine solchen gibt. (Die Bellsche Ungleichung habe ich nie verstanden, habe mir zwar auch nie sonderlich Mühe gegeben …)

Ist der Unterschied der, dass eine lokale verborgene Variable eine Eigenschaft des "Teilchens" selber wäre, die wir noch nicht kennen - und nichtlokale Variablen etwas "Äusseres", z.B. eine Art "Führungswelle" oder sonst ein irgendwie geartetes "Feld", das die Eigenschaften des Teilchens festlegt?

Auf Bertelmanns Socken übertragen, wären im ersten Fall die Socken schon in einer bestimmten Farbe gestrickt, auch wenn wir sie vor dem Hinschauen noch nicht kennen - im zweiten Fall (nichtlokale Variablen) würde etwas Äusseres die Farbe festlegen (unabhängig von einer Messung)?

Aber zum zweiten Fall lese ich gerade:
http://de.wikipedia.org/wiki/Kochen-Specker-Theorem

Obwohl die Nicht-Lokalität eines solchen Modells zwar keinerlei Verstoß gegen das Kausalitätsprinzip (und damit z.B. gegen die Relativitätstheorie) in irgendeinem operationellen Sinne impliziert, d.h. man kann z.B. keine Geräte bauen, die etwa Information instantan von A nach B übermitteln, ist es gerade die realistische Interpretation des Modells, die wiederum den meisten Wissenschaftlern Kopfschmerzen bereitet. Die realistische Interpretation besagt ja gerade, dass wir die Messergebnisse, die wir in einer einzelnen Messung an einem individuellen Quantensystem erhalten haben, als echte Eigenschaften dieses individuellen Systems interpretieren. Dann sind wir aber gezwungen, auch die instantane Veränderung der Eigenschaften eines weit entfernten Systems als realen Effekt zu betrachten (auch wenn dieser nicht messbar ist). Diese spukhafte Fernwirkung wird von der Mehrheit der Wissenschaftler als gegen den Geist der Relativitätstheorie aufgefasst und daher verworfen, wobei sie allerdings gleichzeitig von zahlreichen namhaften Physiker vertreten wird.

D.h. wenn die Zwillingsteilchen nach der Erzeugung in entgegengesetzte Richtungen "wegfliegen", geschieht dies nie mit v > c, und auch das "Feld", das die zu messende Eigenschaft bestimmt, breitet sich nicht schneller als c aus. Wir messen dann die vom Feld "mitgegebene" Grösse, und bis dahin gäbe es keine Probleme.
Aber wenn ich das Problem richtig verstehe: Wenn eines der noch verschränkten Teilchen etwas später eine Eigenschaft ändert, wenn die beiden Teilchen bereits sehr weit voneinander entfernt sind, dann hat dies eine instantane Veränderung auch des Zwillingsteilchens zur Folge, und in diesem Falle wäre dann die RT verletzt ("spukhafte Fernwirkung")?

Das Kochen-Specker-Theorem (von 1967) besagt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Kochen-...em#cite_note-1

Es gibt kein nicht kontextuelles Modell mit verborgenen Variablen der Quantenmechanik.

Wobei Nicht-Kontextualität bedeutet:

Wenn ein einzelnes Quantensystem eine bestimmte Eigenschaft hat, die zu einem bestimmten Messwert führt, so besitzt das System diese Eigenschaft unabhängig vom Kontext der Messung, insbesondere ist der Messwert also unabhängig davon, wie die Messung speziell aufgebaut ist.

Und obiges Theorem zeigt nun, dass dies nicht der Fall sein kann?

Zitat von richy

Nur moeglicherweise. Denn ebenso wie beim Kochen Specker Theorem kann man keine globale Aussage fuer alle nichtlokalen Intrepretationen treffen.

Was bedeutet das, man könne hier keine globale Aussage treffen?

Noch etwas zur Bohmschen Mechanik: ich kenne diese nicht, dachte aber immer, sie operiere mit Zusatzannahmen, wie z.B. eine "Führungswelle": eine solche wäre doch nicht direkt messbar, sondern nur eine Hypothese? Könnte man eine solche dennoch "physikalisch real" nennen? (wahrscheinlich schon?)

Zitat von richy

Wer ist denn dieser Mann neben Herrn Goedel ? :-)

Irgendso ein Revolutionär?
Habe von Goedel diese "Kurzbiografie" gelesen: http://www.tagesspiegel.de/magazin/w...art304,2454513
Besonders schön: «Für den menschenscheuen Mathematiker Gödel war Einstein der Einzige, in dessen Gegenwart er sich wohlfühlte. Und für Einstein war Gödels wissenschaftliches Denken derart tiefsinnig und originell, dass er einmal sagte, er komme bloß noch ins Institut, "um das Privileg zu haben, mit Gödel zu Fuß nach Hause gehen zu dürfen."»

Gut wollte ich mich von nun an kürzer fassen … (das Problem mit dem PC lag übrigens nur an der Maus, sie liess sich zwar noch bewegen aber ich konnte damit nicht mehr klicken).

Grüsslein, Gwunderi

[richy]

Hi Gwunderli

das Problem mit dem PC lag übrigens nur an der Maus, sie liess sich zwar noch bewegen aber ich konnte damit nicht mehr klicken

Na prima wenn alles wieder funktioniert. Die Funktion der optischen Maus ist uebrigends recht interessant.

Die meisten Fragen hast du dir schon selbst beantwortet. Und ich kann im Grunde auch nur in dieser Detektivform vorgehen wie Du. Wobei man dann ueber Woerter wie Nicht Nichtkontextualitaet stolpert.
Man muss dabei sehen, dass es weitaus mehr Varianten von Interpretationen gibt als die allgemein bekannten. Und der Unterschied ist im Grunde nur ein Abwaegen zwischen
Irreal/Real,
Indeterminiert/Determiniert,
Lokal,Nichtlokal (global)

Und die Fuer und wieder Argumente sind :
Bellsche Ungleichungen
Kochen Specker; Free Will Kriterium
Relativitaetstheorie

Real,lokal,determiniert
Das kann man auf jeden Fall nicht alles haben. Und so schieb man halt hin und her. Jeder wie er es am sinnvollsten haelt.
Versuche auf die Fragen noch genauer zu antworten.

Gruesse

[Gwunderi]

Zitat von richy

Die meisten Fragen hast du dir schon selbst beantwortet. Und ich kann im Grunde auch nur in dieser Detektivform vorgehen wie Du.

Schön, wollte nur sicher gehen, nicht womöglich einen Unsinn zu schreiben.

Zitat von richy

Real,lokal,determiniert
Das kann man auf jeden Fall nicht alles haben. Und so schieb man halt hin und her. Jeder wie er es am sinnvollsten haelt.
Versuche auf die Fragen noch genauer zu antworten.

Aber tue Dir keinen Zwang an, nur wenn es Dich gerade auch interessiert, sonst werden wir bestimmt ein andermal darüber stolpern

Nur die Aussage des Kochen-Specker-Theorems scheint mir ein Widerspruch in sich zu sein:

Es gibt kein nicht kontextuelles Modell mit verborgenen Variablen der Quantenmechanik.

Nicht-Kontextualität:
das System besitzt eine bestimmte Eigenschaft unabhängig vom Kontext der Messung

Verborgene Variablen:
"Irgendetwas", das die Eigenschaft des Systems festlegt = Eigenschaft des Systems unabhängig von der Messung

Es scheint mir also, "Nicht-Kontextualität" und "verborgene Variablen" bedeuten eigentlich dasselbe (das Teilchen besitzt die Eigenschaft schon vor der Messung und unabhängig davon).

Das KS-Theorem besagt aber offenbar, dass Nicht-Kontextualität und verborgene Variablen einander ausschliessen?

Habe da wohl etwas nicht richtig verstanden?

Wie gesagt, nur wenn es Dich selber auch gerade interessiert (es scheint mir, ich nehme Dich da übermässig in Anspruch)

Grüsslein, Gwunderi

[Uli]

Zitat von Gwunderi

Verborgene Variablen:
"Irgendetwas", das die Eigenschaft des Systems festlegt = Eigenschaft des Systems unabhängig von der Messung

Soweit ich verstanden habe, sind "verborgene Variablen" Größen, die das Zufallselement aus der Quantenmechanik entfernen sollen. Die zeitliche Entwicklung dieser Variablen ist für das beobachtete Messergebnis verantwortlich, und nicht der Zufall. Solche "hidden variables" wären also ein Hinweis darauf, dass die bestehende Quantenmechanik unvollständig wäre: wir können nur Wahrscheinlichkeiten vorhersagen, weil unsere Theorie (die QM) einige wichtige Größen - die hidden variables - außer acht lässt und nicht, weil die Natur wirklich so ist.

[Hermes]

Es könnte natürlich auch sein daß 'unsere'
Interpretation der Theorie eine wichtige Größe außer acht läßt:

Den dimensionalen Kontext der meßbaren physikalischen Realität!

[Gwunderi]

Zitat von Uli

Soweit ich verstanden habe, sind "verborgene Variablen" Größen, die das Zufallselement aus der Quantenmechanik entfernen sollen.

Eben, verstehe ich auch so. Halten sich bis heute ganz hartnäckig verborgen
Und falls sie das Zufallselement entfernen sollen, dann wäre die zu messende Eigenschaft ja schon vor der Messung festgelegt (?)

Zitat von Hermes

Es könnte natürlich auch sein daß 'unsere'
Interpretation der Theorie eine wichtige Größe außer acht läßt:

Den dimensionalen Kontext der meßbaren physikalischen Realität!

Was soll denn dieser "dimensionale Kontext" nun wieder bedeuten?

Grüsslein, Gwunderi

[Jogi]

Zitat von Uli

Soweit ich verstanden habe, sind "verborgene Variablen" Größen, die das Zufallselement aus der Quantenmechanik entfernen sollen.

Zitat von Gwunderi

Eben, verstehe ich auch so. Halten sich bis heute ganz hartnäckig verborgen
Und falls sie das Zufallselement entfernen sollen, dann wäre die zu messende Eigenschaft ja schon vor der Messung festgelegt (?)

Sehe ich ein bißchen differenzierter.

Klar, wenn man alle verborgenen Variablen quantitativ kennen würde, wär's vorbei mit dem Zufall.

"Meine" verborgenen Variablen entfernen aber nicht den Zufall, sondern lassen ihm genau den (Spiel-)Raum, den er braucht.
Ist halt nur 'ne qualitative Vorstellung, erlaubt also auch keine weitergehenden Vorhersagen.
Außer, daß man niemals alles vorhersagen können wird.


Gruß Jogi